题目内容
4．
如图所示，水平面上有两根相距1.0m、足够长的平行金属导轨MN和PQ（导轨电阻忽略不计），在M和P之间接有阻值为R2=4Ω的定值电阻．导轨之间有一导体棒ab，其电阻R1=2Ω，质量m=2kg，长L=1.0m，与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因数μ=0.2．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁反应强度B=2$\sqrt{3}$T．现在导体棒ab上施加一个水平向右、大小为14N的恒力F，使导体棒ab由静止开始运动．求：（1）通过ab棒电流的方向．
（2）ab棒运动的最大速度v0是多少？
（3）若导体棒从开始运动到速度达到最大的过程中运动的位移s=10m，则在此过程中R2上产生的热量QR2是多少？
分析 （1）根据右手定则判断电流方向；
（2）根据平衡条件结合安培力的计算公式求解最大速度；
（3）由功能关系和焦耳定律求解R2上产生的热量．
解答 解：（1）根据右手定则可知电流方向b→a；
（2）当ab棒的速度最大时，棒匀速运动，根据平衡条件可得：
FA+μmg=F
即$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{m}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$+μmg=F，
解得：vm=5m/s；
（3）由功能关系可得：Fs-Q-μmgs=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$，
解得：Q=75J；
根据能量分配关系可得R2上产生的热量为：
QR2=$\frac{{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}Q$=50J．
答：（1）通过ab棒电流的方向为b→a．
（2）ab棒运动的最大速度为5m/s；
（3）在此过程中R2上产生的热量QR2是50J．
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．
练习册系列答案
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4．三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3（λ1＞λ2＞λ3）．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是（ ）
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| B． | 用光束3照射时，不能产生光电子 | |
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16．关于火车转弯问题，以下说法中正确的是（ ）
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| B． | 火车转弯速率小于规定的数值时，外轨会受到挤压 | |
| C． | 火车提速后，要将转弯处的外轨适当抬高 | |
| D． | 火车提速后，要将转弯处的内轨适当抬高 |
13．
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如图所示，为常德市柳叶湖欢乐水世界的摩天轮，该巨型摩天轮高120m，位居亚洲第五．当乘客跟随转轮做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）| A． | 每时每刻，每个人受到的合力都不等于零 | |
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| D． | 乘客在乘坐过程中到达最高点时对座位压力最大 |
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