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    如图甲所示，固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为L1=0.5m，左端用导线相连．质量为m=0.1kg，电阻为R=0.1Ω的金属棒ab垂直导轨静止在导轨平面上，金属棒ab与导轨左端的距离L2=0.8m，金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.75，导与线导轨的电阻均不计．现将整个装置置于垂直于轨道平面竖直向上的磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示．设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略金属棒与导轨上电流之间的相互作用，g=10m/s2．求：
    （1）金属棒未出现滑动之前，通过金属棒ab中电流的大小和方向；
    （2）从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中，金属棒产生的热量．
    分析：（1）由图象结合法拉第电磁感应定律可得回路中的感应电动势，由此可求ab棒的电流，由右手定则可判定电流方向．
    （2）金属棒刚要滑动时，安培力等于最大静摩擦力，由图象可得B与t的关系，可表示时间，进而由Q=I2Rt可得产生的热量．
    解答：解：（1）由图象可知磁场变化率为：
    △B
    △t
    =
    0.5
    1
    T/s=0.5T/s
    由法拉第电磁感应定律可知：E=N
    △?
    △t
    =N
    △B?S
    △t
    =
    △B
    △t
    L1L2    =0.5×0.5×0.8V=0.2V
    通过金属棒ab的电流为：I=
    E
    R
    =
    0.2
    0.1
    A=2A
    由右手定则可知，电流方向由b向a．
    （2）金属棒刚要滑动时，由平衡条件可知：μmg=BIL1
    由图象可知：B=
    △B
    △t
    t=0.5t
    由焦耳定律可知，金属棒上产生的热量为：Q=I2Rt=I R
    μmg
    0.5L1
    =2×0.1×
    0.75×0.1×10
    0.5×0.5
    J    =0.9J
    答：（1）金属棒未出现滑动之前，通过金属棒ab中电流的大小为2A，方向由b向a；
    （2）从t=0时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中，金属棒产生的热量为0.9J．
    点评：本题关键是对图象的识别和应用，要利用好图象的斜率；其次会判定临界状态的条件，本题是安培力刚好等于最大静摩擦力的时候ab刚好开始运动．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图6所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（　　）?

    图6

    A.外力对乙做功，甲的内能不变?

    B.外力对乙做功，乙的内能不变?

    C.乙传递热量给甲，乙的内能增加?

    D.乙的内能增加，甲的内能不变?

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    科目：高中物理 来源： 题型：

     如图1所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（      ）
    A.外力对乙做功；甲的内能不变
    B.外力对乙做功；乙的内能不变
    C.乙传递热量给甲；乙的内能增加
    D.乙的内能增加；甲的内能不变

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    如图1所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高.则在移动P的过程中（）
     A.外力对乙气体做功，甲气体的内能不变 
    B.外力对乙气体做功，乙气体的内能不变
    C.乙气体传递热量给甲气体，乙气体的内能增加
    D.乙气体的内能增加，甲气体的内能不变

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    如图1所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一个导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（）
    A.外力对乙做功，甲的内能不变
    B.外力对乙做功，乙的内能不变
    C.乙传递热量给甲，乙的内能增加

    D.乙的内能增加，甲的内能不变

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    A.外力对乙做功；甲的内能不变
    B.外力对乙做功；乙的内能不变
    C.乙传递热量给甲；乙的内能增加
    D.乙传递热量给甲；甲的内能不变

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