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    5．如图所示，在距离水平地面h=1.0m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场．正方形线框abcd的边长L=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.04Ω．开始垂直地面直立，某时刻对线框施加竖直向上的恒力F=2N，且ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动．当线框全部进入磁场后，立即撤去外力F，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面．整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s2．求：
    （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
    （2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间；
    （3）线框落地时的速度的大小．

    分析 （1）根据动能定理求解进入磁场时的速度，根据共点力的平衡条件求解磁感应强度；
    （2）求出匀速运动的时间、全部进入磁场竖直上抛运动运动的时间，由此得到线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间；
    （3）由机械能守恒定律求解线框落地时的速度．

    解答 解：（1）线框的ab边刚进入磁场时，根据动能定理可得：$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=（F-mg）（h-L）
    解得：v=4m/s，
    感应电流I=$\frac{BLv}{R}$，
    线框恰好做匀速运动，有F=mg+IBL，
    解得：B=0.5T；
    （2）设线框进入磁场做匀速运动的时间为t1，有t1=$\frac{L}{v}=\frac{0.2}{4}$s=0.05s，
    线框全部进入磁场后做竖直上抛运动，到最高点时所用时间t2=$\frac{v}{g}=\frac{4}{10}$s=0.4s，
    线框从开始进入磁场运动到最高点，所用时间t=t1+t2=0.45s；
    （3）线框从最高点回到到磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，
    离开磁场后，由机械能守恒定律可得$\frac{1}{2}m{v}_{t}^{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}+mg（h-L）$，
    代入数据解得线框落地时的速度vt=4$\sqrt{2}$m/s．
    答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.5T；
    （2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间为0.45s；
    （3）线框落地时的速度的大小$4\sqrt{2}m/s$．

    点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．下列说法正确的是（　　）
    A．眼镜镜片的表面镀有增透膜是为了减小镜片的折射率
    B．用照相机拍摄较小物体时，物体的边缘轮廓模糊，这是光的衍射现象
    C．全息照相的工作原理应用了光的全反射
    D．为了更有效地发射电磁波，应该采用波长较长的电磁波发射

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    16．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，线圈匝数为20匝．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为5.0Ω．求：
    （1）电压表的示数；
    （2）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功；
    （3）线圈从中性面开始转过90°过程中流过灯泡的电量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    13．如图甲所示，将一质量分布均匀的长木板静止放在光滑的水平面上，一个小滑块（可视为质点）以水平初速度v0=6m/s，由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止．已知长木板的质量是小滑块质量的2倍，小滑块和长木板之间的动摩擦因素μ=0.3，g取10m/s2．求：
    （1）小滑块到达长木板右端时的速度大小v；
    （2）长木板的长度L；
    （3）若将长木板分成等长的两段A、B，并紧挨着放在原水平面上，如图乙所示．让小滑块仍以初速度v0=6m/s由A的左端开始向右滑动，求小滑块最终离B的右端的距离△L．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    20．某实验小组为了测定小灯泡的伏安特性曲线，选取了如图甲所示的实验器材．待测小灯泡的额定电压为3.2V，要求测量范围尽量大一些，并描绘出小灯泡的伏安特性曲线．

    （1）选取电源的电动势4.0V，电源内阻不计．同学们为了精确测量电压，需要将量程1.0V的电压表改装为量程4.0V，已知1.0V电压表的内阻为1.2kΩ，需要给电压表串联（选填：串连、并联）一个R0=3.6KΩ的定值电阻．
    （2）用笔代替导线，将仪器实物图按实验要求连接好
    （3）同学们正确实验后描绘出小灯泡伏安特性曲线如图乙所示，由伏安特性曲线可知，当小灯泡两端电压增大、灯丝温度升高时，电阻增大（选填：增大、不变、减小）．正常工作时灯丝电阻等于10.3Ω，额定功率是0.99W（均取两位有效数字）．
    （4）将实验时所用的电源串连上一个R'=10Ω的电阻，再与这个小灯泡直接串连在一起，则小灯泡的实际功率是0.39W（取两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    10．如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成θ=30°角，平行导轨间距L=1.0m．匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=0.20T．两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动．两金属杆的质量均为m=0.20kg，电阻均为R=0.20Ω．若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好．金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2．求：
    （1）通过金属杆的感应电流I；
    （2）作用在金属杆ab上拉力的功率P．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．如图所示，表明两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为0.4m，E点在B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是（　　）
    A．A、C两点是振动的减弱点
    B．E点是振动加强点
    C．B、D两点在该时刻的竖直高度差为8 cm
    D．E点不是加强点，是减弱点

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．如图，在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端s=1m处，有一质量m=1kg的物块，在竖直向下的恒力F作用下，由静止开始沿斜面下滑．到达斜面底端时立即撤去F，物块又在水平面上滑动一段距离后停止．不计物块撞击水平面时的能量损失，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8．当F=30N时，物块运动过程中的最大速度为4m/s，求：
    （1）物块与接触面之间的动摩擦因数；
    （2）当F=0时，物块运动的总时间；
    （3）改变F的大小，物块沿斜面运动的加速度a随之改变．当a为何值时，物块运动的总时间最小，并求出此最小值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某学校实验研究小组准备利用下列器材测量铅蓄电池的电动势和内电阻．
    A．待测电池
    B．直流电压表V1、V2
    C．定值电阻R0
    D．滑动变阻器R，最大阻值为Rm
    E．导线和开关

    （1）实验小组设计的原理图如甲图所示，根据甲图连接的实物连线图如乙所示，经检查发现其中有连线错误，错误的是③④（填连线标号）．
    （2）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U2-U1图象如图丙所示，在纵轴和横轴上的截距分别为a、b，则电池的电动势E=a，内阻r=$\frac{a}{b}{R}_{0}$（用a、b、R0表示）．
    （3）本实验中测量结果产生误差的原因是电压表V1、V2的分流作用或读数错误（写出一条即可）．

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