题目内容

（16分）两平行金属导轨水平放置，一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处，，其它电阻不计。导轨间距为d=0.8m，矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场，场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m，金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4，电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右，加速度a=2m/s2 ，g取10m/s2

（1）求穿过磁场过程中平均电流的大小。
（2）计算自金属棒进入磁场开始计时，在磁场中运动的时间内，外力F随时间t变化关系。
（3）让磁感应强度均匀增加，用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上，让ab棒重新由R处向右加速，在金属棒到达MP之前，电流表会有示数吗？简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。
（1）3.4A （2）    （3）可以有电流

试题分析：（1）设金属棒到达MP、NQ时的速度分别为、
则由，   得                    (1分)
由 得                   (1分)
由电磁感应得                     (2分)
由欧姆定律                   (2分)
（2）因为进入磁场后受安培力      (2分) 
由牛二定律得                      (2分)
又因为                (1分)
则在进磁场后F
代入数据得 （N）其中                ( 2分)
（3）可以有电流。只要导线、电表、导体棒组成的回路有磁感线穿过，根据法拉第电磁感应定律，闭合回路磁通量变化，可以产生感应电流。（此时金属棒和电阻R并联成为电路负载）( 3分)
练习册系列答案
相关题目
如图所示，线的上端固定，下端系一小球，将小球与线拉在同一水平位置后从静止开始释放，求:

小球的摆线运动到与水平方向成多大角度时，小球所受的重力的功率最大。（用反三角函数表示）
（4分）一个质量为50kg木箱A，放在水平地面上，要将它运送到90m远处的施工现场。如果用450N的水平恒力使A从静止开始运动，经过6s钟可到达施工现场。
（1）求木箱与地面间的动摩擦因数。
（2）若用大小为450N,方向与水平方向夹角为α(cosα=0.8)斜向上的拉力拉木箱A从静止开始运动，使木箱A能够到达90m远处的施工现场，拉力至少做多少功？（运动过程中动摩擦因数处处相同，取，结果保留2位有效数字）。
如图所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内，x轴与绝缘的水平面重合，在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场．质量为m2=8×10-3kg的不带电小物块静止在原点O，A点距O点l=0.045m，质量m1=1×10-3kg的带电小物块以初速度v0=0.5m/s从A点水平向右运动，在O点与m2发生正碰并把部分电量转移到m2上，碰撞后m2的速度为0.1m/s，此后不再考虑m1、m2间的库仑力．已知电场强度E=40N/C，小物块m1与水平面的动摩擦因数为μ=0.1，取g=10m/s2，求：

（1）碰后m1的速度；
（2）若碰后m2做匀速圆周运动且恰好通过P点，OP与x轴的夹角θ=30°，OP长为lop=0.4m，求磁感应强度B的大小；
（3）其它条件不变，若改变磁场磁感应强度的大小为B/使m2能与m1再次相碰，求B/的大小？
（18分）汤姆孙测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示。真空玻璃管内，阴极K发出的电子经加速后，穿过小孔A、C沿中心轴线OP1进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域，射出后到达右端的荧光屏上形成光点。若极板D1、D2间无电压，电子将打在荧光屏上的中心P1点；若在极板间施加偏转电压U，则电子将打P2点，P2与P1点的竖直间距为b，水平间距可忽略不计。若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点。已知极板的长度为L1，极板间的距离为d，极板右端到荧光屏间的距离为L2。忽略电子的重力及电子间的相互作用。

（1）求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小；
（2）推导出电子的比荷的表达式；
（3）若去掉极板D1、D2间的电压，只保留匀强磁场B，电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r的圆弧，阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点。不计P3与P1点的水平间距，求P3与P1点的竖直间距y。
（1）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置，采用控制变量方法，研究在小车质量不变的情况下，小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的是
A．平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，在塑料小桶中添加砝码，使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B．每次改变小车所受的拉力时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC="3.88" cm，CD="6.26" cm，DE="8.67" cm，EF="11.08" cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a = _____   m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小VC =  ______　 m/s．（结果保留二位有效数字）

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示（小车质量保持不变）：
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
a．根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象

b．若作出的a-F图象不过坐标原点，可能的原因是：_______________________。
（2）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，
实验室备有下列器材选用：
干电池（电动势E约为1.5V，内电阻r约为1.0Ω）；电流表G（满偏电流2.0mA，内阻Rg=10Ω）；
电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω）；
滑动变阻器R1（0~20Ω，10A）；
滑动变阻器R2（0~300Ω,1A）；
定值电阻R0=999Ω；
开关和导线若干。
某同学设计了如图甲所示的电路进行实验：

①该电路中为了操作方便且能准确地进行测量， 滑动变阻器应选      （填写器材前的字母代号“R1”或“R2”）； 在闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动端c移动至
    （填“a端”、“中央”或“b端”）。
②根据图甲在图乙的实物图上连线。
如图，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上．在a点时物体开始与弹簧接触，到b点时物体速度为零．则从a到b的过程中，物体(　　)
A．动能一直减小
B．重力势能一直减小
C．所受合外力先增大后减小
D．动能和重力势能之和一直减小
如图所示，、两球质量均为，它们之间用水平轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，球同时被一水平轻绳固定于墙上，用水平力将球向右缓慢拉并达到平衡，现突然撤去外力F，关于此瞬间A、B的加速度、正确的是（      ）

A．      B．
C．      D．
在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图。长度为L=1m的细线，一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球。初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）。已知细线所能承受的最大张力为7N，则下列说法中正确的是：
A．细线断裂之前，小球角速度的大小保持不变
B．细线断裂之前，小球的速度逐渐减小
C．细线断裂之前，小球运动的总时间为0.7π（s）
D．细线断裂之前，小球运动的位移大小为0.9（m）

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