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    （14分）如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面间的夹角为=37°，两导轨之间距离为L=0．2m，导轨上端m、n之间通过导线连接，有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef为磁场边界，磁感应强度为B=2．0T。一质量为m=0.05kg的光滑金属棒ab从距离磁场边界0．75m处由静止释放，金属棒两轨道间的电阻r=0．4其余部分的电阻忽略不计，ab、ef均垂直导轨。（g=10m／s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8），求：

    （1）ab棒最终在磁场中匀速运动时的速度；

    （2）ab棒运动过程中的最大加速度。

     

    【答案】

    （1）0.75m/s   （2）18m/s2，方向沿斜面向上

    【解析】

    试题分析：（1）当ab棒在磁场中匀速运动时，分析ab棒的受力，根据受力平衡得：

    又有和，联立以上关系可得v=0.75m/s

    （2）在ab棒进入磁场前分析得，方向沿轨道向下

    进入磁场时的速度设为v2，由

    由于位移等于x1=0.75m，则v2=3m/s

    刚进入磁场时，对ab棒的分析受力得：，

    解得a2=-18m/s2,方向沿导轨向上

    进入磁场以后，ab棒做加速度逐渐减小的减速运动，最终匀速运动，

    所以，ab棒运动中的最大加速度为18m/s2，方向沿斜面向上。

    考点：本题考查物体的平衡条件，运动学关系和牛顿第二定律。

     

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    （1）金属棒下滑的最大速度为多大？
    （2）当金属棒下滑达到稳定状态时，在水平放置的平行金属板间电场强度是多大？
    （3）当金属棒下滑达到稳定状态时，在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2=3T，在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为m2，带电量为q=-1×10-4C的质点以初速度v水平向左射入两板间，要使带电质点在复合场中恰好做匀速圆周运动并能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？

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    （1）经多长时间，导体棒d开始滑动；
    （2）若在上述时间内，导体棒d上产生的热量为Q，则此时间内水平外力做的功为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨相距为1m，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，其上端接一阻值为3Ω的灯泡D．在虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，且磁感应强度B=1T，磁场区域的宽度为d=3.75m，导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动，b恰能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场．不计a、b之间的作用，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）b棒进入磁场时的速度？
    （2）当a棒进入磁场区域时，小灯泡的实际功率？
    （3）假设a 棒穿出磁场前已达到匀速运动状态，求a 棒通过磁场区域的过程中，回路所产生的总热量？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d，导轨平面与水平面的夹角α=30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为d的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右侧电路，灯泡的电阻R1=3R，电阻箱电阻调到R′=6R，重力加速度为g．现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=mg的恒力，使金属棒由静止开始运动．
    （1）求金属棒达到最大速度的一半时的加速度．
    （2）若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热．
    （3）若改变R′的阻值，当R′为何值时，在金属棒达到最大速度后，R′消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？

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