题目内容
12．
如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m，导轨上端接有电阻R=0.80Ω，导轨电阻忽略不计．导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界，磁感应强度B=0.40T，方向垂直于金属导轨平面向外．质量m=0.05kg，电阻r=0.20Ω的金属杆MN，从静止开始沿着金属导轨下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中，金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好．已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．（1）求金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压；
（2）求金属杆在磁场中下落的最大速度．
分析 （1）由E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出M、N两端的电压；
（2）当金属棒匀速运动时速度最大，应用安培力公式与平衡条件可以求出最大速度．
解答 （1）设金属杆刚进入磁场时，产生的感应电动势为E，有：
E=BlV=0.40×0.50×2.5=0.5V，
电路电流为：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.5}{0.8+0.2}$=0.5A，
MN两端的电压为：U=IR=0.5×0.8=0.4V；
（2）当金属杆匀速运动时速度最大，安培力为：
F=BIl=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R+r}$，
由平衡条件得：$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R+r}$=mg，
解得最大速度为：v=$\frac{mg（R+r）}{{B}^{2}{l}^{2}}$=$\frac{0.05×10×（0.8+0.2）}{0．{4}^{2}×0．{5}^{2}}$=12.5m/s；
答：（1）金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压为0.4V；
（2）金属杆在磁场中下落的最大速度为12.5m/s．
点评 分析清楚金属杆的运动过程是正确解题的关键，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式与平衡条件可以解题．
练习册系列答案
相关题目
2．光电效应实验中，下列表述正确的是（ ）
| A． | 光照时间越长光电流越大 | |
| B． | 入射光足够强就可以有光电流 | |
| C． | 光电子的最大初动能与入射光的频率有关 | |
| D． | 入射光频率大于极限频率才能产生光电子 |
3．
一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中产生的交变电流i随时间t的变化如图，则说法正确的是（ ）
一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中产生的交变电流i随时间t的变化如图，则说法正确的是（ ）| A． | 电流i时间t的变化变化关系为i=10$\sqrt{2}$cos10πt | |
| B． | t=0.05s时刻通过线圈的磁通量最小 | |
| C． | t=0.15s时刻通过线圈的磁通量的变化率最大 | |
| D． | 1s内电流方向改变10次 |
20．要测绘额定电压为2V的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A、电源E（电动势3.0V，内阻可不计）
B、电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）
C、电压表V2 （0～15.0V，内阻约6kΩ
D、电流表A1（0～0.6A，内阻约1Ω）
E、电流表A2 （0～100mA，内阻约2Ω）
F、滑动变阻器R1（最大值10Ω）
G、滑动变阻器R2（最大值2kΩ）
（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择B，电流表应选择D，滑动变阻器应选择F（填各器材的序号）
（2）为提高实验精度，请你在如图1中设计实验电路图，并画在如图2的虚线框中．
（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线．
（4）该小电珠的额定功率是1W．
（5）由图象可知，小电珠电阻的变化特点是灯泡电阻随电压的增大而增大．
A、电源E（电动势3.0V，内阻可不计）
B、电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）
C、电压表V2 （0～15.0V，内阻约6kΩ
D、电流表A1（0～0.6A，内阻约1Ω）
E、电流表A2 （0～100mA，内阻约2Ω）
F、滑动变阻器R1（最大值10Ω）
G、滑动变阻器R2（最大值2kΩ）
（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择B，电流表应选择D，滑动变阻器应选择F（填各器材的序号）
（2）为提高实验精度，请你在如图1中设计实验电路图，并画在如图2的虚线框中．
（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线．
| I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
| U/A | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
（5）由图象可知，小电珠电阻的变化特点是灯泡电阻随电压的增大而增大．
7．物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为6m/s，1s后速度的大小变为10m/s，关于该物体在这1s内的位移和加速度大小，下列说法正确的是（ ）
①位移的大小可能小于6m
②位移的大小可能大于10m
③加速度的大小可能小于4m/s2
④加速度的大小可能大于10m/s2．
①位移的大小可能小于6m
②位移的大小可能大于10m
③加速度的大小可能小于4m/s2
④加速度的大小可能大于10m/s2．
| A． | ②④ | B． | ①④ | C． | ②③ | D． | ①③ |
17．关于物体的平抛运动，下列说法正确的是（ ）
| A． | 由于物体的速度方向不断变化，因此平抛运动不是匀变速运动 | |
| B． | 由于物体受力的大小和方向不变，因此平抛运动是匀变速运动 | |
| C． | 物体运动时间只由抛出时的高度决定，与初速度无关 | |
| D． | 平抛运动的水平距离由初速度决定，与抛出时的高度无关 |
如图是一高山滑雪运动场中的滑道，BD附近是很小的一段曲道，可认为是半径均为R=40m的两圆滑连接的圆形滑道，B点和D点是两圆弧的最高点和最低点，圆弧长度远小于斜面AD及BC长度，从A到D点不考虑摩擦力的作用．一个质量m=60kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，从B点水平抛出时刚好对B点没有压力，已知AB两点间的高度差为h=25m，滑道的倾角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：
2．
如图所示，车厢中的弹簧处于拉伸状态，车厢地板上的木块和车厢都处于静止状态．现使车厢向右加速运动，木块仍相对车厢静止，此时木块受到的摩擦力的大小（ ）
如图所示，车厢中的弹簧处于拉伸状态，车厢地板上的木块和车厢都处于静止状态．现使车厢向右加速运动，木块仍相对车厢静止，此时木块受到的摩擦力的大小（ ）| A． | 可能增大 | B． | 可能减小 | C． | 可能不变 | D． | 一定增大 |