7．

⑴由乙圖可知，t＝0時刻的加速度a₀＝2.5m/s²，由牛頓第二定律得：

F－μmg＝ma₀　　解得：μmg＝0.2(N)

由于最后棒做勻速運動，且v_m＝10m/s，說明棒受到的合外力為零，即

F－μmg－BLI＝0

R＝BLv_m/I＝0.4(Ω)

⑵根據(jù)能量守恒得：(F－μmg)S－Q＝mv_m²/2

Q＝(F－μmg)S－mv_m²/2＝20(J)

6.

解析1)金屬棒開始下滑的初速為零，由牛頓第二定律，有

mgsinθ-μmgcosθ=ma　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

a=4 m/s²　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

(2)設金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v、所受安培力為F，棒在沿導軌方向受力平衡mgsinθ-μmgcosθ-F=0　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　(2分)

此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻消耗的功率

Fv=P

有v=10 m/s　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

(3)設電路中電流為I，兩導軌間金屬棒長為L，磁感應強度為B

則I=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

P=I²R

∴B=0.4 T，方向垂直導軌平面向上　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)

5.

4.

3.

解析(1)因a、b在磁場中勻速運動，由能量關系知

　J　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3分)

J　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(2)b在磁場中勻速運動時：速度為v_b，總電阻R₁=7.5 Ω

b中的電流I_b=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　�、�

同理，a棒在磁場中勻速運動時：速度為v_a，總電阻R₂=5 Ω：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

由以上各式得:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④(4分)

(3)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�、�

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑧

由④⑤⑥⑦⑧得 m=1.33 m　　 　m=0.75 m　　　　　　　　　　 (4分)

2.

解：(1)設金屬桿a滑至水平軌道時速率為v₁

由機械能守恒，有(1分)

得：(1分)

a進入水平軌道后，發(fā)生電磁感應，產(chǎn)生感應電流，使金屬桿a、b受到等大反向的安培力，由分析可知，金屬桿a、b最終將以相同的速率v₂向右運動，把金屬桿a、b視為系統(tǒng)，由動量守恒有：(1分)

解得(1分)

(2)當金屬桿a的速度變?yōu)樵瓉淼囊话耄��?sub>時，設b的速度為v_b，由動量守恒，有： (2分)

a棒產(chǎn)生的感應電動勢(1分)，b棒產(chǎn)生的感應電動勢(1分)，

兩電動勢方向相反，所以回路總電動勢(1分)

流過a棒的電流(1分)

a棒所受安培力為(1分)

a棒的加速度(1分)

以上各式聯(lián)立解得：(2分)

1．

解：(1) 金屬棒在上升的過程，切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為，

回路的總電阻(1分)，回路中的感應電流

金屬棒受到平行于導軌向下的安培力(2分)

金屬棒還受到平行于導軌向下的力有mgsinθ、滑動摩擦力

由牛頓運動定律可知(2分)

金屬棒上升過程中的最大加速度對應的是金屬棒的最大速度，金屬棒上升過程做減速運動，所以金屬棒上升過程中的最大加速度就是速度為υ₀的瞬間

代入數(shù)據(jù)后得最大加速度a_max=10.3m/s²(2分)

(2)金屬棒上升到最高點的過程中，通過上端電阻的電量Δq=0.1C，即金屬棒中通過的電量為2Δq，設金屬棒中的平均電流為　 通過金屬棒的電量

(2分)

金屬棒沿導軌上升的最大距離　 代入數(shù)據(jù)后得(1分)

上端電阻與下端電阻相等，并聯(lián)后電阻為1Ω，再與金屬棒的電阻r=2Ω串聯(lián)，外電路是產(chǎn)生的焦耳熱為全電路焦耳熱的，上端電阻的焦耳熱Q又為外電路焦耳熱的，全電路產(chǎn)生的焦耳熱為6Q．由能量守恒可知

　(2分)　　

　 代入數(shù)據(jù)后得Q=5J(2分)

11.B　 12.B　 13.BC　 14.D

1.D　 2.A　 3.B　 4.AD　 5.D　 6.AC　 7.A　 8.D　 9.BCD　 10.AD

3.(二校聯(lián)考) 如圖所示，電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導軌豎直放置，其上端接一阻值為3 Ω的定值電阻R. 在水平虛線L₁、L₂間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B、磁場區(qū)域的高度為d=0.5 m. 導體棒a的質量m_a-0.2 kg,電阻R_a=3 Ω；導體棒b的質量m_b=0.l kg，電阻R_b=6 Ω.它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b剛穿出磁場時a正好進入磁場. 設重力加速度為g=l0 m/s². (不計a、b之間的作用，整個運動過程中a、b棒始終與金屬導軌接觸良好)求：

(1)在整個過程中，a、b兩棒克服安培力分別做的功；

(2)a進入磁場的速度與b進入磁場的速度之比；

(3)分別求出M點和N點距L₁的高度.

(湖師大附中6)4．如圖所示，在與水平方向成60°角的光滑金屬導軌間連一電源，在相距　 lm的平行導軌上放一重為3N的金屬棒，棒上通過3A的電流，磁場

方向豎直向上，這時棒恰好靜止，求：

　(1)勻強磁場’，嵫感應強度；

　(2)棒對導軌的壓力；

　(3)若要使B取值最小，其方向應如何調整?并求出最小值．

(湖師大附中6)5． 如圖甲所示，邊長為L=2.5m、質M=0.50kg的正方形金屬線框放在磁感應強度B=0.80T的勻強磁場中．它的一邊與磁場的邊界N重合，在力F的作用下由靜止開始向左運動，測得金屬框中的電流隨時間變化的圖象如圖乙所示．已知金屬線框的總電阻R=4.0．

　　 (1)試判斷_金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中感應電流的方向；

　　 (2)求t=2.0s時金屬線框的速度和力F的大�。�

　　 (3)已知在5.0s內，力F做功1.92J．求5.0s內，線框產(chǎn)生的熱量．

(湖師大附中5)6．如圖，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m，導軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻，勻強磁場方向與導軌平面垂直，質量為0.2 kg，電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大��；

(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大��；

(3)在上問中，若R=2 Ω，金屬棒中的電流方向由a→b，求磁感應強度的大小和方向.(g=10 m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

(岳陽一中)7．如圖10甲所示，空間存在B＝0.5T、方向豎直向下的勻強磁場，MN、PQ是放在同一水平面內的粗糙平行長直導軌，其間距L＝0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質量m＝0.1kg的導體棒，從零時刻開始，對ab施加一個大小為F＝0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌運動，此過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖乙是棒的運動速度――時間圖象，其中AO是圖象坐標原點0點時刻的切線(切線的斜率即為棒在0時刻的加速度)，AB是圖象的漸近線，除R外其余部分的電阻不計。

⑴求R的阻值。

⑵當棒的位移為100m時，其速度已經(jīng)達到10m/s，

求此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量。

湖南省2009屆高三物理模擬試題專題精編