题目内容

【题目】如图所示，两根半径r为1m的1/4圆弧轨道间距L也为1m，其顶端a、b与圆心处等高，轨道光滑且电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于辐向磁场中，圆弧轨道所在处的磁感应强度大小均为B，且B=0.5T。将一根长度稍大于L、质量m为0.2kg、电阻为R0的金属棒从轨道顶端ab处由静止释放，已知当金属棒到达如图所示的cd位置时，金属棒与轨道圆心连线和水平面夹角θ为60°，金属棒的速度达到最大；当金属棒到达轨道底端ef时，对轨道的压力为3N。g=10m/s2，求：

(1)当金属棒的速度最大时，流经电阻R的电流大小和方向；

(2)金属棒滑到轨道底端的整个过程中，流经电阻R的电量为0.1π，整个回路中的总电阻为多少?

(3)金属棒滑到轨道底端的整个过程中，电阻R上产生的热量为1.2J，则金属棒的电阻R0多大?

【答案】(1)I=2A，流经R的电流方向为；(2)R总=2.5；(3)R=20，

【解析】（1）金属棒速度最大时，在轨道的切线方向所受的合力为零，则有：mgcosθ=BIL

解得

流经R的电流方向是a→R→b

（2）金属棒滑到底端的过程中，穿过回路的磁通量的变化量为：

平均电动势：

平均电流

则流经R的电量：

解得整个回路的总电阻

（3）在轨道最低点，由牛顿第二定律可得：N-mg=m

由能量关系：Q=mgr-mv2

电阻R上的发热量：

解得R=2Ω R0=0.5Ω

练习册系列答案
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【题目】下列说法正确的是

A. 简谐运动的周期与振幅无关

B. 在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式F=-kx中，F为振动物体受到的合外力，k为弹簧的劲度系数

C. 在波传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度

D. 在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽

E. 在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多

【题目】如图所示，光滑细管ABC，AB内有一压缩的轻质弹簧，上方有一质量m1=0.01kg的小球1；BC是半径R=1m的四分之一圆弧细管，管口C的切线水平，并与长度L=1m的粗糙直轨道CD平滑相接，小球与CD的滑动摩擦系数μ=0.3。现将弹簧插销K拔出，球1从管口C水平射出，通过轨道CD后与球2发生弹性正碰。碰后，球2立即水平飞出，落在E点。球1刚返回管口C时恰好对管道无作用力，若球1最后也落在E点。（球1和球2可视为质点，g=10m/s2）求：

（1）碰后球1的速度、球2的速度

（2）球2的质量

【题目】在一个玻璃瓶中装入半瓶水，然后将瓶盖盖紧使其密封，不久后瓶内水面上方就形成了水的饱和汽，已知水的饱和汽压随温度的升高而增大，则 。

A．此时瓶中上方空气的相对湿度是100%

B．此时不再有水分子从液态水表面飞出进入气体

C．若系统的温度升高，则瓶内气体对内壁的压强会减小

D．若系统的温度降低，则瓶内水的饱和汽的密度会减小

E．若把瓶口敲开，并将瓶子置于干燥环境中，瓶中的液态水会慢慢消失

【题目】在探究物体的加速度与所受外力的关系实验中，如图甲所示，在水平放置的气垫导轨上有一带有方盒的滑块质量为M，气垫导轨右端固定一定滑轮，细线绕过定滑轮，一端与滑块相连，另一端挂有6个钩码，设每个钩码的质量为m，且M=4m。

(1)用游标卡尺测出滑块上的挡光片的宽度，示数如图乙所示，则宽度d=_________cm；

(2)某同学打开气源将滑块由静止释放，滑块上的挡光片通过光电门的时间为t，则滑块通过光电门的速度为______________(用题中所给字母表示);

(3)若每次实验时将1个钩码移放到滑块上的方盒中，移动后都从同一位置释放滑块，设挡光片距光电门的距离为L，细线端所挂钩码的个数为n，挡光片通过光电门的时间为t，测出多组数据，请绘出n-图象____

(4)绘出n-图象后，若图线斜率为k，则测得当地重力加速度为___________(用题中字母表示)。

【题目】在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. t=0.01s时穿过线框的磁通量最大

B. 该交变电动势的有效值为11V

C. 该交变电动势的瞬时值表达式v=22cos100πtV

D. 在1s时间内，线圈中电流方向改变100次

【题目】如图所示，在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有两条相互平行且相距d的光滑固定金属导轨P1P2P3，和Q1Q2Q3，两导轨间用阻值为R的电阻连接，导轨P1 P2、Q1Q2的倾角均为θ，导轨P2P3、Q2Q3在同一水平面上，P2Q2⊥P2P3，倾斜导轨和水平导轨用相切的小段光滑圆弧连接。质量为m的金属杆CD从与P2Q2相距L处由静止沿倾斜导轨滑下，当杆CD运动到P2Q2处时速度恰好达到最大，然后沿水平导轨滑动一端距离后停下。杆CD始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，空气阻力、导轨和杆CD的电阻均不计，重力加速度大小为g。求；

(1)杆CD到达P2Q2处的速度大小vm；

(2)杆CD沿倾斜导轨下滑的过程通过电阻R的电荷量q1以 及全过程中电阻R上产生的焦耳热Q;

(3)杆CD沿倾斜导轨下滑的时间△t1及其停止处到P2Q2的距离s。

【题目】如图甲所示，质量m=1kg，边长ab=1.0m，电阻r=2Ω单匝正方形闭合线圈abcd放置在倾角θ=30°的斜面上，保持静止状态．匀强磁场垂直线圈平面向上，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，整个线圈都处在磁场中，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）t=1s时穿过线圈的磁通量；

（2）4s内线圈中产生的焦耳热；

（3）t=3.5s时，线圈受到的摩擦力．

【题目】用图所示的电路．测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

双量程电流表：A（量程0~0.6A，0~3A)；

双量程电压表：V（量程0~3V，0~15V)；

滑动变阻器：R1（阻值范0~20Ω，额定电流2A)；

滑动变阻器：R2（阻值范0~1000Ω，额定电流1A)

①为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为_______A，电压表的量程为________V，应选用滑动变阻器__________（填写滑动变阻器符号）。

②根据图3正确连接图中的实物电路，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连接________。

③通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图中画出了U-I图线。由图象可以得出，此干电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。

④引起该实验的系统误差的主要原因是___________。

A．由于电流表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小

B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大

C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小

D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大

⑤跟据实验测得的I、U数据．若令y=IU，x=I，则由计算机拟合得出的y-x图线应是图中的_________（选填“a”、“b”或“c”）．其余两条图线分别是令y=IE和y=I2r得出的。跟据前面测量得到的电源电动势和内阻的值，推测图中A点的x、y坐标分别为______A、_______W（保留2位有效数字）。

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