题目内容
6．
如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=5m，导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L．在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m．在t=0时刻，电阻为1Ω的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动．金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化．求：（1）通过小灯泡的电流强度；
（2）恒力F的大小；
（3）金属棒的质量．
分析 （1）根据法拉第电磁感应定律求出0-4s内电路中产生的感应电动势，求出感应电流．因为小灯泡的亮度始终没有发生变化，则此电流即为通过小灯泡的电流强度；
（2）由于灯泡亮度不变，可知在t=4s末金属棒刚好进入磁场时应做匀速运动，此时金属棒电流等于灯泡中电流，恒力与安培力大小相等．
（3）金属棒切割磁感线产生的感应电动势等于0-4s内电路中产生的感应电动势，由E=Bdv可求出在磁场中的速度，由运动学公式和牛顿第二定律结合可求出棒的质量．
解答 解：（1）金属棒未进入磁场，电路总电阻 R总=R+Rab=5Ω
回路中感应电动势为：E1=$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{△B}{△t}$S=$\frac{0.2}{4}$×5×2V=0.5V
灯炮中的电流强度为：IL=$\frac{{E}_{1}}{{R}_{总}}$=0.1A
（2）因灯泡亮度不变，故在t=4s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I=IL=0.1A
恒力大小：F=FA=BId=0.1N
（3）因灯泡亮度不变，所以金属棒进入磁场时做匀速直线运动，磁场的B刚好开始不变，金属棒产生的感应电动势保持不变，则 E2=E1=0.5V
由E2=Bdv，得金属棒在磁场中的速度：v=$\frac{{E}_{2}}{Bd}$=$\frac{0.5}{0.2×5}$m/s=0.5m/s
金属棒未进入磁场的加速度为：a=$\frac{v}{t}$=$\frac{0.5}{4}$=0.125m/s2；
故由F=ma，得金属棒的质量为：m=$\frac{F}{a}$=0.8kg
答：
（1）通过小灯泡的电流强度为0.1A；
（2）恒力F的大小为0.1N；
（3）金属棒的质量为0.8kg．
点评 本题的突破口是小灯泡的亮度始终没有发生变化，来分析电路中电动势和电流，抓住两个阶段这两个量的关系进行研究．
如图所示，完全相同的磁铁A，B分别位于铁质车厢竖直和水平面上，A，B与车厢间的动摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A，B无滑动，则（ ）| A． | 加速度一定向右，不能超过μg | B． | 加速度一定向右，不能超过（1+μ）g | ||
| C． | 加速度一定向左，不能超过μg | D． | 加速度一定向左，不能超过（1+μ）g |
加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源，如图所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速时，敏感元件发生位移，并转化成电信号输出．已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数为k，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0，问如何用输出信号的电压U来表示待测系统的加速度．
如图所示，在光滑水平面上放一木板；木板的左端放一物体，对物体施加一水平恒力F，将物体由静止开始直到从木板右端拉出．如果第一次木板被固定在地面上，第二次木板未被固定，则这两种情况下（ ）| A． | 摩擦力大小相同 | B． | F做的功相同 | ||
| C． | 摩擦产生的热相同 | D． | 物体获得的动能相同 |
图甲为1mol氢气状态变化过程的V-T图象，己知状态A的参量为pA=1atm，TA=273K，VA=22.4×10-3m3，取1atm=105Pa，在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p-V图，写出计算过程并标明A、B、C的位置．
如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经一段时间后闭合S，则S闭合后（ ）| A． | ef的加速度可能大于g | |
| B． | ef的加速度一定小于g | |
| C． | ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同 | |
| D． | ef的机械能与回路内产生的电能之和一定不变 |
| A． | $\frac{q}{p}$ | B． | $\sqrt{\frac{q}{p}}$ | C． | $\frac{{q}^{2}}{{p}^{3}}$ | D． | $\frac{{q}^{3}}{{p}^{2}}$ |
一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则（ ）| A． | t1时刻穿过线圈的磁通量为零 | |
| B． | t2时刻穿过线圈的磁通量为零 | |
| C． | t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 | |
| D． | t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 |