物理部分答案及解析 2010年高考理科综合能力测试题（天津卷）

　　本题考查机械能守恒、动量守恒定律和动量定理或牛顿定律。

　　11．（18分）如图所示，质量m₁=0．1kg，电阻R₁=0．3Ω，长度l=0．4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m₂=0．2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0．2，相距0．4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R₂=0．1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0．5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s²。

　　（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；

　　（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0．1J，求该过程ab位移x的大小。

　　【答案与解析】

　　（1）对框架的压力

　　                       ①

　　框架受水平面的支持力

　　                   ②

　　依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力

　　                       ③

　　中的感应电动势

　　                            ④

　　中电流

　　                     ⑤

　　受到的安培力

　　F                            ⑥

　　框架开始运动时

　　                            ⑦

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