题目内容

（9分）如图所示，两个水平放置得平行光滑金属导轨之间得距离为L,电阻不计,左端串联一个定值电阻R，金属杆ab的电阻为r质量为m.匀强磁场的磁感应强度为B.杆在恒力F作用下由静止开始运动.

(1)求出金属杆的最大速度；

(2)已知金属杆达到最大速度时运动位移为s,求此过程中金属杆上产生的焦耳热。

解析：

⑴设速度为v时，ab产生的感应电动势为 E=BLv       ①

此时回路中的感应电流为                      ②

金属杆所受安培力为                         ③

金属杆的加速度为                   ④（2分）

可见,a随着速度的增加而减小,金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,最后做匀速运动。

由④可知,当a=0时速度最大,最大速度为             ⑤（2分）

⑵由功能关系得                                ⑥（2分）

其中Q是系统产生的焦耳热

金属杆上产生的焦耳热为                            ⑦（2分）

由⑤⑦⑧解得                         ⑧（1分）

练习册系列答案
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气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．用带有刻度尺和感应计时器及竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：
A．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
B．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．并记录A左端，B右端在气垫导轨的刻度．
C．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．
D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2
（1）实验步骤的顺序是
C、B、D、A
C、B、D、A

（2）实验中还需要的测量仪器是
天平
天平
，还需要测量的物理量是
两个滑块的质量mA、mB
两个滑块的质量mA、mB

（3）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
mA
L1
t 1
=mB
L2
t2
．
在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试．下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：
（Ⅰ）甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成．将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O．实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从固定位置由静止开始滚下，与b球发生对心正碰，碰后a球不被反弹．碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N．
（1）若a球质量为m1，半径为r1；b球质量为m2，半径为r2．则
C
C

A．m1＞m2　r1＞r2    B．m1＞m2　r1＜r2
C．m1＞m2　r1=r2     D．m1＜m2　r1=r2
（2）以下提供的器材中，本实验必需的有
AC
AC

A．刻度尺   B．打点计时器    C．天平   D．秒表
（3）设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用m1、m2、OM、OP、ON表示）
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON

（Ⅱ）乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验则将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O．板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成实验．
（4）对该组同学实验的判断正确的是
BD
BD

A．乙组同学无法完成验证动量守恒定律
B．秒表也不是乙组同学的必需器材
C．乙组同学必须测量斜面倾角θ
D．图2中N为b球碰后落点
（5）设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
m1
OP
=m1
OM
+m2
ON
．
（6）如果a，b球的碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为
m1OP=m1OM+m2ON
m1OP=m1OM+m2ON
． （要求第（5）（6）结论用m1、m2、OM、OP、ON表示）  

 I.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材：

A．小电珠(3.8 V,1.5 W)

B．直流电源(电动势4.5 V，内阻约0.4 Ω)

C．电流表(量程0～500 mA，内阻约0.5 Ω)

D．电压表(量程0～5 V，内阻约5000 Ω)

E．滑动变阻器R1(0～5 Ω，额定电流2 A)

F．滑动变阻器R2(0～5K Ω，额定电流1 A)

G．开关一个，导线若干

如果既要满足测量要求，又要使测量误差较小，应选择如图所示的四个电路中的________，应选用的滑动变阻器是________．

II.在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试。下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：

甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成。将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O。实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从固定位置由静止开始滚下，与b球发生对心正碰，碰后a球不被反弹。碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N.

(1)若a球质量为m1，半径为r1；b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

(2)以下提供的器材中，本实验必需的有       

A．刻度尺           B．打点计时器

C．天平             D．秒表

(3)设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用m1、m2、OM、OP、ON表示)                                      

 

乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验则将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O.板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成实验。

(4)对该组同学实验的判断正确的是      

A．乙组同学无法完成验证动量守恒定律 

B．秒表也不是乙组同学的必需器材

C．乙组同学必须测量斜面倾角θ      

D．图2中N为b球碰后落点

(5)设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为                    。    

(6)如果a，b球的碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为              。 (要求第(5) (6)结论用m1、m2、OM、OP、ON表示) 

 

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