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    （2011?丰台区一模）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m．导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为R的电阻．匀强磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度为B=0.4T．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直且保持良好接触，它们间的动摩擦因数为μ=0.25．金属棒沿导轨由静止开始下滑，当金属棒下滑速度达到稳定时，速度大小为10m/s．（取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．求：
    （1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
    （2）当金属棒下滑速度达到稳定时电阻R消耗的功率；
    （3）电阻R的阻值．
    分析：（1）刚开始下滑时，导体棒不受安培力，只受重力、支持力和摩擦力，则由牛顿第二定律可求得加速度；
    （2）由平衡条件可求得安培力，则由功率公式可求得安培力做功的功率，而由能量的转化关系可得出R消耗的功率；
    （3）由导体切割磁感线的电动势可求得感应电动势，则由闭合电路欧姆定律可求得电阻R．
    解答：解：金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律
    mgsinθ-μmgcosθ=ma            
    解得：a=10×（0.6-0.25×0.8）m/s2=4 m/s2   
    （2）设金属棒运动达到稳定时，设速度为v，所受安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡，根据物体平衡条件
    mgsinθ-μmgcosθ=F               
    将上式代入即得F=0.8 N
    此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率
    P=Fv                
    P=0.8×10W=8W．
    （3）设电路中电流为I，感应电动势为E
    E=BLv=0.4×1×10V=4V     
    而由P=UI可得，
    I=
    P
    E
    =
    8
    4
    A=2A，
    由欧姆定律I=
    E
    R
    可知：
    R=
    E
    I
    =
    4
    2
    Ω=2Ω．
    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，注意平衡状态的处理．
    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：

    （2011?丰台区一模）示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况．图甲为示波器的原理结构图，电子经电压Uo加速后进入偏转电场．竖直极板AB间加偏转电压UAB、水平极板间CD加偏转电压UCD，偏转电压随时间变化规律如图乙所示．则荧光屏上所得的波形是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?丰台区一模）如图所示，长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为R光滑圆弧轨道相切于B点．一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（h?R）的A点由静止下滑，运动到C点与墙壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，最终小球又返回A点；之后这一过程循环往复地进行下去，则小球运动的周期为（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?丰台区一模）（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤：
    a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔．
    b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔．
    c．旋转选择开关，对准欧姆档?1k的位置．
    d．旋转选择开关，对准欧姆档?100的位置．
    e．旋转选择开关，对准交流“OFF”档，并拔出两表笔．
    ①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上
    cabe
    cabe
    ．
    ②根据如图（1）所示指针位置，此被测电阻的阻值约为
    11k
    11k
    Ω．

    （2）某实验小组采用如图（2）所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．小车所受到的拉力F为0.20N，小车的质量为200g．
    ①实验前，木板左端被垫起一些，使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动．这样做的目的是
    AC
    AC

    A．为了平稳摩擦力
    B．增大小车下滑的加速度
    C．可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
    D．可以用质量较小的砝码就可以拉动小车，以满足砝码质量远小于小车质量的要求
    ②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析．小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O，在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻计数点间的时间间隔为0.1s．测量起始点O至各计数点的距离，计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功．其中计数点D的三项数据没有计算，请完成计算并把结果填入表格中．

    点迹 O A B C D E F G
    x/cm 15.50 21.60 28.61 36.70 45.75 55.75 66.77
    v/（m﹒s-1） 0.656 0.755
    0.857
    0.857
    		 0.953 1.051
    △v 2/（m2﹒s-2） 0.430 0.570
    0.734
    0.734
    		 0.908 1.105
    W/J 0.0432 0.0572
    0.0734
    0.0734
    		 0.0915 0.112
    ③以W为纵坐标、以△v2为横坐标在方格纸中作出W---△v2图象．B、C、E、F四点已经在图中描出，请在图中描出D点，并根据描点合理画出图象．

    ④根据图象分析得到的结论
    W与△v2成正比
    W与△v2成正比
    ．
    ⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理．如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带，测量数据已用字母表示在图中．小车质量为m，打点计时器的打点周期为T．利用这些数据可以验证动能定理．

    请你判断这种想法是否可行？如果不行，说明理由．如果可行，写出必要的分析与推理．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?丰台区一模）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．

    某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图为俯视图乙．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒装在真空容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强在场，且与D形盒盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D形盒半径为R，磁场的磁感应强度为B．设质子从粒子源A处时入加速电场的初速度不计．质子质量为m、电荷量为+q．加速器接一定涉率高频交流电源，其电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
    （1）求质子第1次经过狭缝被加速后进入D形盒运动轨道的半径r1；
    （2）求质子从静止开始加速到出口处所需的时间t；
    （3）如果使用这台回旋加速器加速α粒子，需要进行怎样的改动？请写出必要的分析及推理．

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