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    如图所示，光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，轨道间距为0.2m，金属杆ab的质量为0.1kg，电容器电容为0.5F，耐压足够大，为理想电流表，导轨与杆接触良好，各自的电阻忽略不计，整个装置处于磁感应强度大小为0.5T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中．现用水平外力F拉ab向右运动，使电流表示数恒为0.5A．
    （1）求t=2s时电容器的带电量
    （2）说明金属杆做什么运动
    （3）求t=2s时外力做功的功率．

    【答案】分析：（1）根据电流的定义式：，求出t=2s时电容器的带电量；
    （2）要说明金属杆做什么运动，就要求出金属杆的加速度的表达式，看看加速度是否是恒量，再根据加速度的情况来判断；
    （3）要根据功率的公式P=Fv求t=2s时外力做功的功率，首先要根据牛顿第二定律求出金属杆受到的拉力．
    解答：解：（1）由，Q=I?t=0.5×2=1C
    （2）设杆某时刻的速度为v，此时电容器的电压U=Blv
    电容器的电量Q=C?U=CBlv


    电流恒定，a恒定，即金属杆做匀加速直线运动
    （3）
    由牛顿第二定律得：F-BIl=ma
    F=BIl+ma=1.05N
    vt=at=10×2=20m/s
    由公式P=F?vt=1.05×20=21W
    答：（1）t=2s时电容器的带电量是1C；
    （2）金属杆做匀加速直线运动；
    （3）t=2s时外力做功的功率是21W．
    点评：该题考查电磁感应定律的综合应用，涉及到电磁感应定律、牛顿第二定律和电路的知识，综合性较强，要求的能力比较高．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?徐州一模）如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨问距为L=1m，两导轨的，上端间接有电阻，阻值R=2Ω 虚线OO′下方是垂宣予导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2T，现将质量m=0.1kg电阻不计的金届杆ab，从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻．已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示．求：
    （1）金属杆刚进入磁场时速度多大？下落了0.3m时速度为多大？
    （2）金属杆下落0.3m的过程中，在电阻R上产生的热量？
    （3）金属杆下落0.3m的过程中，通过电阻R的电荷量q？

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    科目：高中物理 来源： 题型：021

    如图所示, MN、PQ为两根足够长的光滑金属导轨平行且水平放置, ab、cd两根金 属棒平行放置在导轨上, 导轨处在足够大的匀强磁场中, 磁感线方向竖直向上. 若给cd棒一个水平向右冲力, cd棒向右以速度v运动, 在后来的运动中关于ab棒 的运动状态和cd棒的运动状态, 正确的说法是

    [　　]

    A. ab棒将向左做加速运动

    B. cd棒将向右做加速运动

    C. ab棒向右做加速运动, 直到ab与cd速度相等为止　　  

    D. cd棒做减速运动, 直到cd与ab速度相等为止

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两等大的平行金屑板相距为d=2.50m，板间有一内壁光滑的硬塑料管处在磁感应强度为B=1．43T的匀强磁场中，管内有一半径可以忽略不计的带电小球，球的质量为m=12．0g，电荷量为q=0.100C．板的右侧有一边长为L=1.00m的正方形线圈，线圈在同样的匀强磁场中绕转轴OO'匀速转动，产生的交变电压经过一理想的整流(将交流变成直流)装置后，输出的恒定电压等于该交变电压的有效值。两金属板间未加电压时,小球在管中沿逆时针方向做变速圆周运动，运动到最低点时速率为v=8.00m/s，此时球对管壁的压力为零．若某时刻将整流装置输出后的直流电压加在两金属板间，此后小球将做匀速圆周运动，求(线圈电阻不计，g取10m/s2) 

    (1)两板间未加电压时，小球在管的最左端受到管壁作用力的大小和方向；

    (2)线圈转动的角速度ω．(结果保留三位有效数字．)

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一根质量为的金属棒水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上，并始终与导轨保持良好接触，导轨间距为L，导轨下端接一阻值为的电阻，其余电阻不计。在空间内有垂直于导轨平面的磁场，磁感应强度大小只随竖直方向变化，变化规律，为大于零的常数。质量为的物体静止在倾角θ=30°的光滑斜面上，并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属相连接。当金属棒沿轴方向从位置由静止开始向上运动时，加速度恰好为0。不计空气阻力，斜面和磁场区域足够大，重力加速度为。求：

       （1）金属棒上升时的速度；

       （2）金属棒上升的过程中，电阻R上产生的热量；

       （3）金属棒上升的过程中，通过金属棒横截面的电量。

     

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    科目：高中物理 来源：2012年江苏省徐州市高考物理一模试卷（解析版） 题型：解答题

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