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如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO₁O₁′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d₀。現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：

（1）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；

（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能；

（3）試分析討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況。

 

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如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO₁O₁′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d₀．現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸且垂直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．求：
（1）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；
（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能；
（3）試分析討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況．

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如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO₁O₁′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d₀。現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：
（1）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；
（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消
耗的電能；
（3）試分析討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況。

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如圖，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO₁O₁′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d．現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸且垂直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．求：
（1）棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度；
（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能；
（3）試分析討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況．

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一、1、ABD 2、CD 3、ABC 4、ABC 5、BD 6、D 7、B

8、D

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）13.26 mm(6分)

10、（12分）電壓表的量程小于小燈炮的額定電壓，可串聯(lián)定值電阻R₀ 改裝成量程為9V的電壓表．(3分)小燈泡的額定電流約為I_燈=0.5A，電阻大約為R_燈=12Ω≤15kΩ，所以應(yīng)將電流表外接．(3分)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．

⑵電壓表示數(shù)調(diào)為２Ｖ(3分)，小燈泡額定功率為6I（Ｗ）(3分)

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)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(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位   

11、（16分）（1）物塊從靜止釋放至B的過程中小車不動(dòng)，對(duì)物體由機(jī)械能守恒定律有，

                ①（1分）

       解得：          ②（2分）

       在B處時(shí)，由牛頓第二定律有，   ③（1分）

       解得：N=5mg                ④（2分）

   （2）物塊滑上水平軌道至與小車相對(duì)靜止的過程中，對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒有：

                  ⑤（2分）

         ⑥（1分）

       解得：               ⑦（2分）

   （3）物塊滑上水平軌道至將彈簧壓縮至最短的過程中，對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒有：

                     ⑧（1分）

       ⑨（2分）

       解得：              ⑩（2分）

12、（18分）（1）ab棒離開磁場右邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)，

速度為，則有E=Bdv_m    　    對(duì)ab棒　    F－BId＝0      

解得  =       （6分）

（2）由能量守恒可得：　　   

得：    W _電=F（l₀+l）- （6分）

（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v,　由    可得            

棒在進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場中運(yùn)動(dòng)可分三種情況討論：

①若   則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2分）

②若<      則棒先加速后勻速； （2分）

③若>      則棒先減速后勻速。 （2分）

13、（20分）⑴正電荷   （4分）

⑵依題意可知小球在BC間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

在C點(diǎn)的速度為：（2分）

在BC段其受力如圖所示，設(shè)重力和電場力合

力為F。

F＝qv_CB    （1分）

又 F＝mg/cos37°＝5N（1分）

解得：   （1分）

在D處由牛頓第二定律可得：

 （2分）

將代入上式并化簡得：

       （1分）

小球離開D點(diǎn)后作類平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度為：a＝F/m    （1分）

由得：    （1分）

  （1分）

⑶CD段克服摩擦力做功W_f

由動(dòng)能定理可得：     （3分）

解得：W_f＝27.6J     （2分）