3．如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c位于同一水平面上，導(dǎo)軌間距均為d=1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好．棒的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．在導(dǎo)軌bc間接一阻值R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表．整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)對(duì)棒MN施加水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)．若棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，且水平外力功率恒定，則水平外力的功率為3W，此時(shí)電壓表讀數(shù)為5V．

分析 當(dāng)棒子達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，拉力等于安培力，根據(jù)閉合電路歐姆定律、結(jié)合切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小求出安培力的大小，從而求出水平外力的功率．電壓表的示數(shù)等于整個(gè)棒子產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)減去下半部分的內(nèi)電壓．

解答 解：由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：E=Bdv=2×1×1.5V=3V，
產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=$\frac{E}{{R}_{總}}$=$\frac{E}{R+\frac{r}{2}}$=$\frac{3}{2+1}$A=1A
則安培力的大小FA=BId=2×1×1N=2N．
則水平外力的功率P=Fv=FAv=2×1.5W=3W．
電壓表的示數(shù)U=B•2dv-I•$\frac{r}{2}$=2×2×1.5-1×1V=5V．
故答案為：3，5．

點(diǎn)評(píng) 本題其他部分都是常規(guī)問題，只有要注意電壓表的讀數(shù)不等于燈泡的電壓，而是金屬棒上半部分產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與燈泡電壓之和．

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感強(qiáng)度為B，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是（　�。�
A．使粒子的速度v＜$\frac{BqL}{4m}$B．使粒子的速度v＞$\frac{5BqL}{4m}$
C．使粒子的速度v＞$\frac{BqL}{m}$D．使粒子速度$\frac{BqL}{4m}$＜v＜$\frac{5BqL}{4m}$

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3．如圖，光滑絕緣細(xì)管與水平面成30°角，在管的上方P點(diǎn)固定一個(gè)正點(diǎn)電荷Q，P點(diǎn)與細(xì)管在同一豎直平面內(nèi)．一帶電量為-q的小球位于管的頂端A點(diǎn)，PA連線水平，q?Q．將小球由靜止開始釋放，小球沿管到達(dá)底端C點(diǎn)．已知B是AC中點(diǎn)，PB⊥AC，小球在A處時(shí)的加速度為a．不考慮小球電荷量對(duì)電場(chǎng)的影響，則（　�。�
A．A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)
B．B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是A點(diǎn)的4倍
C．小球從A到C的過程中電勢(shì)能先增大后減小
D．小球運(yùn)動(dòng)到C處的加速度為g-a

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20．如圖所示，真空中存在電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.5×103V/m、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在電場(chǎng)中固定有豎直面內(nèi)的光滑絕緣軌道ABC，其中AB段水平，BC段是半徑R=0.5m的半圓，直徑BC豎直．有兩個(gè)大小相同的金屬小球1和2（均可視為質(zhì)點(diǎn)），小球2的質(zhì)量m2=3×10-2kg、電量q=+2×10-4C，靜止于B點(diǎn)；小球1的質(zhì)量m1=2×10-2kg、不帶電，在軌道上以初速度v0=$\frac{5}{2}\sqrt{5}$m/s向右運(yùn)動(dòng)，與小球2發(fā)生彈性正碰，碰撞時(shí)間極短，取g=10m/s2，求
（1）碰撞后瞬間小球2的速度v2的大�。�
（2）小球2經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)它的壓力FN的大小以及它第一次落到軌道AB上的位置距B點(diǎn)的距離x；
（3）若只改變場(chǎng)強(qiáng)E的大小，為了保證小球2能沿軌道運(yùn)動(dòng)并通過C點(diǎn)，試確定場(chǎng)強(qiáng)E的取值范圍．

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7．質(zhì)量為m的小球A，沿光滑水平面以v的速度與質(zhì)量為2m的靜止小球B發(fā)生正碰，碰撞后，A球速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话耄敲葱∏駼的速度可能是（　�。�
A．3vB．2vC．0.75vD．0.25v

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8．一長木板靜止在水平地面上，在t=0時(shí)刻，一小滑塊以某一速度滑動(dòng)木板上表面，經(jīng)過2s滑塊和木板同時(shí)停下，滑塊始終在木板上，木板運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，已知木板和滑塊的質(zhì)量均為0.1kg，重力加速度g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)圖象信息解答下面問題
（1）求出木板和滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)
（2）滑塊剛滑到木板上時(shí)的速度多大？
（3）求整個(gè)過程中滑塊和木板之間產(chǎn)生的熱量．

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15．如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.20T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度E1=1.0×105V/m，PQ為板間中線．緊靠平行板右側(cè)邊緣XOY坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有一邊界AO，與Y軸的夾角∠AOY=45°，邊界線的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T，邊界線的下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E2=5.0×105V/m，一束帶電量q=8.0×10-19C、質(zhì)量m=8.0×10-26kg的正離子從P點(diǎn)射入平行板間，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從Y軸上坐標(biāo)為（0，0.4m）的Q點(diǎn)垂直Y軸射入磁場(chǎng)區(qū)，多次穿越邊界限OA．求：

（1）離子運(yùn)動(dòng)的速度為多大？
（2）離子通過Y軸進(jìn)入磁場(chǎng)到第二次穿越邊界線OA所需的時(shí)間？
（3）離子第四次穿越邊界線的位置坐標(biāo)．（保留兩位有效數(shù)字）

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12．如圖所示，水平傳送帶AB長L=8.3m，質(zhì)量M=1kg的木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)（傳送帶的速度恒定不變），木塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.5．當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶最左端A點(diǎn)時(shí)，一顆質(zhì)量為m=20g的子彈以 v0=300m/s水平向右的速度正對(duì)入射木塊并穿出，穿出速度為v2=50m/s，以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊．設(shè)子彈與木塊的作用時(shí)間極短，且每次射入點(diǎn)不同，g=10m/s2．求：
（1）在木塊被第二顆子彈擊中前木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離．
（2）木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈子擊中．
（3）在被第二顆子彈擊中前，子彈、木塊、傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少？

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13．一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均勻增大且關(guān)系式為：B=kt+B0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為k，在平行板內(nèi)有一質(zhì)量為m的帶電液滴靜止于兩板中間，該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g．
（1）求平行板兩端的電壓以及上極板所帶電荷電性；
（2）求液滴的帶電量及電性．

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