7．

⑴由乙圖可知，t＝0時(shí)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(yùn)動(dòng)，且v_m＝10m/s，說(shuō)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(kāi)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(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，速度為v、所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡mgsinθ-μmgcosθ-F=0　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　(2分)

此時(shí)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(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒長(zhǎng)為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

則I=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

P=I²R

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

5.

4.

3.

解析(1)因a、b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，由能量關(guān)系知

　J　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(3分)

J　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(2)b在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：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(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：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(shè)金屬桿a滑至水平軌道時(shí)速率為v₁

由機(jī)械能守恒，有(1分)

得：(1分)

a進(jìn)入水平軌道后，發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)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(yùn)動(dòng)，把金屬桿a、b視為系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒有：(1分)

解得(1分)

(2)當(dāng)金屬桿a的速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，即時(shí)，設(shè)b的速度為v_b，由動(dòng)量守恒，有： (2分)

a棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1分)，b棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(1分)，

兩電動(dòng)勢(shì)方向相反，所以回路總電動(dòng)勢(shì)(1分)

流過(guò)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(guò)程，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，

回路的總電阻(1分)，回路中的感應(yīng)電流

金屬棒受到平行于導(dǎo)軌向下的安培力(2分)

金屬棒還受到平行于導(dǎo)軌向下的力有mgsinθ、滑動(dòng)摩擦力

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知(2分)

金屬棒上升過(guò)程中的最大加速度對(duì)應(yīng)的是金屬棒的最大速度，金屬棒上升過(guò)程做減速運(yùn)動(dòng)，所以金屬棒上升過(guò)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(diǎn)的過(guò)程中，通過(guò)上端電阻的電量Δq=0.1C，即金屬棒中通過(guò)的電量為2Δq，設(shè)金屬棒中的平均電流為　 通過(guò)金屬棒的電量

(2分)

金屬棒沿導(dǎo)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(jì)的、兩根平行的光滑金屬導(dǎo)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(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5 m. 導(dǎo)體棒a的質(zhì)量m_a-0.2 kg,電阻R_a=3 Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量m_b=0.l kg，電阻R_b=6 Ω.它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開(kāi)始在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦向下滑動(dòng)，且都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng). 設(shè)重力加速度為g=l0 m/s². (不計(jì)a、b之間的作用，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好)求：

(1)在整個(gè)過(guò)程中，a、b兩棒克服安培力分別做的功；

(2)a進(jìn)入磁場(chǎng)的速度與b進(jìn)入磁場(chǎng)的速度之比；

(3)分別求出M點(diǎn)和N點(diǎn)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(dǎo)軌間連一電源，在相距　 lm的平行導(dǎo)軌上放一重為3N的金屬棒，棒上通過(guò)3A的電流，磁場(chǎng)

方向豎直向上，這時(shí)棒恰好靜止，求：

　(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)’，嵫感應(yīng)強(qiáng)度；

　(2)棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力；

　(3)若要使B取值最小，其方向應(yīng)如何調(diào)整?并求出最小值．

(湖師大附中6)5． 如圖甲所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)M=0.50kg的正方形金屬線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．它的一邊與磁場(chǎng)的邊界N重合，在力F的作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，測(cè)得金屬框中的電流隨時(shí)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(chǎng)中拉出的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流的方向；

　　 (2)求t=2.0s時(shí)金屬線框的速度和力F的大小；

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

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

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大�。�

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

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

(岳陽(yáng)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(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是放在同一水平面內(nèi)的粗糙平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌，其間距L＝0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m＝0.1kg的導(dǎo)體棒，從零時(shí)刻開(kāi)始，對(duì)ab施加一個(gè)大小為F＝0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸，圖乙是棒的運(yùn)動(dòng)速度――時(shí)間圖象，其中AO是圖象坐標(biāo)原點(diǎn)0點(diǎn)時(shí)刻的切線(切線的斜率即為棒在0時(shí)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(jì)。

⑴求R的阻值。

⑵當(dāng)棒的位移為100m時(shí)，其速度已經(jīng)達(dá)到10m/s，

求此過(guò)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