题目内容
17．
如图，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现对金属棒施加一水平向右的拉力F，且保持拉力的功率恒为P=18W，使棒从静止开始向右运动．（1）则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）金属棒从开始运动到速度v2=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？
分析 （1）先求出金属棒cd受到的安培力，当金属棒速度达到稳定时，金属棒cd做匀速直线运动，所受合力为零，由平衡条件可以求出此时的速度．
（2）由能量守恒定律可以求出金属棒到达稳定所需要的时间．
解答 解：（1）感应电动势：E=BLv，
感应电流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，
安培力：F安=BIL
金属棒匀速运动时速度达到稳定，由平衡条件得：F=F安，
拉力的功率：PF=Fv=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}^{2}}{R}$，
代入数据解得：v1=3m/s；
（3）由能量守恒定律得：Pt+W安=$\frac{1}{2}$×2mv2，
安培力做功：W安=-Q=-8.6J，
代入数据解得：t=0.5s；
答：（1）金属棒达到的稳定速度v1是3m/s；
（2）金属棒从开始运动到速度v2=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，该过程所需的时间是0.5s．
点评 本题考查了求金属棒的速度、金属棒的运动时间，分析清楚金属棒的运动过程、应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、功率公式、能量守恒定律可以解题，本题是一道电磁感应与力学相结合的综合题．
练习册系列答案
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7．“嫦娥Ⅱ号”宇宙飞船绕月球做匀速圆周运动过程中，下述说法正确的是（ ）
| A． | 宇宙飞船不受地球的吸引力作用 | |
| B． | 月球对宇宙飞船万有引力大小与飞船的质量有关系 | |
| C． | 月球对宇宙飞船的万有引力大小与飞船距离月球表面的高度平方成反比 | |
| D． | 宇宙飞船绕月球做匀速圆周运动的线速度必须大于月球第一宇宙速度 |
8．
如图所示，L为电感线圈，C为电容器，A、B为两只相同的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是（ ）
如图所示，L为电感线圈，C为电容器，A、B为两只相同的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是（ ）| A． | 两灯泡的亮度不变 | B． | A灯泡亮度不变，B灯泡变亮 | ||
| C． | A灯泡变暗，B灯泡变亮 | D． | A灯泡变亮，B灯泡变暗 |
如图所示为半径R=0.50m的四分之一圆弧轨道．一质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放，到达轨道底端B点的速度v=2.0m/s．忽略空气阻力．取g=10m/s2．求：
6．
小金属球质量为m，用长L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方$\frac{L}{2}$处钉一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示，若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断）（ ）
小金属球质量为m，用长L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方$\frac{L}{2}$处钉一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示，若无初速度释放小球，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断）（ ）| A． | 小球的角速度突然增大 | B． | 小球的线速度突然减小到零 | ||
| C． | 小球的向心加速度突然增大 | D． | 小球的线速度突然增大 |
14．一个物体受到两个大小分别为3N和4N的共点力，这两个力的合力的最大值是（ ）
| A． | 3N | B． | 4N | C． | 5N | D． | 7N |