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    16．如图所示，两根相距为l=1m的足够长的平行光滑金属导轨，位于水平的xOy平面内，一端接有阻值为R=9Ω的电阻．在x＞0的一侧存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度B只随x的增大而增大，且它们间的关系为B=kx，其中k=0.1T/m．一质量为m=0.5kg的金属杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动．当t=0时金属杆位于x=0处，速度为v0=1m/s，方向沿x轴的正方向．在运动过程中，有一大小可调节的外力F作用于金属杆，使金属杆以恒定加速度a=2m/s2沿x轴正方向匀加速直线运动．除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计．求：当t=4s时施加于金属杆上的外力为多大．

    分析 导体棒运动时，切割产生感应电动势，由于磁场在变化，也会产生感应电动势，既有动生电动势，又有感生电动势，结合总电动势的大小求出感应电流的大小，结合牛顿第二定律求出拉力的大小．

    解答 解：根据匀变速直线运动的速度公式可得t=4s时的速度为：
    v=v0+at=1+2×4=9（m/s）
    根据匀变速直线运动的位移公式可得t=4s时的位移为：
    x=v0t+$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=1×4$+\frac{1}{2}×$2×42=20（m）
    由B=$\frac{1}{10}$x可得t=4s时磁感应强度为：B=2T      
    t=4s时的感应电动势为：E=Blv=2×1×9V=18V
    t=4s时的回路感应电流为：i=$\frac{E}{R}$=$\frac{18}{9}$A=2A
    t=4s时金属杆所受的安培力为：F安=BIl=2×2×1N=4N
    由牛顿第二定律有：F-F安=ma
    得：F=ma+F安=5N
    答：当t=4s时施加于金属杆上的外力为5N．

    点评 本题是电磁感应与运动学和动力学知识的综合应用，关键要掌握电磁感应与力学的基本规律，并熟练运用．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．如图所示，MN、PQ是固定于同一平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距为L=2.0m，R是连在导轨一端上的电阻，质量为m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，与导轨接触良好，导轨所在平面空间有一磁感应强度为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．有一电动机（图中未画出）从t=0，开始对导体棒施加一个水平向左的力F，使导体棒作匀加速直线运动，加速度大小a=0.75m/s2，已知R=0.4Ω，导体棒与导轨间摩擦因数u=0.2，电动机的额定功率为P=4.5W，导体棒和导轨电阻不计．
    （1）写出导体做匀加速运动时，外力F随导体棒速度变化的函数关系．
    （2）求导体棒能够达到的最大速度vm．
    （3）求导体棒作匀加速直线运动的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图所示，一正点电荷位于O点，光滑绝缘杆MN竖直固定在其右侧，O′点为杆上一点且与O点共水平线．质量为m的带正电的小球套在杆MN上，从杆上距O′点高为H的A点由静止释放，运动到A′（A′与A关于O′对称）过程中，加速度（a）、重力势能（EpG）、机械能（E）、电势能（Ep电）随位置变化的图象可能正确的是（取O′点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示，光滑空心细杆在竖直平面内弯成半径R=2m的圆弧ABC，其中A点切线竖直而B、C点切线水平，水平面CD的动摩擦因数为0.5，质量m=1kg且大小刚好可以通过细杆的物体从A点由静止开始下滑．试求：
    （1）物体经过B点前后瞬间对细杆的压力之比．
    （2）物体在水平面上滑行的最远距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图1为理想变压器的结构示意图．当在a、b端加如图2所示的直压电时（a端接电源正极），c、d端的电压随时间的变化规律如下图中哪个所示（当c端电势高于d端时为正）（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．发射地球同步通信卫星的基本方法是，先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道a运行，然后开动星载火箭变轨，将其送入与地球自转同步的轨道b，变轨点选在轨道a与轨道b内切的Q点，如图所示．下列说法正确的是（　　）
    A．卫星在Q点变轨时加速度变小
    B．卫星变轨后在Q点的机械能比变轨前的大
    C．卫星在轨道b运行速度小于在轨道a运行时的最小速度
    D．卫星在Q点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相同

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    8．空间中有一直角坐标系，戈轴保持水平、方向向右，如图所示，在整个坐标空间有大小为B=0.1T、方向垂直纸面向外的匀强磁场，在此坐标系第四象限内同时存在着水平方向的匀强电场E，一荷质比$\frac{q}{m}$=25C/kg的带负电微粒以某一速度沿与y轴正方向53°角从M点进入第四象限，M点的坐标为（0，-1.8），粒子恰好沿直线运动至x轴上的P点进入第一象限，在第一象限空间有沿，轴负方向的、场强大小为$\frac{4}{3}$E的匀强电场，g取10m/s2．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力．求：
    （1）第四象限坐标中电场强度的大小和方向；
    （2）带电微粒的运动速度；
    （3）画出粒子运动轨迹图，并求出粒子离开第一象限的位置坐标．

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    5．下列说法中正确的是（　　）
    A．β射线比α射线更容易使气体电离
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

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