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如圖所示，在同一水平面內(nèi)有相互平行的兩條滑軌MN和PQ相距0.5m，垂直于滑軌平面豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=1T，垂直于滑軌放置的金屬棒ab和cd的質(zhì)量分別為1 kg和2kg,每根金屬棒的電阻均為1，其它電阻不計(jì)，ab、cd與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，問(wèn):   
(1)當(dāng)作用在cd上的拉力F的功率為多少時(shí)，才能使ab棒以=10m／s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)?   
(2)若令棒cd突然停止運(yùn)動(dòng)后，ab棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到停止的過(guò)程中(ab與cd的距離足夠大,使得ab與cd不會(huì)相碰)，通過(guò)其橫截面的電量為1.9C，則在此過(guò)程中兩根金屬棒共消耗的電能是多少？   

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如圖所示，在相距L＝0.5 m的兩條水平放置的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌，不計(jì)電阻，廣闊的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向上穿過(guò)導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T，垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd，電阻r均為1 Ω，質(zhì)量m都是0.1 kg，兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好．從0時(shí)刻起，用一水平向右的拉力F的以恒定功率P＝2 W作用在ab棒上，使ab棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，回路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)．求：

(1)若將cd固定不動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)回路abcd中的電流方向如何？此時(shí)ab棒穩(wěn)定速度為多大？

(2)當(dāng)t＝2.2 s時(shí)ab棒已達(dá)到穩(wěn)定速度，求此過(guò)程中cd棒產(chǎn)生的熱量Q？

(3)若讓cd棒也能在軌道上自由滑動(dòng)，并將拉力改成恒力F₀，發(fā)現(xiàn)t₀時(shí)刻后回路剛好達(dá)到穩(wěn)定，請(qǐng)?jiān)谙聢D中定性畫出ab、cd兩棒的速度－時(shí)間圖象．

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一、1、BD 2、A  3、C 4、C 5、C  6、B 7、AC8、BC

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）111.1mm  (2分)   115.6mm   (2分) 6.4×10^-7m（2分）

10、（12分）（1）R_3. R₂. E. （4 分,少一個(gè)扣1 分）

   （2）13.3Ω. （4 分）

   （3）滑動(dòng)變阻器斷路; R₂斷路或R₃短路. （4 分，少一種情況扣1 分）

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

11、（16分）（1）提升夯錘的過(guò)程中需做功  

             J……………①（2分）

          則卷?yè)P(yáng)機(jī)的輸入功率為W………（2分）

         由于是單相交流電，則  

   A……………③（2分）

或者用   解 ，則更簡(jiǎn)單

（2）依靠自重樁料可下沉         

 m  ……………④（2分）

      夯在打擊前的速度為……………⑤（1分）

打擊后的共同速度為，……………⑥（2分）

下沖過(guò)程的阻力是隨距離均勻變化的力，可用平均力求做功，下沖過(guò)程用動(dòng)能定理

……………⑦（3分）

∴，

則第一夯打擊后樁料深入泥土的深度為1.65m  ……………⑥（2分）

12、（18分）⑴小球受力如圖所示      qE=mgcotα…（2分）     E=mg/q……………………………（2分）

⑵設(shè)小球在D點(diǎn)速度為v_D，在水平方向由牛頓第二定律得：

qE=ma_x………………（1分）    ………………………………………………（2分）

小球在D點(diǎn)離開水平面的條件是：   qv_DB=mg……………………………………………（2分）

得：d=…………………………………………………………………………………（2分）

⑶當(dāng)速度方向與電場(chǎng)力和重力合力方向垂直

時(shí)，速度最大，……………………（2分）

則：……（2分）

R = kh ………………………………（1分）

…………………（3分）

13、（20分）(1)ab棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明它受到的安培力與滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，故有 ：=     所以：（4分）

   即：（3分）

（3分）

當(dāng)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明它所受到的安培力不變，也就是回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，此時(shí)cd棒也在做勻速運(yùn)動(dòng)，它受到的外力等于它受到的安培力和滑動(dòng)摩擦力之和，由于ab棒和cd棒中的電流相同，長(zhǎng)度相同，在同一磁場(chǎng)中，它們受到的安培力大小相等，方向相反，

  所以：

   作用在cd上的拉力F的功率為P，（2分）

  (2)當(dāng)cd棒突然停止運(yùn)動(dòng)，而ab棒做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力(方向與剛才相反)和滑動(dòng)摩擦力的共同作用使ab棒做減速運(yùn)動(dòng)，直到停止，此過(guò)程是一個(gè)加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，令△S是ab棒運(yùn)動(dòng)時(shí)掃過(guò)的面積，是與此面積相對(duì)應(yīng)ab棒滑動(dòng)的距離．

則：  

所以: （4分）

此過(guò)程中克服摩擦力的功為 :

由能量守恒可知兩金屬棒上消耗的電能共為:

 （4分）