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    相距L=1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1=1 kg的金属棒ab和质量为m2=0.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图乙所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。
    (1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小；
    (2)已知在2s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；
    (3)判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在丙中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象。
    解：(1)经过时间t，金属棒ab的速率v=at
    此时，回路中的感应电流为
    对金属棒ab，由牛顿第二定律得F-BIL-m1g=m1a
    由以上各式整理得
    在图线上取两点t1=0，F1=11 N；t2=2 s，F2=14.6 s
    代入上式得a=1 m/s2，B=1.2 T
    (2)在2s末金属棒ab的速率vt=at=2 m/s
    所发生的位移
    由动能定律得WF=m1gs-W安=
    又Q=W安
    联立以上方程，解得
    (3)cd棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当cd棒所受重力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大；然后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止运动
    当cd棒速度达到最大时，有m2g=μFN
    又FN=F安，F安=BIL，，vm=at0
    整理解得=2 s
    fcd随时间变化的图象如图所示
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在相距L=0.5 m的两条水平放置无限长的金属导轨上，放置两根金属棒ab和cd，两棒的质量均为m=0.1 kg，电阻均为R=3 Ω，整个装置处于无限大、竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1 T，导轨电阻及摩擦力均不计.从t=0时刻开始，用一水平向右的恒力F作用于ab棒上，使ab棒从静止开始运动，经过t=4 s，回路达到了稳定状态，此后回路中电流保持0.6 A不变.求第4 s时

    (1)cd棒的加速度大小；

    (2)ab棒与cd棒的速度之差；

    (3)ab棒的速度大小.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图7-20所示，质量为M=4.0 kg的滑板静止在光滑水平面上,滑板的右端固定一轻弹簧,在滑板的最左端放一可视为质点的小物体A,弹簧的自由端C与A相距L=0.5 m,弹簧下面的那段滑板是光滑的,C左侧的那段滑板不光滑,物体A与这段滑板间的动摩擦因数μ=0.2,A的质量m=1.0 kg,滑板受到向左水平恒力F作用1 s后撤去,撤去水平拉力F时A刚好滑到C处,g取10 m/s2.求:

    图7-20

    (1)作用力F的大小;

    (2)A压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能Ep.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在相距L=0.5 m的两条水平放置无限长的金属导轨上，放置两根金属棒ab和cd，两棒的质量均为m=0.1 kg，电阻均为R=3 Ω，整个装置处于无限大、竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1 T，导轨电阻及摩擦力均不计.从t=0时刻开始，用一水平向右的恒力F作用于ab棒上，使ab棒从静止开始运动，经过t=4 s，回路达到了稳定状态，此后回路中电流保持0.6 A不变.求第4 s时

    (1)cd棒的加速度大小；

    (2)ab棒与cd棒的速度之差；

    (3)ab棒的速度大小.

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    科目：高中物理 来源：2013-2014学年四川省高三（下）2月月考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （20分）相距L=1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1=1kg的金属棒和质量

       为m2=0.27kg 的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方问竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同。棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上，大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd捧也由静止释放。(取10m／s2)

    （1）求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；

    （2）已知在2s内外力F做功40J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；

    （3）判断cd棒将做怎样的运动，求出cd棒达到最大速度所需的时间，并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力随时间变化的图像。

     

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