题目内容
【题目】如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.一质量为m的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好按触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现导体杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始运动，沿导轨运动距离s时，恰好达到最大速度(运动过程中导体杆始终与导轨保持垂直)，设导体杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)从静止开始运动距离s过程中回路中产生的焦耳热；
(2)从静止开始运动距离s所需的时间；
(3)若将图中定值电阻R换为电容为C的电容器(开始不带电)，其它条件均不变，求在恒力F作用下，导体杆从静止开始运动距离s所需的时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
根据题中“匀强磁场中…导体杆”可知，本题考察匀强磁场中导体棒在导轨上运动的问题，应用法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、平衡、动量定理、功能关系等知识列式计算。
(1)导体杆ab到达稳定状态时，
、
设导体杆ab从静止开始运动距离s过程中回路中产生的焦耳热为
，则：
联立解得：
(2)对导体杆ab从静止开始运动距离s过程，应用动量定理得：
即
又
解得：
(3)将图中定值电阻R换为电容为C的电容器(开始不带电)后，在恒力F作用下，对导体杆受力分析，由牛顿第二定律可得：
又
解得：
据
得，
发散思维新课堂系列答案
【题目】（6分）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。
完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
m（kg） | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字）
【题目】热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值为4～5 Ω，热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：
A．电流表A1，量程0.6 A，内阻约1 Ω |
B．电流表A2，量程3 A，内阻约2 Ω |
C．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ |
D．电压表V2、量程3 V，内阻约5 kΩ |
E．滑动变阻器R1(0～100 Ω)
F．滑动变阻器R2(0～20 Ω)
G．电源E(3 V，内阻可忽略)
H．盛有热水的水杯(图中未画出)
I．开关、导线若干
(1)实验中应选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)，应选用的电压表为________(填“V1”或“V2”)，应选用的滑动变阻器为________(填“R1”或“R2”)．
(2)画出实验电路原理图，要求测量误差尽可能小．
(3)根据电路原理图，在实物图上连线．
