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    （12分） 如图所示，间距l＝0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内．在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1＝0.4 T，方向竖直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻R＝0.3 Ω、质量m1＝0.1 kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05 kg的小环．已知小环以a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.

    求(1)小环所受摩擦力的大小；
    (2)Q杆所受拉力的瞬时功率．

    (1)0.2 N　(2)2 W

    解析试题分析：(1)以小环为研究对象，在环沿绳下滑过程中，受重力m2g和绳向上的摩擦力f，由牛顿第二定律知m2g－f＝m2a.
    代入数据解得f＝m2(g－a)＝0.05×(10－6) N＝0.2 N.
    (2)根据牛顿第二定律知，小环下滑过程中对绳的反作用力大小f′＝f＝0.2 N，所以绳上的张力FT＝0.2 N．设导体棒K中的电流为IK，则它所受安培力FK＝B1IKl，对导体棒K，由平衡条件知FT＝FK，所以电流IK＝ A.
    因为导体棒Q运动切割磁感线而产生电动势，相当于电源．等效电路如图所示，因K、S、Q相同，所以导体棒Q中的电流IQ＝2IK＝ A

    设导体棒Q运动的速度大小为v，则E＝B2lv
    由闭合电路的欧姆定律知IQ＝
    解得v＝5 m/s
    导体棒Q沿导轨向下匀速下滑过程中，受安培力FQ＝B2IQl
    由平衡条件知F＋m1gsin 37°＝FQ
    代入数据解得F＝0.4 N
    所以Q杆所受拉力的瞬时功率
    P＝F·v＝0.4×5 W＝2 W．
    考点：本题考查了电磁综合应用
    点评：此题是电磁感应、运动学和能量的综合运用，考查同学们的综合分析解答能力，对学生的要求较高，此类题目属难度较大的压轴题，对于高考中能否得高分至关重要，在学习中需要多作练习．

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     (1)小环所受摩擦力的大小；

    (2)Q杆所受拉力的瞬时功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，间距l＝0.4m的光滑平行金属导轨与水平面夹角＝30°，正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙两金属杆电阻R相同、质量均为m＝0.02kg，垂直于导轨放置．起初，甲金属杆处在磁场的上边界ab上，乙在甲上方距甲也为l处．现将两金属杆同时由静止释放，并同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力F，使甲金属杆始终以a＝5m／s2的加速度沿导轨匀加速运动，已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，取g=10m/s2，则

    　 A．每根金属杆的电阻 R＝0.016

    　 B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s

    　 C．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大

    　 D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W

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    A．每根金属杆的电阻 R＝0.016
    B．甲金属杆在磁场中运动的时间是0.4s
    C．甲金属杆在磁场中运动过程中F的功率逐渐增大
    D．乙金属杆在磁场中运动过程中安培力的功率是0.1W

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    求(1)小环所受摩擦力的大小；

    (2)Q杆所受拉力的瞬时功率．

     

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