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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，粗糙的平行金属导轨倾斜放置，导轨电阻不计，顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP′处有一小段水平轨道相连，匀强磁场B垂直于倾斜导轨平面．断开开关S，一根质量为m、长为l、不计电阻的金属棒从AA′处由静止释放，落在水平面上的FF′处；闭合开关S，金属棒仍从AA′处由静止滑下，落在水平面上的EE′处；开关S仍闭合，金属棒从CC′（图中未标出）处由静止滑下，仍落在水平面上的EE′处．（忽略金属棒经过PP′处的能量损失）测得相关数据如图所示，则下列说法正确的是（　　）
    分析：金属棒从轨道上滑到底端后，做平抛运动，根据平抛运动的知识，可以求出棒滑到底端时的速度大小；开关闭合后，金属棒下滑时，需要克服安培力做功，因此平抛的水平距离将减小，进一步根据功能关系可以求出电阻R上产生的热量．
    解答：解：A、S断开时，金属棒离开斜面底端后做平抛运动，有：
     h=
    1
    2
    gt2 ①
     x1=v1t ②
    解得：v1=x1
    g
    2h

    对于金属棒在斜面上下滑的过程，根据
    v
    2
    1
    =2as，解得：a=
    x
    2
    1
    g
    4hs
    ，故A错误；
    B、开关S闭合时导体棒要克服安培力做功，根据功能关系以及安培力对位移的积分即为产生热量得出，
      B=
    x1
    2l
    4
    2m2R2g
    s2x22h
    ，故B正确．
    C、开关S闭合，金属棒从AA′处由静止滑下，棒落在水平面上的EE′处，故此过程棒平抛运动的初速度为：
     v2=x2
    g
    2h
    ．
    根据能量守恒定律得：
      开关S断开时，金属棒从AA′处滑到PP′处的过程，有：mgs?sinα-fs=
    1
    2
    m
    v
    2
    1

      开关S闭合时，金属棒从AA′处滑到PP′处的过程，有：mgs?sinα-fs=Q+
    1
    2
    m
    v
    2
    2

    联立上两式得：Q=
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    -
    1
    2
    m
    v
    2
    2
    =
    1
    2
    m(x1
    g
    2h
    )2    -
    1
    2
    m(x2
    g
    2h
    )2    =
    mg
    4h
    (x12-x22)    ．故C正确；
    D、当S闭合，金属棒从导轨上滑下时，需要克服安培力做功，根据动能定理可知，金属棒从相同位置滑下时，开关S不闭合要比闭合时滑到底端的速度大，本题中由于棒仍落在水平面上的EE′处，说明平抛时初速度与从AA′处由静止开始滑下到底端时速度相同，即开关不闭合与开关闭合时，金属棒滑到底端的速度相同，因此CC′一定在AA′的上方，故D正确；
    故选：BCD．
    点评：本题首先要掌握平抛运动的研究方法，其次能运用能量守恒定律求解热量，都是常用的思路．考查点新颖，有创新性，平时要多加强这方面的练习．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，粗糙的平行金属导轨倾斜放置，导轨电阻不计，顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP′处与一小段水平轨道相连，有匀强磁场垂直于导轨平面．断开开关S，将一根质量为m、长为l的金属棒从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的FF′处；闭合开关S，将金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的EE′处；开关S仍闭合，金属棒从CC′处（图中没画出）由静止开始滑下，仍落在水平面上的FF′处．（忽略金属棒经过PP′处的能量损失）测得相关数据如图所示，下列说法正确的是（　　）
    A、S断开时，金属棒沿导轨下滑的加速度为
    x
    2
    1
    g
    2hs
    B、将金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，S闭合时，金属棒刚离开轨道时的速度为x2
    g
    2h
    C、将金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，S闭合时，电阻R上产生的热量Q=
    mg
    4h
    （x
     
    2
    1
    -x
     
    2
    2
    ）
    D、CC′一定在AA′的上方

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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年浙江省宁波十校高三联考理综物理部分 题型：选择题

    如图所示，粗糙的平行金属导轨倾斜放置，导轨电阻不计，顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP′处有一小段水平轨道相连，匀强磁场B垂直于导轨平面。断开开关S，将一根质量为m、长为l的金属棒从AA′处静止开始滑下，落在水平面上的FF′处；闭合开关S，将金属棒仍从AA′处静止开始滑下，落在水平面上的EE′处；开关S仍闭合，金属棒从CC′处静止开始滑下，仍落在水平面上的EE′处。（忽略金属棒经过PP′处的能量损失）测得相关数据如图所示，下列说法正确的是                                            （    ）

        A．S断开时，金属板沿斜面下滑的加速度 

        B．

        C．电阻R上产生的热量

        D．CC′一定在AA′的上方

     

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