如圖所示，光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m電阻為r的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌的電阻均不計，且接觸良好．在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．開始時，導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端，當(dāng)磁場以速度v₁勻速向右移動時，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動，導(dǎo)體棒同時受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi)．
（1）為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動，阻力最大不能超過多少？
（2）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v₂；
（3）導(dǎo)體棒以恒定速度v₂運(yùn)動時，單位時間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中R消耗的電功率各為多大？

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如圖所示，光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L，導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，電阻為r、 質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌的電阻均不計，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開始時，導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端，當(dāng)磁場以速度v₁勻速向右移動時，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動，同時受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi)。
（1）為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動，阻力最大不能超過多少？
（2）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v₂。
（3）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動時，單位時間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？

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如圖所示，光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m電阻為r的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌的電阻均不計，且接觸良好．在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．開始時，導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端，當(dāng)磁場以速度v₁勻速向右移動時，導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動，導(dǎo)體棒同時受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi)．
（1）為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動，阻力最大不能超過多少？
（2）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v₂；
（3）導(dǎo)體棒以恒定速度v₂運(yùn)動時，單位時間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中R消耗的電功率各為多大？

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一、1、B 2、CD 3、BC 4、B 5、AD 6、B 7、B 8、BD

二、實(shí)驗題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）（1）104.05  0.520    200（6分）

10、（12分）①見下圖（5分）

②Ⅰ. 毫伏表的讀數(shù)U，電流表的讀數(shù)I（2分）

Ⅱ. 定值電阻R₃的阻值（或定值電阻R₂、R₃的阻值）（2分）

③（A電路）或（B電路）（3分）

三、本大題共三小題共計54分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）（1）小車與墻壁碰撞后向左運(yùn)動，木塊與小車間發(fā)生相對運(yùn)動將彈簧壓縮至最短時，二者速度相等，此時彈簧的彈性勢能最大，此過程中，二者組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)彈簧壓縮至最短時，小車和木塊的速度大小為v，根據(jù)動量守恒定律有

m₁v₁-m₂v₀=（m₁+m₂）v                       ①（2分）

解得 v=0.40m/s                          ②（2分）

設(shè)最大的彈性勢能為E_P，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得

E_P=m₁v₁²+m₂v₀²-（m₁+m₂）v²             ③ （2分）

由②③得E_P=3.6J                         ④（2分）

（2）根據(jù)題意，木塊被彈簧彈出后滑到A點(diǎn)左側(cè)某處與小車具有相同的速度v’ 時，木塊將不會從小車上滑落, 此過程中，二者組成的系統(tǒng)動量守恒,故有v’ =v==0.40m/s ⑤    

木塊在A點(diǎn)右側(cè)運(yùn)動過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而在A點(diǎn)左側(cè)相對滑動過程中將克服摩擦阻力做功，設(shè)此過程中滑行的最大相對位移為L，根據(jù)功能關(guān)系有

μm₂gL= m₁v₁²+m₂v₀²-（m₁+m₂）v’²            ⑥（3分）

解得L=0.90m                             ⑦（3分）

即車面A點(diǎn)左側(cè)粗糙部分的長度應(yīng)大于0.90m（2分）

12、（18分）(1) 對D到M到A到P過程，由能量守恒得： ……………①（2分）

由已知得：   ……………②（2分）

解①②得：x₀=4R ……………………③（2分）

   （2） 對D到M到A的過程由動能定理：………④（2分）

對A點(diǎn)由牛頓定律：

      ……………⑤（2分）

       …………… ⑥（2分）

3)由于5R>X₀能到達(dá)P點(diǎn)，由動能定理

  由動能定理…………⑦（2分）

從P點(diǎn)到滑行停止

   ……………⑧（2分）

　摩擦生熱

   ……………………….…⑨（1分）

　解⑦⑧⑨得

  　　………………….………⑩（2分）

13、（20分）（1）金屬框開始運(yùn)動時速度為零

感應(yīng)電動勢E=BLv₁  

回路中的電流   

金屬框受到的安培力

加速度大小，方向向右 （6分）

（2）當(dāng)金屬框受到的阻力等于安培力時，金屬框以恒定速度v₂勻速運(yùn)動

感應(yīng)電動勢E=BL(v₁-v₂)    

回路中的電流

金屬框受到的安培力

達(dá)到恒定速度v₂時，受力平衡

解得 （8分）

（3）系統(tǒng)消耗磁場能的功率，包括金屬框發(fā)熱功率和克服阻力的功率。即

               （3分）

解得 （3分）