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    如图所示，光滑的平行金属导轨CD与EF间距为L=l m，与水平面夹角为θ=30°，导轨上端用导线CE连接（导轨和连接线电阻不计），导轨处在磁感应强度为B=0.1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。一根电阻为R=1 Ω的金属棒MN两端有导电小轮搁在两导轨上，棒上有吸水装置P。取沿导轨向下为x轴正方向，坐标原点在CE中点。开始时棒处在x=0位置（即与CE重合），棒的起始质量不计。当棒自静止起下滑时，便开始吸水，质量逐渐增大，设棒质量的增大与位移x的平方根成正比，即m=k为一常数，（g取10 m/s2）。
    （1）猜测金属棒下滑过程中做的是什么性质的运动，并加以证明；
    （2）求金属棒下滑2m位移时，速度为多大？
    解：（1）由于棒从静止开始运动，因此首先可以确定棒开始阶段做加速运动，如图所示，棒在下滑过程中沿导轨方向有向下的重力分力mgsinθ和向上的安培力F。由于m随位移x增大而增大，所以，mgsinθ是一个变力；而安培力与速度有关，也随位移增大而增大。如果两个力的差值恒定，即合外力是恒力的话，棒有可能做匀加速运动。不妨假设棒做的是匀加速运动，且设下滑位移x时的加速度为ai

    安培力F=ILB，所以
    根据牛顿第二定律，有mgsinθ-F=mai
    有
    假设棒做匀加速运动
    则瞬时速度
    由于代入后得到
    消去后得到
    从上述方程可以看出ai的解是一个定值，与位移x无关，这表明前面的假设成立，即棒的运动确实是匀加速运动
    （2）将题目给出的数据代入得到
    化简有
    令则上式可写作
    解得y=2.17，即a=y2=4.71 m/s2
    根据匀变速运动规律
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑的平行金属导轨与水平面夹角为45°，两导轨相距0.2m，导轨上有质量m为0.4kg的金属棒MN．当MN棒中通以2A的电流时，金属棒处于静止状态，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中（g取10m/s2），求：
    （1）棒MN中的电流方向；
    （2）棒MN所受磁场力的大小和方向；
    （3）磁感应强度B的大小．

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    如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为L=1m，左侧接一阻值为R=0.3Ω的电阻，区域efgh内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T，磁场的宽度为d=1m；一质量为m=1kg，电阻为r=0.2Ω的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F=0.5v+0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界ef由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．
    （1）若撤去水平力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-
    B2L2m(R+r)
    ?x    ，且棒在运动到gh处时恰好静止，则水平力F作用的时间t为多少？
    （2）若在棒未出磁场区域时撤去水平力F，画出棒在整个运动过程中速度v随位移x变化的各种可能的图线．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置．今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止．设导轨与棒的电阻均不计、a、b与b、c的间距相等，则金属棒在由a→b与b→c的两个过程中下列说法中正确的是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?普陀区一模）如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的两平行金属板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金属棒ab电阻r=2Ω，导轨电阻不计，磁感应强度B=0.3T的匀强磁场竖直向下穿过导轨平面．金属棒ab沿导轨向右匀速运动，当电键S闭合时，两极板之间质量m=1×10-14kg、带电荷量q=-1×10-15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，两极板间的电压为
    0.3
    0.3
    V；金属棒ab运动的速度为
    4
    4
    m/s．

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