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    如图15所示，一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度为B=0.2T，现有一根质量为m=0.1kg、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止开始下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为r/2时，棒的速度大小为v1=8/3m/s，下落到经过圆心时棒的速度大小为v2=10/3m/s，试求：
    （1）下落距离为r/2时棒的加速度；
    （2）从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的焦耳热.


    （1）金属棒下落距离为r/2时，金属棒中产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律得，感应电动势为 E=B（r）v1
    此时，金属圆环为外电路，等效电阻为
    R1==8/3Ω
    金属棒中的电流为 I=E/R1
    金属棒受的安培力为
    F=BIL==0.12N
    由 mg-F=ma
    得 a=g-F/M=10-F/M=8.8m/s2
    （2）由能量守恒定律得 mgr-Q=mv22/2-0
    Q=mgr+mv22/2=1.56J
    【试题分析】
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?厦门模拟）（1）在做“验证力的平行四边形定则”的实验时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳；先后两次拉伸橡皮条，一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条．
    ①实验操作中，下列说法正确的是
    AB
    AB
    ．
    A．弹簧测力计、细绳、橡皮条都应贴近木板且与木板平行；
    B．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些；
    C．拉力F1和F2的夹角越大越好；
    D．先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点．
    ②实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是
    D
    D
    ．
    A．用两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小；
    B．橡皮条沿同一方向伸长；
    C．橡皮条伸长到同一长度；
    D．橡皮条沿同一方向伸长到同一长度．
    （2）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）．正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值越大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中．某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点．
    A．电流表A1（量程100mA，内阻约1Ω）  
    B．电流表A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）
    C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）   
    D．电压表V2（量程15.0V，内阻约10kΩ）
    E．滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）      
    F．滑动变阻器R′（最大阻值为500Ω）
    G．电源E（电动势15V，内阻忽略）      
    H．电键、导线若干
    ①实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的器材为电流表
    B
    B
    ；电压表
    D
    D
    ；滑动变阻器
    E
    E
    ．（只需填写器材前面的字母即可）
    ②请在所提供的器材中选择必需的器材，在如图1所示的虚线框内画出该小组设计的电路图．

    ③该小组测出热敏电阻R1的U一I图线如图2曲线Ⅰ所示．请分析说明该热敏电阻是
    PTC
    PTC
    热敏电阻（填PTC或NTC）．
    ④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U一I图线如图2曲线Ⅱ所示．然后又将热敏电阻R1、R2分别与电池组连成如图3所示电路．测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A，则电池组的电动势为
    10
    10
    V，内阻为
    6.7
    6.7
    Ω（结果保留两位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2009?广东模拟）（1）图甲为20分度游标卡尺的部分示意图，其读数为
    8.15
    8.15
     mm；图乙为螺旋测微器的示意图，其读数为
    2.970
    2.970
     mm．
    （2）某同学用电火花计时器（其打点周期T=0.02s）来测定自由落体的加速度．试回答：
    ①下列器材中，不需要的是
    D
    D
    （只需填选项字母）．
    A．直尺          B．纸带         C．重锤         D．低压交流电源
    ②实验中在纸带上连续打出点1、2、3、…、9，如图丙所示，由此测得加速度的大小为
    9.4
    9.4
    m/s2．
    ③当地的重力加速度大小为9.8m/s2，测量值与实际值有差异的主要原因是
    受摩擦阻力、空气阻力的影响
    受摩擦阻力、空气阻力的影响
    ．
    （3）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系．选取了一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱．进行了如下实验：
    ①该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧．现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供选择：
    A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流为1A；
    B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；
    C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；
    D．电压表V：量程0～15V，内阻约15kΩ；
    E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
    F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；
    G．开关、导线等
    在可供选择的器材中，应选用的电流表是
    A1
    A1
    （填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是
    R2
    R2
    （填“R1”或“R2”）．
    ②该小组已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图丁中完成余下导线的连接．
    ③握住乳胶管的两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表：
    实验次数 1 2 3 4 5 6
    长度L（cm） 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
    电阻R（kΩ） 1.3 2.1 3.0 4.1 5.3 6.7
    为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图戊所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是
    L2
    L2
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    I．在“用油膜法估测分子大小”实验中，将4mL的
    纯油酸溶液滴入20L无水酒精溶液中充分混合．注射器中
    1mL的上述混合溶液可分50滴均匀滴出，将其中的1滴
    滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，
    在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，
    其形状如图1所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10mm．
    （1）油酸膜的面积约是
    8×10-3
    8×10-3
    m2；
    （2）由此可以求出油酸分子的直径
    5×10-10
    5×10-10
     m．（结果均取一位有效数字）．
    II．某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系．选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱．进行了如下实验：
    （1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧．现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：
    A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
    B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；
    C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约0.5Ω；
    D．电压表V：量程0～15V，内阻约15Ω；
    E．滑动变阻器R1：最大阻值1kΩ；
    F．滑动变阻器R2：最大阻值5Ω；
    G．开关．导线等
    在可供选择的器材中，应选用的电流表是
    A1
    A1
    （填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是
    R2
    R2
    （填“R1”或“R2”）；
    （2）根据所选的器材画出实验的电路图
    （3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：
    实验次数 1 2 3 4 5 6
    长度L（cm） 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0
    电阻R（/Ω） 1.3 2.1 3.0 4.1 5.3 6.7
    为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图2所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是
    L2
    L2
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图15-4-5所示，一根光滑绝缘杆MN在竖直面内与水平面夹角为37°，放在一个范围较大的磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与杆垂直.质量为m的带电环沿杆下滑到P处时，向上拉杆的力大小为0.4mg，若环带的电荷量为q，问环带什么电？它滑到P处时的速度多大？在何处环与杆无相互作用？

    图15-4-5

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    科目：高中物理 来源：2012届安徽省芜湖一中高三第六次模拟考试理科综合物理试卷（带解析） 题型：实验题


    I．某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
    ①在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持　　状态。
    ②他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小Ｆ与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0=　　cm，劲度系数k=   N/m。
    ③他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图(c)所示时，该弹簧的长度x=　　cm。

    Ⅱ．某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：
    （1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材可供选择：

    A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
    B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约；
    C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约；
    D．电压表V：量程0～15V，内阻约；
    E．滑动变阻器R1：最大阻值；
    F．滑动变阻器R2：最大阻值；         
    G．开关．导线等
    在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A­1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”）。
    （2）根据所选的器材在题给的方框内画出实验的电路图。

    （3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L，电阻R的数据如下表：
    实验次数
    		1
    		2
    		3
    		4
    		5
    		6
    长度L（cm）
    		20.0
    		25.0
    		30.0
    		35.0
    		40.0
    		45.0
    电阻R（）
    		1.3
    		2.1
    		3.0
    		4.1
    		5.3
    		6.7
    为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。

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