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    5．如图，在水平地面MN上方空间存在一有界匀强磁场区域，磁场沿水平方向，磁感应强度大小B=1.0T，上边界EF距离地面的高度H=0.7m．正方形金属线框abcd的质量m=0.1kg，边长L=0.1m，总电阻R=0.02Ω，线框的ab边距离EF上方h=0.2m处由静止开始自由下落，ab保持水平，且线框平面始终与磁场方向垂直，g取10m/s2．求
    （1）线框刚进入磁场时a、b两点之间的电势差Uab；
    （2）线框刚要落地时速度v的大小；
    （3）线框产生的焦耳热Q．

    分析 （1）线框进入磁场前做自由落体运动，由动能定理或机械能守恒定律可以求出ab边刚进入磁场时的速度，然后由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律可以求出ab两点间的电势差；
    （2）根据受力情况分析线圈的运动情况，再根据匀变速直线运动速度位移关系秋季恩速度；
    （3）根据能量关系可以求出产生的热量．

    解答 解：（1）线框进入磁场前做自由落体运动，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=$\frac{1}{2}$mv02，
    线框的速度v0=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.2}$m/s=2m/s，
    ab边刚进入磁场时，ab变切割磁感线，产生感应电动势：E=BLv0=1×0.1×2V=0.2V；
    ab边切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，ab边两端电压是路端电压，
    线框中的电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2}{0.02}$A=10A，
    ab两端电压：Uab=IR外=10×0.02×$\frac{3}{4}$V=0.15V；
    （2）线框进入磁场过程中的安培力大小为：F=BLI=1×10×0.1N=1N
    线圈cd边进入磁场前F=G=mg，线圈做匀速运动；完全进入磁场做加速度为g的匀加速运动，
    匀加速运动的位移x=H+h-L=0.8m；
    根据速度位移关系可得v2=2gx，解得：v=$\sqrt{2gx}$=$\sqrt{2×10×0.8}$m/s=4m/s；
    （3）整个过程根据能量关系可得：Q=mg（h+H）-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
    代入数据解得：Q=0.1J．
    答：（1）线框刚进入磁场时a、b两点之间的电势差为0.15V；
    （2）线框刚要落地时速度v的大小为4m/s；
    （3）线框产生的焦耳热Q为0.1J．

    点评 本题考查了求感应电动势、ab两端的电势差、线框产生的焦耳热等问题，要注意ab两端点电势差是路端电压，不是ab切割磁感线产生的感应电动势．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．物体运动过程中，重力对其做功500J，则物体的（　　）
    A．动能一定增加500JB．动能一定减少500J
    C．重力势能一定减少500JD．重力势能一定增加500J

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图是一个$\frac{1}{4}$圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n=$\frac{5}{2}$，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（　　）
    A．只能从圆孤NF1射出B．只能从圆孤NG1射出
    C．可能从圆孤G1H1射出D．可能从圆孤H1M射出

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．下列描述中的计时数据表示时间间隔的是（　　）
    A．发射的子弹经0.5s击中目标
    B．火车到站时间为17点30分
    C．中央电视台新闻联播首播时间为19点整
    D．2014年12月20日8点30分物理学科学业水平考试开考

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    20．质量为1kg的物体静止放在粗糙水平桌面上，用一大小为15N的水平恒力推动物体，当物体运动4m时具有的动能为40J，此后撤去外力，该物体又滑行一段距离后停止运动．g取10m/s2，求：
    （1）物体与桌面间的动摩擦因数；
    （2）撤去外力后，物体滑行的距离；
    （3）全过程中摩擦力做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．2017年5月23日，第八届中国卫星导航学术年会在上海召开，本届年会以“定位，万物互联”为主题．据悉中国将于2017年下半年开始发射北斗三号卫星．北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（　　）
    A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速
    B．该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐减小
    C．该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能
    D．该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    17．某同学用图1所示装置做验证动量守恒定律的实验．先将A球从斜槽轨道上某固定点C处由静止开始释放，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的B球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让A球仍从原固定点C处由静止开始释放，和B球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．从左向右依次是M、P、N点．

    （1）本实验必须测量的物理量是BD．
    A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H
    B．小球A、B的质量mA、mB
    C．小球A、B的半径r
    D．记录纸上O点到M、P、N各点的距离OM、OP、ON
    （2）小球A、B的质量mA、mB应满足mA＞mB（填“＞”、“=”、“＜”）．
    （3）为测定未放B小球时，小球A落点的平均位置，把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐，如图2所示给出了小球A落点附近的情况，由图可知OP距离应为31.92cm．
    （4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是mAOP=mAOM+mBON．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度H=1.05m．质量均为m=1kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数k=400N/m，A、B与气缸间无摩擦．大气压P0=1×105Pa，密封气体初始温度T0=300K，重力加速度g取10m/s2，活塞面积S=2×10-3 m2，其厚度忽略不计．
    ?（1）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞A缓慢上升到气缸顶端时，求密封气体的温度；
    ?（2）保持密封气体的温度不变，当用F=60N的力竖直向下压活塞A，求稳定时A向下移动的距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．如图所示，质量为m的小车静置于光滑水平面上，小车右端带有光滑圆弧轨道，一质量也为m的小球以水平速度v0从左端冲上小车，到达某一高度h后又能回到小车左端，重力加速度为g，不计一切摩擦，以下说法正确的是（　　）
    A．小球回到小车左端时速度为v0B．小球回到小车左端时速度为0
    C．$h=\frac{v_0^2}{2g}$D．$h=\frac{v_0^2}{4g}$

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