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    9．如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点，其中O为圆心，D在圆上，半径OC垂直于OB．A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，使得圆周上各点电势相等．有一个质量为m，电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动，在C点受的电场力指向圆心，根据题干和图示信息可知（　　）
    A．固定在B点的电荷带正电B．固定在B点的电荷电荷量为$\sqrt{3}$Q
    C．小球在滑槽内做匀速圆周运动D．C、D两点的电场强度大小相等

    分析 小球做圆周运动，必须有向心力，根据小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度可知，小球在C点的合力方向一定沿CO且指向O点，作出力图，即可判断出小球带负电，B带负电．若小球带正电，B带负电，小球在C点受到A的排斥力，受到B的吸引力，根据平行边形定则可知，两者的合力方向不可能沿CO且指向O点，所以小球带正电，B带负电是不可能的．
    根据小球在C点无切向加速度，切线方向力平衡，根据库仑定律列式求得B的电荷量

    解答 解：B、由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．

    A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电．            
    由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°
    AB=AC=L； BC=2ABcos30°=$\sqrt{3}$L
    由力的合成可得：F1=$\sqrt{3}$F2
    即：$\frac{KQq}{{L}^{2}}$=$\sqrt{3}$$\frac{k{Q}_{B}q}{（\sqrt{3}L）^{2}}$
    QB=$\sqrt{3}$Q，故B正确                          
    A、有前面分析：A对小球吸引，B对小球排斥，B带负电，小球带负电，故A错误
    D、以O为原点，OB为x轴正方向，OC为y轴正方向，槽上某点的坐标为（x，y），则该点的电势为：
      φ=$\frac{kQ}{\sqrt{{y}^{2}+（\frac{L}{2}-x）^{2}}}$-$\frac{\sqrt{3}kQ}{\sqrt{{y}^{2}+{（\frac{3L}{2}-x）}^{2}}}$
    而${x}^{2}+{y}^{2}=\frac{3}{4}{L}^{2}$
    代入上式解得：φ=0
    说明圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故C正确
    D、根据场强的叠加可知，CD两点场强大小不同，故D错误；
    故选：BC

    点评 本题的突破口是“小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度”，分析小球的受力情况，确定出向心力，判断小球与B的电性

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的离子，即“磁单极子”，1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验：他设想，如果一个只有S极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（　　）
    A．先是逆时针方向的感应电流，然后是顺时针方向的感应电流
    B．先是顺时针方向的感应电流，然后是逆时针方向的感应电流
    C．顺时针方向的持续流动的感应电流
    D．逆时针方向的持续流动的感应电流

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．某实验小组进行“探究热敏电阻的温度特性”实验，实验室提供如下器材：
    热敏电阻Rt（常温下约8kΩ）、温度计、电流表A（量程1mA，内阻约200Ω）、电压表V（量程3V，内阻约10kΩ）、电池组E（4.5V，内阻约1Ω）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、开关S、导线若干、烧杯和水．

    （1）根据提供器材的参数将图1所示的实物图中所缺的导线补接完整
    （2）实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于a端（填“a”或“b”）
    （3）利用补接完整的实验装置测量出不同温度下的电阻值，画出该热敏电阻的Rt-t图象如图2中的实测曲线，与图中理论曲线相比二者有一定的差异?除了偶然误差外，下列关于产生系统误差的原因或减小系统误差的方法叙述正确的是C
    A．电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值小
    B．电压表的分流造成电阻的测量值总比真实值小
    C．温度升高到一定值后，电流表应改为外接法
    （4）将本实验所用的热敏电阻接到一个电流较大的恒流电源中使用，当电流通过电阻产生的热量与电阻向周围环境散热达到平衡时，满足关系式I2R=k（t-t0）（其中k是散热系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，I为电流强度），电阻的温度稳定在某一值?若通过它的电流恒为50mA，t0=20℃，k=0.25W/℃，由实测曲线可知该电阻的温度稳定在50℃．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．2014年诺贝尔物理学奖授予3名日本出生的科学家，表彰其发明蓝光二极管LED的贡献，被誉为“点亮整个21世纪”．某公司引进这项技术，2014年淘宝年销量第一，成为新材料行业的领跑者．下列说法错误的是（　　）
    A．蓝光LED在外界电压驱动下，PN结的能级从基态跃迁到激发态，再从激发态返回基态时辐射出蓝光
    B．光的颜色由频率决定，光子的能量与频率成正比
    C．淘宝购买的LED元件，利用多用表测得其正向电阻很小，质量可能很好
    D．淘宝购买的LED元件，用一节干电池接在其两端，发现不发光，质量一定很差

