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2.如图(a)所示,平行且光滑的长直金属导轨MN、PQ水平放置,间距L=0.4m.导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻,导体棒垂直放置在导轨上,且接触良好,导体棒接入电路的电阻r=1Ω,导轨电阻不计,导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场,bd连线与导轨垂直,长度也为L.从0时刻开始,磁感应强度B的大小随时间t变化,规律如图(b)所示;同一时刻,棒从导轨左端开始向右匀速运动,1s后刚好进入磁场,若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动,求:

(1)棒进入磁场前,电阻R中电流的大小和方向;
(2)棒通过abcd区域的过程中通过电阻R的电量;
(3)棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式.

分析 (1)根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势大小,再求出电流大小,根据楞次定律判断电流方向;
(2)求通过电阻R的电量,需要先求出平均电动势,再求出平均电流,最后根据q=It,求出通过电阻R的电量;
(3)根据E=BLv求出回路中的瞬时电动势,再根据i=$\frac{E}{{R}_{总}}$.

解答 解:(1)进入磁场前,闭合回路中有磁场通过的有效面积不变,磁感应强度均匀变大,由法拉第电磁感应定律,回路中的电动势为:
$E=\frac{△BS}{△t}=0.04V$,
$I=\frac{E}{R+r}=0.02A$,
根据楞次定律判断,电流方向Q→N;
(2)棒通过abcd区域的过程中通过电阻R的电量为:$q=\overline It=\frac{\overline E}{R+r}t=\frac{△φ}{△t(R+r)}t=0.02C$
(3)根据几何关系可得:L有效=2(t-1)(1.0s≤t≤1.2s),
E=BL有效v,
$i=\frac{E}{R+r}=\frac{{B{L_{有效}}V}}{R+r}=\frac{1}{2}(t-1)A$ (1.0s≤t≤1.2s).
答:(1)棒进入磁场前,电阻R中电流的大小为0.02A,电流方向Q→N;
(2)棒通过abcd区域的过程中通过电阻R的电量0.02C;
(3)棒通过三角形abd区域时电流i与时间t的关系式$\frac{1}{2}(t-1)A$.

点评 本题考查了法拉第电磁感应定律和切割产生的感应电动势公式的运用,考查了闭合欧姆定律和求电量公式,综合程度较大.

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6.树上的苹果落向地球,针对这一现象,以下说法正确的是(  )
A.由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大
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C.苹果对地球的引力大小和地球对苹果的引力大小是相等的
D.以上说法都不对

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3.某实验小组利用如图(a)所示的装置研究匀变速直线运动.他们将木块前端栓有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,木块后面与打点计时器的纸带相连.起初木块停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于木块到滑轮的距离.实验开始后,木块在重物的牵引下,由静止开始运动,重物落地后,小车会继续运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz.图(b)中甲、乙、丙是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示.

(1)开始试验时,应先启动打点计时器,再释放纸带.(填“先启动打点计时器,再释放纸带”或“先释放纸带,再启动打点计时器”)
(2)根据所提供纸带上的数据,乙段中打下B点时的瞬时速度大小为1.39m/s.逐差法计算丙段纸带时小车的加速度为5.06m/s2.(以上计算结果均保留三位有效数字)
(3)为了计算小车的加速度,还可以选择的最合理方法是C
A、根据任意两计数点的速度公式,用a=$\frac{△v}{△t}$算加速度
B、根据实验数据画出v-t图,量出其倾角α,由公式a=tanα求加速度
C、根据实验数据画出v-t图,由图上相距较远的两点,由a=$\frac{△v}{△t}$求a
D、依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出其平均值为小车的加速度
(4)打甲段纸带时,小车的加速度是2.5m/s2.请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在乙段纸带中的C.
A、点D处B、点C处C、CD段之间D、DE段之间.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

10.如图甲所示,轻绳一端系一质量为1kg的小球,另一端可绕固定的水平轴转动.现使小球在竖直平面内做圆周运动,经最高点开始计时,取水平向右为正方向,小球的水平分速度v随时间t变化关系如图乙所示,不计一切摩擦,取g=10m/s2

(1)求t2时刻轻绳对小球的拉力大小;
(2)若在最高点计时时给小球的水平初速度改为v=$\sqrt{2}$m/s,保持轻绳长度不变,绳子被拉直时垂直于绳子方向的分速度不变.求小球经过最低点时小球的速度大小.

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