[题目]如图所示.两根相距为L的光滑金属导轨CD.EF固定在水平面内.并处在方向竖直向下的磁场中.导轨足够长且电阻不计.在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻.将质量为m.电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上.MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.不计空气阻力.(1)金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中且所加匀强磁场的磁感应强度为B且� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在方向竖直向下的磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上，MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力。

(1)金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中且所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变，试从磁通量变化、电动势的定义、自由电子的受力和运动、或功能关系等角度入手，选用两种方法推导MN棒中产生的感应电动势E的大小E=BLv；

(2)为使回路DENM中产生正弦（或余弦）交变电流，请你展开“智慧的翅膀”，提出一种可行的设计方案，自设必要的物理量及符号，写出感应电动势瞬时值的表达式

【答案】见解析

【解析】

(1) 方法一：磁通量变化角度

穿过闭合回路的磁通量的变化量为

根据法拉第电磁感应定律

方法二：功能关系角度

由功能关系可知，金属棒克服安培力做的功等于电路中的总电能，有

又因为

解得

(2) B不变化，金属棒以初始位置为中心做简谐运动，即

感应电动势瞬时值

练习册系列答案

(1)用游标卡尺测得金属球的直径为d，如图乙所示，则该示数为______cm；

(2)金属球的加速度的关系式为a=______；（用以上字母表示）

(3)根据上述实验操作及所测量的物理量，此实验______（填“能”或“不能”）用来探究外力对金属球所做的功与它的动能变化的关系。

【题目】如图所示，质量为M的滑槽静止在光滑的水平地面上，滑槽的AB部分是粗糙水平面，BC部分是半径为R的光滑圆弧轨道，现有一质量为m的小滑块从A点以速度v0冲上滑槽，并且刚好能够滑到滑槽轨道的最高点C点，忽略空气阻力。则在整个运动过程中，下列说法正确的是

A.滑块滑到C点时速度变为零

B.滑块滑到C点时，速度大小等于

C.滑块从A滑到B的过程，滑槽与滑块组成的系统动量和机械能都守恒

D.滑块从B滑到C的过程，滑槽与滑块组成的系统动量和机械能都不守恒

【题目】用如图甲所示的装置探究加速度与力的关系。实验中，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，通过调节长木板的倾斜程度已平衡力小车运动中受到的摩擦力，定滑轮与小车之间的细绳与木板平行。记录数据时，用砂和砂桶的重力mg作为小车受到的合外力。小车的质量M保持不变。

（1）为减小实验误差，m与M应满足的关系为________________。

（2）某次实验中打出的一条纸带及测量数据如图乙，A、B、C、D、E每两相邻的计数点之间还有四个点未画出。则本次实验中

①打下C点时小车的速度大小为_______________m/s.

②小车的加速度大小为______________________m/s2.

【题目】如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，另一端点C为轨道的最低点，过C点的轨道切线水平。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点放置一质量为m，长为3R的木板，上表面与C点等高，木板右端固定一弹性挡板(即小物块与挡板碰撞时无机械能损失)。质量为m的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.5。试求：

(1)物块经过轨道上B点时的速度大小；

(2)物块经过轨道上C点时对轨道的压力；

(3)木板能获得的最大速度。

【题目】如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场E，现在电场区域内某点O处放置一负点电荷Q，并在以O点为球心的球面上选取a、b、c、d、e、f六点，其中ac连线为球的水平大圆直径，bd连线与电场方向平行。不计空气阻力，则下列说法中正确的是

A.b、d两点的电势相等

B.a、c两点的电场强度相同

C.将点电荷＋q从球面上b点移到f点，电势能减小

D.若从a点抛出一带正电小球，小球可能沿a、e、c、f所在圆周作匀速圆周运动

【题目】如图所示，由三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，则其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为

A. 1∶1 B. 5∶3

C. 3∶2 D. 27∶5

【题目】如图所示，水平绝缘轨道，左侧存在水平向右的有界匀强电场，电场区域宽度为L，右侧固定以轻质弹簧，电场内的轨道粗糙，与物体间的摩擦因数为μ=0.5，电场外的轨道光滑，质量为m、带电量为+q的物体A从电场左边界由静止释放后加速运动，离开电场后与质量为2m的物体B碰撞并粘在一起运动，碰撞时间极短，开始B靠在处于原长的轻弹簧左端但不栓接，（A、B均可视为质点），已知匀强电场强度大小为，求：

（1）弹簧的最大弹性势能；

（2）整个过程A在电场中运动的总路程；

【题目】在验证“力的平行四边形定则”的实验中，实验室提供了两个规格相同的弹簧测力计，某同学把橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端拴两根细线，第一次通过细线同时用两个弹簧测力计（量程均为5N）互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到O点，第二次只用一个弹簧测力计拉橡皮条。

(1)本实验采用的科学方法是__________。

A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 建立物理模型法

(2)若第一次两个弹簧测力计的方向相互垂直，如图甲所示，则该同学_____（填“能”或“不能”）完成此实验，理由是__________。

(3)某次测量结果如图乙所示，如果没有操作失误，F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______（填“F”或“F′”）。

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