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    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．

    解析：(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有m2g－Ff＝m2a①

    代入数据，得

    Ff＝0.2 N②

    (2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有

    Ff＝B1I1l③

    设回路总电流为I，总电阻为R总，有

    I＝2I1④

    R总＝R⑤

    设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有

    I＝⑥

    E＝B2lv⑦

    F＋m1g sin θ＝B2Il⑧

    拉力的瞬时功率为

    P＝Fv⑨

    联立以上方程，代入数据得

    P＝2 W

    答案：(1)0.2 N　 (2)2 W

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     (2011·四川理综)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，sin37 °＝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．

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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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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年山东省潍坊市高三3月第一次模拟考试物理试卷（解析版） 题型：选择题

    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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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年湖南省高三第三次月考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （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．

     

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