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12.如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g取10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响).

(1)判断金属棒两端a、b的电势哪端高;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)在金属棒ab从开始运动的1.5s内,电阻R上产生的热量.

分析 (1)根据右手定则判断电势的高低.
(2)由题,x-t图象AB段为直线,说明从t=1.5s时开始金属棒ab做匀速直线运动,由图线的斜率求出速度,推导出安培力的表达式,根据平衡条件求出磁感应强度B的大小.
(3)根据能量守恒定律和焦耳定律求解金属棒ab在开始运动的1.5s内,电路中产生的热量.

解答 解:(1)由右手定则判断可知b端电势较高
(2)当金属棒匀速下落时,由共点力平衡条件得:
mg=BIL…①
金属棒产生的感应电动势为:E=BLvt …②
则电路中的电流为:I=$\frac{BL{v}_{t}}{R+r}$…③
由图象可得:vt=$\frac{△x}{△t}$=$\frac{11.2-7.0}{2.1-1.5}$=7 m/s                  
代入数据解得:B=0.1 T                
(3)在0~1.5 s,以金属棒ab为研究对象,根据动能定理得:
mgh-W=$\frac{1}{2}$mv2-0…④
则得:W=0.455 J  
即整个回路产生的总热量为:Q=W=0.455 J                        
对闭合回路由闭合电路欧姆定律得:
E=I(R+r)…⑤
则电阻R两端的电压UR为:
UR=$\frac{R}{R+r}$E…⑥
则电阻R上产生的热量为:QR=$\frac{R}{R+r}$W=0.26 J
答:(1)金属棒b端的电势较高;
(2)磁感应强度B的大小是0.1T;
(3)在金属棒ab从开始运动的1.5s内,电阻R上产生的热量是0.26J.

点评 电磁感应往往从两个角度研究:一是力,关键是安培力的分析和计算,F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$是常用的经验公式,要记牢.二是从能量的角度,关键分析能量如何转化.

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18.如图所示,有一系列斜面处在同一竖直面上,都位于竖直线OO′的右侧,傾角不同,它们的底端都是O点,有一些完全相同的滑块(可视为质点)从这些斜面上的A、B、C、D…各点同时由静止释放.下列判断正确的是(  )
A.若各斜面均光滑,且这些滑块达到O点时速率相等,则A、B、C、D…各点处在同一竖直线
B.若各斜面均光滑.且这些滑块达到0点所用时间相等,则A、B、C、D…各点处在同一圆周上
C.若各斜面与这些滑块之间的动摩擦因数相同,滑到O点的过程中(各搰块损失的机械能相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上
D.若各斜面与这些滑块之间的动摩擦因数相同,滑到0点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A、B、C、D…各点处在同一圆周上

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(1)这个现象说明激光具有相干性.
(2)通过量出相邻光点的距离可以算出激光的波长.据资料介绍:如果双缝的缝间距离为d,双缝到感光片的距离为L,感光片上相邻两光点间的距离为△x,则光的波长λ=$\frac{d△x}{L}$.该同学测得L=1.0000m,缝间距d=0.220mm,用带10分度游标的卡尺测得感光片上第1到第4个光点的距离如图(b)所示,该距离是8.5mm,实验中激光的波长λ=6.2×10-7m.(保留2位有效数字)
(3)如果实验时将红色激光换成绿色激光,屏上相邻两点间的距离将变小.

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20.A、B两物体以相同的初速度在同一粗糙水平面上滑行,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,若物体A的质量大于物体B的质量,则两物体能滑行的最大距离sA与sB的大小关系正确的是(  )
A.sA=sBB.sA>sBC.sA<sBD.不能确定

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7.在“验证机械能守恒定律”实验中,实验装置如图1所示.

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(2)纸带被释放瞬间的情景照片(图2),其中最合适的是D(填字母代号)

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17.沿平直轨道运动的火车车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度,如图所示,当旅客看到弹簧的长度变长时,对火车运动状态的判断可能正确的是(  )
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4.下列说法正确的是(  )
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1.如图所示,表示一个电场中 a、b、c、d 四点分别引入检验电荷时,测得它所受的电场力跟检验电荷的电量的函数关系图象,那么下列说法中正确的是(  )
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D.无法确定这四个点的场强大小关系

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2.如图所示,在一个正立方体形的盒子中放有一只均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等.盒子沿倾角为θ的固定斜面滑动,不计一切摩擦.下列说法中正确的是(  )
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