题目内容

如图甲所示，一根长为l的水平金属丝置于匀强磁场B中，与竖直放置的导轨接触良好，不计金属丝与导轨间的摩擦．可变电源可以提供任一方向的电流．金属丝由重力不计的细线与轻质弹簧秤连接，可以沿竖直方向上下滑动．弹簧秤己调零且读数准确．现测得多组实验数据，并作出如图乙所示的图像．

（1）在甲图中，当弹簧秤的读数为零时，流过水平金属丝的电流为 　　　A，方向为　　　 (填“向左”或“向右”)．

（2）用螺旋测微器测得该金属丝的直径，如图丙所示，其读数为 　　　 mm．

（1）3.5(3.4到3.6均可)（2分）

向右（1分）

（2）0.680mm（0.679mm或0.681mm均可）（2分）

练习册系列答案
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如图甲所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为?，棒与导轨的接触电阻不计．导轨左端连有阻值为2R的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连．有n段竖直向下的宽度为a间距为b的匀强磁场（a＞b），磁感强度为B、金属棒初始位于OO′处，与第一段磁场相距2a．

（1）若金属棒有向右的初速度v0，为使金属棒保持v0一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小；
（2）在（1）的情况下，求金属棒从OO′开始运动到刚离开第n段磁场过程中，拉力所做的功；
（3）若金属棒初速为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，在给定的坐标图乙中定性地画出计算机显示的图象（从金属棒进入第一段磁场开始计时）．
（4）在（3）的情况下，求整个过程导轨左端电阻上产生的热量，以及金属棒从第n段磁场穿出时的速度．
如图甲所示，“目”字形轨道的每一短边的长度都等于a，只有四根平行的短边有电阻，阻值都是r，不计其它各边电阻．使导轨平面与水平面成夹角θ固定放置，如图乙所示．一根质量为m的条形磁铁，其横截面是边长为a的正方形，磁铁与导轨间的动摩擦因数为μ，磁铁与导轨间绝缘．假定导轨区域内的磁场全部集中在磁铁的端面，并可视为匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直导轨平面．开始时磁铁端面恰好与正方形3重合，现使其以某一初速度下滑，磁铁恰能匀速滑过正方形2，直至磁铁端面恰好与正方形1重合．已知重力加速度为g．求：
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（1）上述过程中磁铁运动经历的时间；
（2）上述过程中所有电阻消耗的电能．
（选3-4）
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（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
A．光的偏振现象说明光是横波
 

B．电磁波是振荡电路中电子的周期性运动产生的
 

C．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比
 

D．激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源
 

E．地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
 

F．如图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速为10m/s，则图中P质点的振动方程为y=10sin5πt（cm）
 

（2）据报道：2008年北京奥运会时，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信可利用光的全反射将大量信息高速传输．如图乙所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n．如果把该光纤放在空气中，要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射，最大的入射角是多少（用该角的正弦函数值表示）？为简化问题，光纤外套忽略不计．
（选3-4）

（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
A．光的偏振现象说明光是横波______
B．电磁波是振荡电路中电子的周期性运动产生的______
C．单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比______
D．激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源______
E．地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小______
F．如图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，已知波速为10m/s，则图中P质点的振动方程为y=10sin5πt（cm）______
（2）据报道：2008年北京奥运会时，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务．光纤通信可利用光的全反射将大量信息高速传输．如图乙所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n．如果把该光纤放在空气中，要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射，最大的入射角是多少（用该角的正弦函数值表示）？为简化问题，光纤外套忽略不计．

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