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9.如图所示,间距为l的足够长光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R的电阻,质量为m、电阻为r的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,经时间t下落距离h后达到最大速度,导轨电阻不计,重力加速度为g.以下判断正确的是(  )
A.流过金属棒ab的电流方向为由a到b
B.从开始运动到达到最大速度的时间内,通过金属棒ab的电量为$\frac{Blh}{R+r}$
C.金属棒的最大速度为$\frac{mg(R+r)}{2{B}^{2}{l}^{2}}$
D.整个下落过程中金属棒ab减少的重力势能全部转化为电能

分析 流过金属棒ab的电流方向由右手定则判断;通过金属棒ab的电量根据公式q=$\frac{△Φ}{R+r}$求解;金属棒速度最大时做匀速运动,根据重力的功率等于电功率,求解最大速度.整个下落过程中金属棒ab减少的重力势能转化为棒的动能和电路的电能.

解答 解:A、由右手定则判断知流过金属棒ab的电流方向为由a到b,故A正确.
B、从开始运动到达到最大速度的时间内,通过金属棒ab的电量为 q=$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{Blh}{R+r}$,故B正确.
C、金属棒速度最大时做匀速运动,设金属棒的最大速度为v.根据能量守恒得:mgv=$\frac{{E}^{2}}{r+R}$=$\frac{(Blv)^{2}}{r+R}$
可得 v=$\frac{mg(R+r)}{{B}^{2}{l}^{2}}$,故C错误.
D、整个下落过程中金属棒ab减少的重力势能转化为棒的动能和电路的电能.故D错误.
故选:AB.

点评 电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多,应明确受力分析、功能关系等的灵活应用,要能熟练运用电荷量公式q=$\frac{△Φ}{R+r}$.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.如图1是一位同学做“探究动能定理”的实验装置图.

①让一重物拉着一条纸带自由下落,通过打点计时器在纸带上打点,然后取纸带的一段进行研究.若该同学打出的纸带如图2所示,已知重物的质量m=1kg,打点计时器的工作频率为50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2,利用这段纸带中的2、5两点测定重力做功为1.06J,物体动能的增加量为1.03J.通过比较可知,在误差允许的范围内,重力做的功等于动能的增加量.
②该同学计算了多组动能的变化量△Ek,画出动能的变化量△Ek与下落的对应高度△h的关系图象,在实验误差允许的范围内,得到的△E-△h图象应是如图3的C.

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20.用α粒子轰击静止氮原子核(${\;}_{7}^{14}$N)的实验中,假设某次碰撞恰好发生在同一条直线上.已知α粒子的质量为4m0,轰击前的速度为v0,轰击后,产生质量为17m0的氧核速度大小为v1,方向与v0相同,且v1<$\frac{{v}_{0}}{5}$,同时产生质量为m0的质子,求:
①写出该实验的反应方程式;
②质子的速度大小和方向.

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17.用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒•m2从高处由静止开始下落,在m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图2是给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,相邻两计数点间均有4个点未画出,计数点间的距离如图2所示.已知m1=50g、m2=150g,则(g取9.8m/s2,所有结果均保留三位有效数字)

①纸带上打下计数点5时的速度v=2.40m/s;
②在打0~5点过程中系统动能的增量△Ek=0.576J,系统重力势能的减少量△Ep=0.588J;
③若某同学作出了$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线(如图3),据图线得到的重力加速度为g=9.67m/s2,试分析该重力加速度大小与g=9.8m/s2不等的原因是纸带与打点计时器限位孔间的摩擦阻力,或重物运动与空气间的阻力,或滑轮轴承间的阻力等.

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4.在某一力学实验中,打出的纸带如图所示,相邻计数点的时间间隔是T.测出纸带各计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4,为使由实验数据计算的结果更精确些,加速度的平均值为a=$\frac{{s}_{4}+{s}_{3}-{s}_{2}-{s}_{1}}{4{T}^{2}}$;打下C点时的速度vc$\frac{{s}_{3}+{s}_{2}}{2T}$.

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14.如图所示.是某绳波形成过程的示意图,1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点,相邻两质点间的距离均为10cm,绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4…各质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端.t=0时质点1开始向上运动,经过0.1s第一次到达最大位移,这时质点3开始运动.则该波的波长为0.8m.波速分别为2m/s.

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1.在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为η的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径为$\frac{η{V}_{0}}{S}$;如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为V=$\frac{1}{6}$πD3,d为球直径),该滴油酸溶液所含油酸分子的个数为$\frac{6{S}^{3}}{π{η}^{2}{V}_{0}^{2}}$.

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18.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落.利用此装置可以测定重力加速度.
①通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度,为使图纸的斜率等于重力加速度,除作v-t图象外,还可作$\frac{{v}^{2}}{2}-h$图象.
②利用此装置还可以完成力学中的什么实验验证机械能守恒(答出一个即可)

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