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示，竖直平面内固定间距为L=0.5m的光滑金属导轨（电阻不计），虚线下方存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=1T．两根质量相同、电阻均为R=1Ω的完全相同金属杆水平放置在导轨上，与导轨接触良好．在磁场外固定杆Ⅰ，在磁场内静止释放杆Ⅱ，经过一段时间后开始匀速运动，速度v=4m/s．求：
    （1）单根金属杆质量m；
    （2）杆Ⅱ匀速后，杆Ⅰ由静止释放，发现杆Ⅰ在磁场内外都保持自由落体运动，则杆Ⅰ释放位置离磁场上边界多少高度？
    （3）在（2）问中，杆Ⅰ自静止释放后杆Ⅰ上能产生多少热量？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面上有两个宽度均为d的磁场区域I、Ⅱ，磁感应强度大小都为B，区域I的磁感应强度方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁感应强度方向垂直斜面向下，两磁场区域间距为d．斜面上有一矩形导体框，其质量为m，电阻为R，导体框ab、cd边长为l，bc、ad边长为$\frac{3}{2}$d．刚开始时，导体框cd边与磁场区域I的上边界重合；t=0时刻，静止释放导体框；t1时刻ab边恰进入磁场区域Ⅱ，框中电流为I1；随即平行斜面垂直于cd边对导体框施加力，使框中电流均匀增加，到t2时刻框中电流为I2．此时，ab边未出磁场区域Ⅱ，框中电流如图乙所示．求：

    （1）在0～t2时间内，通过导体框截面的电荷量；
    （2）在0～t1时间内，导体框产生的热量；
    （3）在t1～t2时间内，导体框运动的加速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．如图所示，一均匀带正电绝缘细圆环水平固定，环心为O点．带正电的小球从O点正上方的A点由静止释放，穿过圆环中心O，并通过关于O与A点对称的A′点，取O点为重力势能零点．关于小球从A点运动到A′点的过程中，小球的加速度a、重力势能EpG、机械能E、电势能EpE随位置变化的情况，下列说法中正确的是（　　）
    A．从A到O的过程中a一定先增大后减小，从O到A′的过程中a一定先减小后增大
    B．从A到O的过程中EpG小于零，从O到A′的过程中EpG大于零
    C．从A到O的过程中E随位移增大均匀减小，从O到A′的过程中E随位移增大均匀增大
    D．从A到O的过程中EpE随位移增大非均匀增大，从O到A′的过程中EpE随位移增大非均匀减小

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    18．游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化，这既能让游客感到刺激，但又不会受伤，设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力，“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力，可以利用传感器直接显示数值．如图所示为过山车简化原理图：左边部分是装有弹射系统的弹射区，中间部分是作为娱乐主体的回旋区，右边部分是轨道的末端的制动区．某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中，在轨道A处时“受力因子”显示为7，在轨道B处时“受力因子”显示为0.5，在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6．己知大回环轨道半径R=10m，重力加速度g取10m/s2，则
    （1）该游客在C处时是超重状态还是失重状态？
    （2）求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能；
    （3）在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换？试用文字定性分析说明．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图所示，两平行光滑金属导轨相距L固定在水平绝缘台面上，半径为 R1、R2的$\frac{1}{4}$光滑圆弧导轨与水平直导轨平滑连接，水平直导轨部分处在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中．两金属棒ab、cd垂直两导轨且与导轨接触良好，ab棒质量为2m、电阻为r，cd棒质量为m、电阻为r．开始时cd棒静止在水平直导轨上，ab棒从圆弧导轨的顶端无初速释放，最后两棒都离开轨道落到地面上．导轨电阻不计 并且水平导轨足够长，ab与cd棒在运动过程始终没有接触．求：
    （1）cd棒在水平直导轨上的最大加速度．
    （2）为确保两棒都能脱离圆形轨道水平飞出，R1与R2的比值至少应满足什么条件．

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