题目内容
【题目】预测到2025年，我国将成为第一个在航空母舰上用中压直流技术的电磁弹射器实现对飞机的精确控制。其等效电路如图(俯视图)，直流电源电动势E=18 V，超级电容器的电容C=1 F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距l = 0.4 m，电阻不计，磁感应强度大小B=2 T的匀强磁场垂直于导轨平面向外。质量m=0.16kg、R=0.2 Ω的金属棒MN垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。开关S先接1，使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：
(1)开关S接1使电容器完全充电，极板上的电量；
(2)MN由静止开始运动的加速度大小；
(3)MN达到最大速度。
【答案】（1）18 C ；（2）450 m/s2 ；（3）18 m/s
【解析】
（1）完全充电后，有
得
（2）由静止开始，通过金属棒MN的电流
对导体棒
由牛顿第二定律
解得
（3）当MN速度最大时，有
此时
对MN，由动量定理：
有
有
。
解得
【题目】某同学利用图示装置，验证以下两个规律：
①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；
②系统机械能守恒。
P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上。物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光。最初细线水平，现将三个物块由静止释放。（忽略R上的挡光片到轻质滑轮间的距离）
（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有__________（多选）；
A．P、Q、R的质量M |
B．两个定滑轮间的距离d |
C．R的遮光片到c的距离H |
D．遮光片的宽度x |
（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证表达式为_______________；
（3）若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为____________；
（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为____________________。
