如图所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨的一部分处在以为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有

题型：不详难度：来源：

如图所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨的一部分处在以

为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界

为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题：

（1）若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到0，求此过程中电阻R上产生的焦耳热

。
（2）若磁场的磁感应强度不变，金属杆ab在恒力的作用下由静止开始向右运动3L的距离，其

图象如图乙所示。
求：①金属杆ab在刚要离开磁场时加速度的大小；
②此过程中电阻R上产生的焦耳热

。

答案

（1）

（2）①

；

解析

试题分析：（1）感应电动势为

所以电阻R上产生的焦耳热为，

（2）①ab杆从L到3L的过程中，由动能定理得，

ab杆刚要离开磁场时，由牛顿第二定律可得，

由以上两式可得，

②由动能定理可得，

，所以

举一反三

如图示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可以看成点电荷），A球带电量为+2q，B球带电量为-q，将它们同时由静止开始释放，A球加速度的大小为B球的2倍．现在AB中点固定一个带电小球C（也可看作点电荷），再同时由静止释放A、B两球，释放瞬间两球加速度大小相等．则C球带电量可能为

A．

　　　　B．

C．

　　　　D．

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如图所示，绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接．圆弧的半径R＝0.40 m. 在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×10⁴ N/C.现有一质量m＝0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s＝1.0 m的位置，由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动，当运动到圆弧形轨道的C端时，速度恰好为零．已知带电体所带电荷量q＝8.0×10^－5C，取g＝10 m/s²，求：

(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小；
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小；
(3)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中，摩擦力做的功．

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（15分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点平滑相接，导轨半径为R．一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的9倍，之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点．已知重力加速度为g．试求：

（1）弹簧开始时的弹性势能；
（2）物体从B点运动至C点克服阻力做的功；
（3）物体离开C点后落回水平面时速度的大小．

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（12分）如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方且和Q相距分别为h和0.25h，将一带电量为q的小球（可视为点电荷）从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零.若此带电小球q在A点处的加速度大小为

. 试求：

（1）带电小球在B点处的加速度.
（2）A、B两点间的电势差（用Q和h表示）.

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一个质量为m=1kg的小球在竖直放置的光滑圆筒内做圆周运动。圆筒的半径为 R=1m。小球运动到圆筒最低点A时，速度为V_A=10m/s。求：

（1）小球运动到圆筒最高点B点时，圆筒壁对小球的弹力是多大？
（2）小球运动到圆筒的圆心等高的C点时，圆筒壁对小球的弹力是多大？

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