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    14．如图所示，U型金属框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，MM′、NN′相互平行且相距0.4m，电阻不计，且足够长，MN段垂直于MM′，电阻R2=0.1Ω．光滑导体棒ab垂直横放在U型金属框架上，其质量m1=0.1kg、电阻R1=0.3Ω、长度l=0.4m．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．现垂直于ab棒施加F=2N的水平恒力，使ab棒从静止开始运动，且始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab棒运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2．
    （1）求框架刚开始运动时ab棒速度v的大小；
    （2）从ab棒开始运动到框架刚开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J．求该过程ab棒位移x的大小．

    分析 （1）ab向右做切割磁感线运动，产生感应电流，此电流流过MN，MN受到向右的安培力，当安培力等于最大静摩擦力时，框架开始运动．根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识，求出速度．
    （2）先根据MN上产生的热量Q求出回路产生的总热量，再依据能量守恒求解位移．

    解答 解：（1）ab对框架的压力 F1=m1g
    框架受水平面的支持力 FN=m2g+F1
    依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力F2=μFN
    ab中的感应电动势E=Blv
    MN中电流 I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}}$
    MN受到的安培力F安=IlB
    框架开始运动时F安=F2
    由上述各式代入数据解得 v=6 m/s．
    （2）闭合回路中产生的总热量 Q总=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{2}}$Q=$\frac{0.3+0.1}{0.1}$×0.1J=0.4J
    由能量守恒定律，得Fx=$\frac{1}{2}$m1v2+Q总
    代入数据解得x=1.1m．
    答：
    （1）求框架开始运动时ab速度v的大小为6m/s；
    （2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中ab位移x的大小为1.1m．

    点评 本题是电磁感应中的力学问题，考查电磁感应、焦耳定律、能量守恒定律定律等知识综合应用和分析能力．关键要把握框架刚开始运动的临界条件．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示的电路中，U=10V，电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=5Ω、电容器的电容C1=4μF、C2=1μF、求：
    （1）当K闭合时间足够长时，C1和C2所带的电量各是多少？
    （2）然后把K打开，K打开后通过R2的电量是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．
    （1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：ace．
    （a）通过调节使斜槽的末端保持水平
    （b）每次释放小球的位置必须不同
    （c）每次必须由静止释放小球
    （d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降
    （e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
    （f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
    （2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=2$\sqrt{gL}$（用L、g表示）．
    （3）在研究平抛物体运动的实验中，造成实验误差的原因有BCD
    A、小球下滑时受到轨道对它的摩擦力      B、斜槽的末端切线不水平
    C、坐标纸的竖线不与重垂线平行          D、每次小球从轨道上开始滑下的位置不同．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    2．多用电表是生活实际中常用的仪器，某同学使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示．若选择开关处在“×10”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是500Ω；若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时，指针位于b，则被测电压是2.0V．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．如图，L1和L2为两平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上．带电粒子从A点以初速v与L2成α角斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上．不计重力，下列说法中正确的是（　　）
    A．此粒子一定带正电荷
    B．带电粒子经过B点时速度一定跟在A点时速度相同
    C．若α=30°角时，带电粒子经过偏转后正好过B点，则α=45°角时，带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点
    D．若α=30°角时，带电粒子经过偏转后正好过B点，则α=60°角时，带电粒子经过偏转后也一定经过同一个B点

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图所示，正方形金属线圈处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场区域内，磁场的方向与线圈平面垂直．金属线圈所围的面积S=100cm2，匝数n=100，线圈电阻r=1.0Ω．线圈与电阻R构成闭合回路，电阻的阻值R=3.0Ω，当线圈从图示位置开始绕中心轴OO′按顺时针方向以角速度ω=2rad/s匀速转动时，求：
    （1）线圈转动时产生交变电流的瞬时值表达式；
    （2）线圈转动半周，通过电阻R的电量q；
    （3）线圈转动半周，电阻R产生的热量QR．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    6．A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s，因大雾能见度很低，B车在距A车△s=75m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能够停止．问：
    （1）B车刹车时的加速度是多大？
    （2）若B车刹车时A车仍按原速前进，两车是否相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时？若不会相撞，则两车最近距离是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，质量为m1=0.2kg，大小可忽略不计的物块A以V1=3m/s的速度水平向右滑上质量为m2=0.1kg的木板B的左端，同时木板B以V2=1m/s水平向左运动，AB间动摩擦因数μ=0.5，水平面光滑，木板B的长度L=0.5m，g=10m/s2．求：从物块A滑上木板B至滑离木板B的过程中A对B的冲量大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．关于不共线的两个匀速直线运动的合运动，下列说法正确的是（　　）
    A．一定是匀变速直线运动B．可能是曲线运动
    C．一定是匀速直线运动D．无法确定

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