[题目]如图.两根平行金属导轨MN.PQ固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上.顶部连接由电流表.电源.滑动变阻器和开关组成的电路.下端开口.导轨间距为10cm .整个装置处于磁感应强度0.1T.方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.金属棒ab沿垂直导轨方向放置在导轨上.开关断开时.沿导轨向下轻推导体棒.导体棒可以匀速下滑,闭合开关时.不断减小滑动变阻题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图，两根平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，顶部连接由电流表、电源、滑动变阻器和开关组成的电路，下端开口，导轨间距为10cm .整个装置处于磁感应强度0.1T，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.金属棒ab沿垂直导轨方向放置在导轨上。开关断开时，沿导轨向下轻推导体棒，导体棒可以匀速下滑；闭合开关时，不断减小滑动变阻器的阻值，当电流表示数为3.0A时，导体棒恰好可沿导轨向上运动。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量（重力加速度为10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

【答案】0.003kg

【解析】根据题意，开关闭合后，棒中电流方向从b到a，由左手定则可知，金属棒所受的安培力沿斜面向上。

开关断开时，对棒，由平衡条件得：……①

式中m为金属棒质量，g为重力加速度的大小，为棒受到的滑动摩擦力

开关闭合，棒中电流为I=3A时，棒所受安培力F=BIL……②

式中L为棒接入电路中的长度，为10cm

此时对棒，由平衡条件得：……③

联立①②③式，并代入题给数据得:m=0.003kg

练习册系列答案

（1）粒子第一次离开区域Ⅰ时的速度大小；

（2）请在图中画出粒子运动的一条可能轨迹的完整示意图；

（3）直线ab、gh间的距离为多大时，粒子往、返通过区域Ⅲ作圆周运动的圆心距离最小？并求该条件下粒子从A点出发到再次回到A点的时间。

【题目】某实验小组设计如图（1）所示电路图来测量电源的电动势及内阻，其中待测电源电动势约为2V、内阻较小：所用电压表量程为3V. 内阻非常大。可看作理想电压表

①按实验电路图在图（2）中补充完成实物连线___________.

②先将电阻箱电阻调至如图（3）所示，则其电阻读数为__________Ω.闭合开关S，将S1打到b端，读出电压表的读数为1.10V；然后将S1打到a端，此时电压表读数如图（4）所示，则其读数为__________V.根据以上测量数据可得电阻R0=__________Ω.（计算结果保留两位有效数字）.

③将S1打到b端，读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U、不断调节电阻箱电阻，得到多组R值与相应的U值，作出图如图（5）所示，则通过图像可以得到该电源的电动势E=__________V.内阻=__________Ω.（计算结果保留三位有效数字）

【题目】为判断光信号光纤中的传播时间，工人师傅从抽制光纤内芯的边角料中找到一个端头，并将它打磨成半径为R的半球面，放在竖直屏PQ旁边，让材料的圆面与屏接触，如图所示。现用一束可以转动的光OC射向O点，结果屏上有两个光斑，送渐减小θ时两光斑间距发生变化，当时屏上只有一个光斑。已知光在真空中的传播速度为c,若取用该材料制成长为L的光纤，求：

（1）逐渐减小θ时接收屏上的两光斑间距怎样变，并确定是哪侧的光斑先消失；

（2）光信号在光纤中化播的最长时间。

【题目】“超级蓝血月，150年一遇，错过要等下辈子”，这是2018年1月31日前夕媒体对31日晚月食的报道标题。实际上，月球绕地球运动的轨道是一个椭圆。“蓝月亮”指在同一个公历月（一个月31天）内出现的第二个满月，平均两三年出现一次；“超级月亮”就是指看上去特别大的月亮，此次月全食发生时，月球距离地球最近，约为35.7万公里，比38.4万公里的平均距离要近一些。关于超级月亮，以下说法中正确的有（　　）

A. “超级月亮”对地球上的物体引力要比月球处于平均距离时的引力大15%以上

B. 此时月球达到最大速度

C. 如果要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动，需要使月球适当加速

D. 如果已知引力常量G，结合以上信息，可以计算出月球的质量

【题目】2018年2月12日13时03分，我国以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。这两颗卫星在同一轨道上绕地心做匀速圆周运动，如图所示，某时刻卫星28和卫星29分别位于轨道上的A、B两位置（卫星与地球连线的夹角为θ）。若两卫星均按顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，轨道半径为r。则下列说法正确的是

A. 地球对卫星28和卫星29的万有引力大小相等

B. 卫星28运动的速率大于卫星29的速率

C. 卫星28由位置A运动到位置B所需的时间为

D. 若卫星28加速，则一定能追上卫星29

【题目】某实验小组利用气垫导轨探究碰撞中的不变量。实验装置如图1所示，充气的气垫导轨使滑块和导轨之间形成空气膜，从而极大地减小滑块运动过程中的摩擦阻力，同时利用光电门可以准确测量滑块运动过程中的速度大小。

（1)如何检验导轨安放是否水平?以下说法中，哪种做法最好，________。（填A或B)

A.将气垫导轨平放在桌上，不打开气源充气，将滑块放到导轨上，若滑块不动，则完成检验

B.将气垫导轨平放在桌上，先打开气源充气，再将滑块放到导轨上，轻推滑块，若滑块先后通过两个光电门时的挡光时间几乎一样，则完成检验

（2）速度的测量：用d表示滑块上挡光板的宽度，t为数字计时显示器显示的滑块挡板经过光电门的时间。则滑块经过光电门时的速度v=________。

（3）使用如图2的滑块，进行弹性碰撞的研究，采用的实验步骤如下：

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB，且使mA<mB

b.给气垫导轨充气，调整旋钮，使导轨处于水平

c.把滑块B静止放置在气垫导轨上两光电门之间

d.将滑块A轻推出去，以某一初速度通过光电门1，记录滑块A档光片的档光时间t1之后与静止的滑块B发生弹性碰撞，记录滑块A、B档光片的档光时间分别为t2和t3与

e.测得滑块A、B档光片的宽度均为d则，碰撞前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________；碰撞后A、B两滑块质量与速度乘积之和为________。

【题目】物理实验室新进了一批由某种透明材料做成的棱镜，其横截面由一直角三角形和一半径为R的圆组成，如图所示。已知三角形BC边的长度为R，∠BAC=30°，现让一单色细激光束从AB边上距A点为的D点沿与AB边成α=45°角斜向右上方入射，激光束经AC反射后刚好能垂直BC边进入圆柱区域，光在真空中的速度为c，求：

（i）单色细激光束从圆弧上的E点（图中未画出）射出时的折射角；

（ii）单色细激光束在棱镜中传播的时间。

【题目】如图甲所示,一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳拖着质量m=11 kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5 s后拖绳从轮胎上脱落，轮胎运动的图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10 m/s2，则下列说法正确的是

A. 轮胎与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2

B. 拉力F的大小为55 N

C. 在0～5s内，轮胎克服摩擦力做功为1375 J

D. 在6 s末，摩擦力的瞬时功率大小为275 W

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