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    【题目】如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距L，导轨平面与水平面夹角为α，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL＝4R，定值电阻R1＝2R，调节电阻箱使R2＝12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求：

    (1)金属棒下滑的最大速度vm；

    (2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大，则金属棒由静止下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热；

    (3)改变电阻箱R2的值，当R2为何值时，金属棒达到匀速下滑时R2消耗的功率最大．

    【答案】（1）

    （2）

    （3）当，即时，R2消耗的功率最大。

    【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有

    mgsina＝F安①

    F安＝BIL②

    I＝③

    其中 R总＝6R④

    联立①～④式得金属棒下滑的最大速度⑤

    （2）由动能定理WG－W安＝mvm2⑥

    由于WG=2mgs0sinαW安= Q

    解得Q ＝2mgs0sinα－mvm2

    将⑤代入上式可得

    也可用能量转化和守恒求解：

    再将⑤式代入上式得

    （3）因金属棒匀速下滑

    故mgsinα = BIL⑦

    P2=I22R2 ⑧

    联立得

    即

    当，即时，R2消耗的功率最大。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

    (1) 适当垫高木板是为__________________________；

    (2) 每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的____________________________________进行测量(填“不均匀部分”，“均匀部分”，“所有计数点”)；

    (3) 若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是_________________________________；

    (4) 以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是________。

    A．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样

    B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

    C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小

    D．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，竖直平面内有一足够长的宽度为L的金属导轨，质量为m的金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，且导体棒ab与金属导轨接触良好，ab电阻为R，其他电阻不计．导体棒ab由静止开始下落，过一段时间后闭合开关S，发现导体棒ab仍然做变速运动，则在以后导体棒ab的运动过程中，下列说法中正确的是：

    A. 导体棒ab做匀变速运动

    B. 导体棒的机械能守恒

    C. 单位时间内克服安培力做的功全部转化为内能

    D. 导体棒ab最后做匀速运动时，速度大小为

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】在国际单位制中，下列物理量属于基本物理量的是

    A. 加速度 B. 速度 C. 力 D. 质量

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，边长为L的正方形闭合导体线框abcd质量为m，在方向水平的匀强磁场上方某高度处自由落下并穿过磁场区域．线框在下落过程中形状不变，ab边始终保持与磁场边界线平行，线框平面与磁场方向垂直．已知磁场区域高度h＞L，重力加速度为g，下列判断正确的是

    A. 若ab边进入磁场时线框做匀速运动，则ab边离开磁场时线框也一定做匀速运动

    B. 若ab边进入磁场时线框做减速运动，则ab边离开磁场时线框也一定做减速运动

    C. 若进入磁场过程中线框产生的热量为mgL，则离开磁场过程中线框产生的热量也一定等于mgL

    D. 若进入磁场过程线框截面中通过的电量为q，则离开磁场过程线框截面中通过的电量也一定等于q

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】我国发射了一颗地球资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距离地面50 km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500 km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900 km的圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是

    A. 该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火减速

    B. 该卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度

    C. 该卫星在轨道2上稳定运行时，P点的速度小于Q点的速度

    D. 该卫星稳定运行时，在轨道2上经过Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】李华同学课后做一小实验，在端开口的塑料瓶靠近底部的侧面打一个小孔，用手提住水瓶井按住小孔，往满水，移开手指水就会从孔中射出。然后他从高处释放水瓶，在瓶子自由下落过程中水不再射出(瓶内水足够多)，关于这个现象的分析，下列说法正确的是

    A. 水不受重力作用，处于完全失重状态 B. 水受到重力作用。处于完全失重状态

    C. 水受到重力作用，处于超重状态 D. 水不受重力作用，处于超重状态

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是( )

    A. 变压器输入电压的最大值是220V

    B. 若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12W

    C. 原线圈输入的正弦交变电流的频率是50Hz

    D. 电压表的示数是24 V

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示的绝缘细杆轨道固定在竖直面内，半径为R的1/6圆弧段杆与水平段杆和粗糙倾斜段杆分别在A、B两点相切，圆弧杆的圆心O处固定着一个带正电的点电荷。现有一质量为m可视为质点的带负电小球穿在水平杆上，以方向水平向右、大小等于的速度通过A点，小球能够上滑的最高点为C，到达C后，小球将沿杆返回。若∠COB=30°，小球第一次过A点后瞬间对圆弧细杆向下的弹力大小为，从A至C小球克服库仑力做的功为，重力加速度为g。求：

    (1)小球第一次到达B点时的动能；

    (2)小球在C点受到的库仑力大小；

    (3)小球返回A点前瞬间对圆弧杆的弹力。（结果用m、g、R表示）

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