题目内容

1．如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5m，金属环总电阻为2Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为1.5m，电阻为3Ω的导体棒AB，当导体棒AB摆到竖直位置时，导体棒B端的速度为3m/s．已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为（　　）
A．0.4VB．0.65VC．2.25VD．4.5V

分析 当导体棒摆到竖直位置时AB两端的电压大小等于AC间电压和CB间电压之和．AC间电压等于AC段产生的感应电动势．CB段电压等于圆环的路端电压，根据E=BLv和欧姆定律求解．

解答 解：当导体棒摆到竖直位置时，由v=ωr可得：C点的速度为：
vC=$\frac{1}{3}$vB=$\frac{1}{3}$×3m/s=1m/s
AC间电压为：UAC=EAC=BLAC•$\frac{{v}_{C}}{2}$=1×0.5×$\frac{1}{2}$=0.25V
CB段产生的感应电动势为：ECB=BLCB•$\frac{{v}_{C}+{v}_{B}}{2}$=1×1×$\frac{1+3}{2}$=2V
圆环两侧并联，电阻为：R=$\frac{1}{2}$Ω=0.5Ω，
金属棒CB段的电阻为：r=2Ω
则CB间电压为：UCB=$\frac{R}{r+R}$ECB=$\frac{0.5}{0.5+2}$×2V=0.4V
故AB两端的电压大小为：UAB=UAC+UCB=0.25+0.4=0.65V
故选：B

点评 本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处：一是把CB间的电压看成是内电压．二是AC电压未计算．

练习册系列答案
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12．质量为m的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度h后在整个空间加上竖直向上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地，重力加速度为g，则（　　）
A．从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了mgh
B．从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了mgh
C．从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了$\frac{5}{3}$mgh
D．小球返回原出发点时的速度大小为$\sqrt{7gh}$
9．如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点，则（　　）
A．粒子在M点的电势能一定比在N点的大
B．粒子受电场力的方向一定由M指向N
C．粒子在M点的速度一定比在N点的大
D．粒子在M点的加速度与N点的加速度方向相反
16．如图所示，在倾角θ=37°的粗糙斜面上，放置一轻弹簧，弹簧下端固定，上端放一可看作质点的小球（不连结）．推动小球，使弹簧压缩到O点，然后由静止释放，小球可沿斜面上升到最高点P．以O点为坐标原点和重力势能零点，沿斜面向上为正方向．在小球由O到P的运动过程中，其速度v、加速度a、机械能E以及弹簧弹性势能EpT，随时间或位移变化的图象，可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
6．某课外兴趣小组设计了一个测定电容器电容的实验方案，其实验原理如图（甲）所示，E为电池组、C为待测电容器、G为检流计（可测微弱电流）、R′为滑动变阻器、R是定值电阻、V是电压表、S′、S为电键．实验步骤如下：
按图连接电路；

A、闭合S′，调节滑动变阻器，使电压表示数为某确定值；
B、闭合S，给电容器充电，当电容器两端电压稳定时，记下此时的电压表读数Uc及检流计示数ic；
C、断开S和S′，同时开始计时，每隔5秒读取并记录一次电流值，直到电流为零；
D、以放电电流为纵坐标、放电时间为横坐标，作出ic-t图象；
E、改变Uc的值，重复上述步骤（除A）；
F、整理器材．
（1）S′、S 闭合前滑动变阻器滑片应调到a端（填“a”或“b”）
（2）闭合S后电压表示数变化应该是变小（填“变大”或“变小”）
（3）现有本实验可供选择的待测电容器C1（约0.6×103PF）、C2（约0.6×102μF）、C3（约1×103μF）和定值电阻R1（50Ω）、R2（1000Ω）、R3（10kΩ），为保证足够的放电时间，电容器应该选C3，定值电阻应该选R3（填代号）
（4）如图（乙）所示是本次试验当Uc=2.5V时描出的ic-t图象，由图可求得所测电容器电容C=0.8×102 μF（取一位有效数字）．
13．如图甲所示，一图定的钜形导体框abcd竖直放置，线圈的两端M，N接一零刻度在左侧的理想直流电压表，线圈内有一垂直纸面向外的均匀分布的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．测电压时电压表“+”接线柱接N端
B．M端的电势高于N端的电势
C．在0～0.4s时间内磁通量的变化量为0.3Wb
D．电压表读数为0.25V
10．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示，用以测量光的波长．

（1）下列说法正确的是CDEF
A．如图a、b、c依次为滤光片、双缝、单缝
B．调节时应尽量使各器材在一条直线上，单缝与双缝相互垂直
C．将滤光片由红色的换成紫色的，干涉条纹间距变窄
D．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变
E．增大双缝之间的距离，干涉条纹间距变窄
F．去掉滤光片后，屏上仍有条纹，并且中央为白色亮条纹，两侧为彩色条纹
（2）小丁和小新两同学通过目镜分别看到如图乙、丙两种情况的清晰条纹，他们没有进一步调节就直接进行测量，并据公式算出波长．由于条纹倾斜对测量结果的影响，下列说法正确的是A
A、图乙的测量得到的波长准确
B、图乙的测量得到的波长偏大
C、图丙的测量得到的波长准确
D、图丙的测量得到的波长偏小
（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数2.320mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第7条亮纹的中心对齐，手轮上的示数18.400mm．已知双缝间距d为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L为0.800m，求得所测光波长为670nm．
18．大家知道，在环绕地球运动的航天器是处于完全失重的状态，不能利用天平称量物体的质量．当力一定时，物体的质量越大，加速度就越小，根据牛顿第二定律能得出物体的质量．如图所示，已知标准物A 的质量为m1，连接在标准物A 前后的力学传感器的质量均为m2，待测质量的物体B连接在后传感器上，在某一外力作用下整体在空间站内的桌面上运动，稳定后前后传感器的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为（　　）
A．$\frac{{F}_{2}（{m}_{1}+2{m}_{2}）}{{F}_{1}}$B．$\frac{{F}_{1}（{m}_{1}+2{m}_{2}）}{{F}_{2}}$
C．$\frac{{F}_{2}（{m}_{1}+2{m}_{2}）}{{F}_{1}-{F}_{2}}$D．$\frac{{F}_{1}（{m}_{1}+2{m}_{2}）}{{F}_{1}-{F}_{2}}$

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