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    如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R="3.0Ω" 的定值电阻，导体棒ab长l=0.5m，质量m=1kg，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T.现使ab 以v0="10m/s" 的速度向右做匀速运动.

    （1）使a、ｂ棒向右匀速的拉力F为多少？
    （2）若撤掉拉力F，当导体棒速度v＝5m/s 时，试求导体棒的加速度大小为多少？
    （3）试求从撤掉拉力F后，直至导体棒ab停止的过程中，在电阻R上消耗的焦耳热。
    （1）；（2）；（3）37.5J

    试题分析: （1）以杆为研究对象，受力分析如图所示：

    ，解得：
    （2）由牛顿第二定律得：

    又：
    解得：
    （3）根据功能原理知，导体棒动能的减少转化为全电路电阻消耗的电能，即：

    据回路电阻上能量消耗的关系可以得出在电阻R上消耗的焦耳热
    QR=37.5J
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （20）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知导线MN电阻为R，其长度L，恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。

    （1）通过公式推导验证：在时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能，也等于导线MN中产生的焦耳热Q。
    （2）若导线的质量m=8.0g，长度L=0.1m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的数据）。

    （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动自由电子和金属离子（金属原子失去电子后剩余部分）的碰撞，展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型：在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图为验证机械能守恒定律的实验打下的纸带，纸带上的点都是连续打下的点．已知打点计时器所用交流电源周期为T，重力加速度为g．量得1、2、3各点到起点O的长度是：h1，h2，h3．已知重锤质量为m，从起点O到2点重锤重力势能减少量为______，动能增加量为______．事实上重锤重力势能的减少量与动能的增加量不会严格相等，主要误差原因是______．（写出一条即可）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    质量为m的物体，从地面以g/3的加速度由静止竖直向上做匀加速直线运动，上升高度为h的过程中，下面说法中正确的是  （       ）
    A．物体的重力势能增加了mgh/3B．物体的机械能增加了2mgh/3
    C．物体的动能增加了mgh/3D．物体克服重力做功mgh

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间和L3L4之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s2。则
    A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25C
    B．线圈匀速运动的速度大小为2m/s
    C．线圈的长度为1m
    D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2J

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （18分）如图甲，光滑的水平面上有三个滑块a、b、c；a、b的质量均等于1kg；b、c被一根轻质弹簧连接在一起，处于静止状态；在t=0时，滑块a突然以水平向右的速度与b正碰，并瞬间粘合成一个物体（记为d）；此后运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，d的速度随时间做周期性变化，如图乙。则： 

    （1）求滑块a的初速度大小以及a、b正碰中损失的机械能△E；
    （2）求滑块c的质量；
    （3）当滑块c的速度变为vx瞬间，突然向左猛击一下它， 使之突变为－vx，求此后弹簧弹性势能最大值Ep的表达式，并讨论vx取何值时，Ep的最大值Epm。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲，质量为m的小木块左端与轻弹簧相连，弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连，木块的右端与一轻细线连接，细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮，木块处于静止状态。在下列情况中弹簧均处于弹性限度内，不计空气阻力及线的形变，重力加速度为g。

    （1）图甲中，在线的另一端施加一竖直向下的大小为F的恒力，木块离开初始位置O由静止开始向右运动，弹簧开始发生伸长形变，已知木块过P点时，速度大小为v，O、P两点间距离为s。求木块拉至P点时弹簧的弹性势能；
    （2）如果在线的另一端不是施加恒力，而是悬挂一个质量为M的物块，如图乙所示，木块也从初始位置O由静止开始向右运动，求当木块通过P点时的速度大小。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （16分） 一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上，其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面，长度为L；bc为一光滑斜面，斜面和水平面通过与θ和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动，在斜面上上升的最大高度为h，返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求：

    （1）木块在ab段受到的摩擦力f；
    （2）木块最后距a点的距离s。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。A、B、C是电场中的三个点，则（   ）

    A．这三点的场强一样大
    B．这三点的场强不一样大，且B点的场强最大
    C．这三点的电势不一样高，且C点的电势最高
    D．由A到B移动电荷时电场力一定做负功

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