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    如图（甲）所示的滑轮，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，已知重力加速度为g，忽略所有摩擦。

    （1）重物匀速下降的速度v的大小是多少？

    （2）对一定的磁感应强度B，重物的质量M取不同的值，测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。

    （3）若M从静止到匀速的过程中一共下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热。

     

    【答案】

    （1）（2）（3）

    【解析】

    试题分析：（1）金属杆达到匀速运动时，受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA。

    则：        

    安培力     感应电流

    感应 电动势  所以 

    （2）由（1）可得v-M的函数关系式

    结合图线可知，斜率 

    所以，

     

    故：=  

    （3）由能量关系，可得R上产生的焦耳热为：

    将v代入可得： 

    或者： 

     

     

    考点：导体切割磁感线时的感应电动势；

    点评：本题是电磁感应中能量问题，容易产生的错误是把整个回路产生的热量Q当成金属棒产生的热量．

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?广州一模）用如图（甲）所示的实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．
    （1）某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行？答：
    该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑
    该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑
    ．
    （2）如果这位同学先如（1）中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是图中的
    C
    C
    （将选项代号的字母填在横线上）．

    （3）打点计时器使用的交流电频率f=50Hz．下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带，A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=
    (s3+s4-s2-s1)f2
    100
    (s3+s4-s2-s1)f2
    100
    ．根据纸带所提供的数据，算得小车的加速度大小为
    0.60
    0.60
    m/s2（结果保留两位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    小华所在的实验小组利用如图（甲）所示的实验装置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz，当地的重力加速度为g．
    ①在实验前必须进行平衡摩擦力，其步骤如下：取下细线和砂桶，把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节，直到
    直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动．
    直到轻推小车，使小车恰好做匀速直线运动．
    ．
    ②图乙是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出．写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：a=
    (s3+s4)-(s1+s2)
    100
    f    2
    (s3+s4)-(s1+s2)
    100
    f    2
    ； 若S1=2.02cm，S2=4.00cm，S3=6.01cm，则B点的速度为：VB=
    0.301
    0.301
    m/s（保留三位有效数字）．
    ③在平衡好摩擦力的情况下，探究小车加速度a与小车质量M的关系中，某次实验测得的数据如下表所示．根据这些数据在坐标图中描点并作出a-
    1
    M
    图线．从a-
    1
    M
    图线求得合外力大小为
    0.3
    0.3
    N（计算结果保留两位有效数字）．
     
    1
    M
    		  a/m?s2
    4.0 1.2
    3.6 1.1
    2.0 0.6
    1.4 0.4
    1.0 0.3
    ④若实验前没有平衡摩擦力，在探究a-F的关系中，通过改变钩码的个数从而改变小车所受的拉力F1，重复实验，确定加速度a与小车所受拉力F1的关系．下列图象表示该同学实验结果，最符合实际的是：
    C
    C
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）用如图（甲）所示的 实验装置来验证牛顿第二定律，为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力．
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    ①某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图（乙），直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作是否正确？如果不正确，应当如何进行操作？
    答：
     
    ．
    ②如果这位同学先如①中的操作，然后不断改变对小车的拉力F，他得到M（小车质量）保持不变情况下的a-F图线是如图丙中的
     
    （填选项代号的字母）．
    ③调整好装置之后，实验小组进行实验．设砂和砂桶的总质量为M，小车的质量为m，则小车在运动过程中受到的合外力表达式F=
     
    （用m、M、g表示），分析该表达式可知在满足
     
    的条件下，能减小该实验的系统误差．

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    科目：高中物理 来源：2013届江苏省扬州中学高三下学期期中考试物理试卷（带解析） 题型：计算题

    如图（甲）所示的滑轮，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，已知重力加速度为g，忽略所有摩擦。

    （1）重物匀速下降的速度v的大小是多少？
    （2）对一定的磁感应强度B，重物的质量M取不同的值，测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。
    （3）若M从静止到匀速的过程中一共下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热。

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