题目内容

【题目】如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=0.4m，上端接有电阻R=0.3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感强度B=0.5T。现将质量m=0.05kg、电阻r=0.1Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图像如图乙所示，0-1s内的v-t图像为过原点的直线，2s后的v-t图像为平行于t轴的横线，不计空气阻力，g取10m/s2，求：

(1)金属杆ab刚进入磁场时感应电流的大小；

(2)已知金属杆ab在t=2s时在磁场中下落了h=6.65m，则杆从静止下落2s的过程中电阻R产生的热量是多少？

【答案】(1)I1=5A (2)QR=3.9J

【解析】

本题首先通过对图像的分析，得到金属杆刚开始做匀加速直线运动，可以利用运动学公式与闭合电路的相关知识求解，其次抓住图中匀速可以列出平衡式子，对于非匀变速可以从能量角度列示求解。

（1）由图乙可知，t=1s时，金属杆进入磁场

v1=gt E1=BLv1

联立以上各式，代入数据得 I1=5A

（2）由第1问，v1=10m/s，2s后金属杆匀速运动，由：mg=BI2L

E2 = BLv2，代入数据得：v2=5m/s

金属杆下落过程有：

代入数据得QR=3.9J

练习册系列答案
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【题目】在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外谷有瘪粒，为了将它们分离，湖北农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如图所示，它的分选原理是(　　)

A. 小石子质量最大，空气阻力最小，飞的最远

B. 空气阻力对质量不同的物体影响不同

C. 瘪谷物和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞的最近

D. 空气阻力使它们的速度变化率不同

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A. 物块始终受到三个力作用

B. 只有在 a、b、c、d 四点，物块受到合外力才指向圆心

C. 从 a 到 b，物体所受的摩擦力先减小后增大

D. 从 b 到 a，物块处于失重状态

【题目】在做“研究平抛物体运动”的实验中，

(1)引起实验误差的原因是______________．

A．小球运动时与白纸相接触

B．确定Oy 轴时，没有用重垂线

C．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦

D．建立坐标系时，以斜槽末端口位置为坐标原点

(2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛____．

(3)在实验中白纸为方格纸，每个格的边长 L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s，B 点的竖直分速度为_______________________m/s．

【题目】为验证机械能守恒,某同学完成实验如下:该同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的频率为50Hz的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

（1）他进行了下面几个操作步骤:

A.按照图a示安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.

其中没有必要进行的步骤是__________,操作不当的步骤是__________.

（2）设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图b是实验得到的一条纸带,A、B、C、D、E为相邻的连续点.根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式_____,动能增量的表达式_____.由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是___(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减小量.

（3）该同学根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,并以纵轴、以h为横轴画出图象,应是图中的__________.

【题目】如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q．图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面．有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．

①M一定是正离子，N一定是负离子．

②M在b点的速率一定大于N在c点的速率．

③M在p点的速率一定大于N在q点的速率．

④M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量．

以上说法中正确的是( )

A. 只有①③ B. 只有②④ C. 只有③④ D. 只有②③

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A. 物体A受到的合力变大

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B. 小物块从A点沿斜面向上滑行的最大距离为1.8 m

C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为

D. 推力F的大小为4 N

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