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    19．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值R=4Ω的电阻．导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=1Ω，质量m=0.1kg，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力F，使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动时，求：
    （1）ab中的感应电动势多大？ab中电流的方向如何？
    （2）撤去F后，ab做减速运动，当速度变为5m/s时，求此时ab的加速度为多大？此刻R和r的电功率各为多少？
    （3）从撤去F到ab停止运动，电路中共产生多少焦耳热？

    分析 （1）由公式E=BLv，求解ab中的感应电动势．由右手定则判断ab中电流的方向．
    （2）当速度变为5m/s时，根据E=BLv、欧姆定律求得感应电流，再由F=BIL求出安培力，即可由牛顿第二定律求加速度．再结合功率公式求R和r的电功率．
    （3）从撤去F到ab停止运动，棒减少的动能全部转化为闭合电路的电能，由能量守恒定律求解．

    解答 解：（1）ab中的感应电动势为 E=BLv=0.4×0.5×10V=2V   
    由右手定则判断知ab中电流的方向从b到a．        
    （2）由牛顿第二定律F合=ma得         
       F合=F安=BIL   
    又 I=$\frac{E}{R+r}$
        E=BLv           
    联立以上三式有：a=0.4m/s2 和I=0.2 A
    R的电功率为 PR=I2R=0.22×4W=0.16 W
    r的电功率为 Pr=I2r=0.22×1W=0.04 W                      
    （3）从撤去F到ab停止运动，棒减少的动能全部转化为闭合电路的电能，由能量守恒定律有：
      Q=△Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}×0.1×1{0}^{2}$J=5J                     
    答：
    （1）ab中的感应电动势是2V，ab中电流的方向从b到a．
    （2）撤去F后，ab做减速运动，当速度变为5m/s时，此时ab的加速度为0.4m/s2，此刻R和r的电功率各为0.16 W和0.04 W．
    （3）从撤去F到ab停止运动，电路中共产生5J的焦耳热．

    点评 本题要掌握法拉第电磁感应定律、右手定则，正确判断能量的转化情况．在电磁感应问题求焦耳热，若电流是变化的，应根据能量守恒定律求焦耳热．若电流是恒定的，可根据焦耳定律求焦耳热．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨，处于同一水平面内，其间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒，从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做直线运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度-时间图象，其中OA段是直线，AC段是曲线，DE是曲线图象的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后功率保持不变，除R以外，其余部分的电阻均不计，g=10m/s2
    （1）求导体棒在0～12s内的加速度大小；
    （2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值；
    （3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，且0～17s内共发生位移100m，试求12～17s内R上产生的热量Q以及通过R的电荷量q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场E中，由静止开始沿天花板向左做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）
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    C．物体一定受弹力的作用D．物体不一定受弹力的作用

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．如图所示，一个正方形导线框abcd，边长为L，质量为m．将线框从距水平匀强磁场上方h处由静止释放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当ab边刚进入磁场时，线框速度为v．在线框进入磁场的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．线框可能做加速度减小的加速运动
    B．线框不可能做匀速运动
    C．安培力对线框的冲量大小一定为mv
    D．线框克服安培力做功一定为mg（h+L）-$\frac{1}{2}m{v^2}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器与它相连接的电路如图所示，接通开关 S，电源即给电容器充电．则（　　）
    A．保持 S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
    B．保持 S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
    C．断开 S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
    D．断开 S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    4．一长为L的细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将细线拉成水平，释放后小球从A点由静止沿圆弧开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求：
    （1）该小球带电性质；
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    （3）若从A点给小球一个竖直向下的初速度v0，使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，v0至少多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    11．如图所示，匀强电场的电场强度E=103 V/m，在绝缘水平面上从A点由静止释放一质量m=1Kg电荷量q=+2×10-3 C物体，在电场力的作用下物体沿水平面匀加速到B点．已知物体与水平面的动摩擦因数为0.1，从A到B的时间为2s，（取g=10m/s2）
    求
    （1）物体的加速度
    （2）到B点的速度
    （3）AB两点的电势差．

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    A．金属块带正电荷B．电场力做功0.5J
    C．金属块克服摩擦力做功0.7JD．金属块的机械能增加1.5J

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