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    如图9－3－2甲所示为两根平行放置的相距L＝0.5 m且足够长的固定金属直角导轨，一部分水平，另一部分竖直．质量均为m＝0.5 kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，水平导轨与ab杆之间的动摩擦因数为μ，竖直导轨光滑．ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为R＝1 Ω，其他电阻不计． ．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于水平导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开始向右运动， ab杆最终将做匀速运动，且在运动过程中cd杆始终在竖直导轨上运动．当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v的大小也随之改变，F与v的关系图线如图9－3－2乙所示．不计细线与滑轮之间的摩擦和空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)杆与水平导轨之间的动摩擦因数μ和磁感应强度B各为多大？

    (2)若ab杆在F＝9 N的恒力作用下从静止开始向右运动8 m后达到匀速状态，则在这一过程中整个回路产生的焦耳热为多少？

    解析：(1)设ab杆匀速运动时的速度为v，则回路中产生的感应电动势E＝BLv①

    回路中的感应电流

    ab杆所受到的安培力

    以T表示细线的拉力，对ab杆有F＝F安＋T＋μmg④

    对cd杆有T＝mg⑤

    联立③④⑤式，解得：

    由图乙可知：当F1＝9 N时，v1＝4 m/s；当F2＝11 N时，v2＝8 m/s

    将数据代入⑥式，解得：μ＝0.4，B＝2 T．⑦

    (2)ab杆从静止开始向右运动直到匀速运动的过程中，设回路产生的焦耳热为Q，对ab、cd组成的系统，由能量守恒定律有

    解得：Q＝8 J．⑨

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图9－3－23甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．(重力加速度g取10 m/s2)则(　　)．

    图9－3－23

    A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C

    B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s

    C．线圈的长度为1 m

    D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图9－3－24甲所示，水平面上固定一个间距L＝1 m的光滑平行金属导轨，整个导轨处在竖直方向的磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，导轨一端接阻值R＝9 Ω的电阻．导轨上有质量m＝1 kg、电阻r＝1 Ω、长度也为1 m的导体棒，在外力的作用下从t＝0开始沿平行导轨方向运动，其速度随时间的变化规律是v＝2，不计导轨电阻．求：

    (1)t＝4 s时导体棒受到的安培力的大小；

    (2)请在如图乙所示的坐标系中画出电流平方与时间的关系(I2－t)图象．

    图9－3－24

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    科目：高中物理 来源：2012年人教版高中物理选修3-413.4实验：用双缝干涉测量光的波长（解析版） 题型：实验题

    现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图13－4－9所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长．

    图13－4－9

    (1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A.

    (2)本实验的实验步骤有：

    ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；

    ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；

    ③用米尺测量双缝到屏的距离；

    ④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离 .

    在操作步骤②时还应注意______________和________________．

    (3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图13－4－10甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙中手轮上的示数为______ mm，求得相邻亮纹的间距Δx为______mm.

    图13－4－10

    (4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算公式λ＝__________，求得所测红光波长为________nm

     

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    科目：高中物理 来源：人教版2012学年高三物理一轮复习探究决定导线电阻的因素专项训练 题型：选择题

    有一根圆台状匀质合金棒如图实－5－27甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关．他进行了如下实验：

     

     (1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20

    个等分刻度)的读数L＝________cm.

    (2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出)．该合金棒

    的电阻约为几个欧姆．图中有一处连接不当的导线是________．(用标注在导线旁的数字

    表示)

    (3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R＝6.72 Ω，根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd＝13.3 Ω、RD＝3.38 Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2＝Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R＝________.(用ρ、L、d、D表示)

    【解析】：(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度，即为0.05 mm，然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm，注意小数点后的有效数字要与精度一样，再从游标尺上找出对的最齐一根刻线，精度×格数＝0.05×8 mm＝0.40 mm，最后两者相加，根据题目单位要求换算为需要的数据，99.00 mm＋0.40 mm＝99.40 mm＝9.940 cm.

    (2)本实验为测定一个几欧姆的电阻，在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时，因为安培表的内阻较小，为了减小误差，应用安培表外接法，⑥线的连接使用的是安培表内接法．

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