题目内容

【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、倾斜放置，两导轨间距离为，导轨平面与水平面间的夹角，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为的金属棒垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒的电阻，重力加速度为。若在导轨的、两端连接阻值的电阻，将金属棒由静止释放，则在下滑的过程中，金属棒沿导轨下滑的稳定速度为，若在导轨、两端将电阻改接成电容为的电容器，仍将金属棒由静止释放，金属棒下滑时间，此过程中电容器没有被击穿，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小为多少？

（2）金属棒下滑秒末的速度是多大？

【答案】（1）（2）

【解析】

试题（1）若在M、P间接电阻R时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势，感应电流，棒所受的安培力

联立可得，由平衡条件可得，解得。

（2）若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器，将金属棒ab由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab棒受到安培力。

设棒下滑的速度大小为，经历的时间为

则电容器板间电压为

此时电容器的带电量为

设时间间隔△t时间内流经棒的电荷量为

则电路中电流，又，解得

根据牛顿第二定律得，解得

所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，末的速度。

练习册系列答案
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【题目】某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。

(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。

A．先松开纸带后接通电源

B．用电火花计时器替代电磁打点计时器

C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤

(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。

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A. 高频交流电周期是带电粒子在磁场中运动周期的2倍

B. 越大，带电粒子最终射出形盒时的速度就越大

C. 带电粒子在加速器中能获得的最大动能只与、有关

D. 若用该回旋加速器分别加速不同的带电粒子，可能要调节交变电场的频率

【题目】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：

小灯泡（额定电压，额定电流）；

电压表V（量程，内阻）；

电流表A（量程，内阻）；

固定电阻（阻值）；

滑动变阻器（阻值）；

电源（电动势，内阻不计）；

开关；导线若干。

① 实验要求能够实现在的内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

（____）

②实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_____（填“增大”“不变”或“减小”）。

③用另一电源（电动势，内阻）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关，在的变化范围内，小灯泡的最小功率为_____，最大功率为_____。（结果均保留2位小数）

【题目】如图所示，用"碰撞实验器"可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。

接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

①对于上述实验操作，下列说法正确的是________

A．小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下

B．小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下

C．斜槽轨道末端必须水平

D．斜槽轨道必须光滑

②若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______

A.m1>m2，r1>r2

B. m1>m2，r1=r2

C. m1<m2，r1<r2

D.m1<m2，r1=r2

③上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________．

A．A、B两点间的高度差h1

B．B点离地面的高度h2

C．小球1和小球2的质量m1、m2

D．小球1和小球2的半径r1、r2

④当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失．

【题目】电磁感应的现象的发现，给电磁的应用开辟了广阔的道路，其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之”。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景:在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v(v均平行于MN)向右做匀速运动。求:

(1)导体棒ab中的感应电动势是多大?通过电阻r的电流多大?

(2)a、b两点间的电势差是多大?a、b两点哪一点的电势高?

(3)在ab棒中产生感应电动势的非静电力是什么力?在图中面出导体棒ab中自由电荷受到的非静电力F的方向；

(4)整个回路在t时间内产生了多少热量?这个热量是如何产生的?试从功能转化角度简要分析；

(5)若加大外力，使得导体棒的速度从v变为2v,并测得导体棒加速运动过程中，电路产生的热量为Q.求这个过程中，外力做了多少功?

(6)若导体棒速度达到2v后，立即撤去水平向右的外力，则导体棒ab将做什么运动?最终状态是什么?从撤去外力到导体棒达到稳定状态的过程中，电阻上产生了多少热?

(7)若将MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机，当导体棒ab以速度向右做匀速运动时，流过会属棒的电流为,此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分间摩擦损耗可忽略不计，求此时重物竖直上升的速度.

【题目】一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为m的小球，弹簧的劲度系数为k，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，则下列说法不正确的是（ ）

A. 小球做简谐运动的恢复力大小为mg

B. 小球从放手运动到最低点，下降的高度为2mg/k

C. 小球运动到最低点时的加速度大小为2g

D. 小球运动到平衡位置动能大小为

【题目】如图，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈．下面说法正确的是（ ）

A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常

B. 闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮

C. 断开开关S时，B灯立即灭，A灯慢慢熄灭

D. 断开开关S时，A灯与B灯同时慢慢熄灭

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