[题目]如图所示.一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内.导轨间距l＝0.5 m.左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg.电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上.整个装置置于竖直向上的匀强磁场中.磁场的磁感应强度B＝0.4 T．金属棒在水平向右的外力作用下.由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动.当金属棒的位移x＝9 m时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的电阻．一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1 Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T．金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x＝9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：

(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；

(3)外力做的功WF.

【答案】（1）4．5C

（2）1．8J

（3）5．4J

【解析】试题分析：（1）设金属棒匀加速运动的时间为，回路的磁通量的变化量为，回路中的平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律得①其中②

设回路中的平均电流为，由闭合电路欧姆定律得③则通过电阻R的电荷量为④

联立①②③④式，得代入数据得

（2）设撤去外力时金属棒的速度为v，对于金属棒的匀加速运动过程，由运动学公式得⑤

设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W，由动能定理得⑥

撤去外力后回路中产生的焦耳热⑦

联立⑤⑥⑦式，代入数据得⑧

（3）由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比，可得⑨

在金属棒运动的整个过程中，外力F克服安培力做功，由功能关系可知⑩

由⑧⑨⑩式得．

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第一次实验，如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2.

(1)在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为________.(用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g).

(2)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列能引起实验误差的是________.(选填序号)

A.h的测量 B.H的测量

C.L的测量 D.x2的测量

(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝________.(结果保留1位有效数字)

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A. 右图中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况

B. 右图中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况

C. 右图中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

D. 右图中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况

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(1)在本实验中结合图1，验证动量守恒的验证式是下列选项中的________。

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