如图甲所示.水平面上足够长的平行金属导轨MN.PQ间距L=0.3m导轨电阻忽略不计.其间连接有阻值R=0.8Ω的固定电阻．开始时.导轨上固定着一质量m=0.01kg.电阻r=0.4的金属杆ab.整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中.磁场方向垂直导轨面向下．现用一平行金属导轨面的外力F沿水平方向拉金属杆ab.使之由静止开始运动．电压� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

13．

如图甲所示，水平面上足够长的平行金属导轨MN，PQ间距L=0.3m导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R=0.8Ω的固定电阻．开始时，导轨上固定着一质量m=0.01kg，电阻r=0.4的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下．现用一平行金属导轨面的外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动．电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图象如图乙所示．求：
（1）在t=4.0s时，通过金属杆的感应电流的大小和方向．
（2）4.0s内ab位移的大小；
（3）4s末拉力F的瞬时功率．

分析（1）由图象求出t=4s末电路R两端的电压值，由欧姆定律求出电路中电流大小，根据右手定则判断出电流的方向；
（2）根据图象乙写出U与t的关系式，结合欧姆定律、法拉第定律求出速度与时间的关系式，从而求得金属棒的加速度，再由运动学公式求出其位移．
（3）由安培力公式求出安培力，由牛顿第二定律求出t=4s末的拉力，然后由功率公式P=Fv求出拉力的瞬时功率．

解答解：（1）由题图乙可知，当t=4s时，U=0.6V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{0.6}{0.8}$A=0.75A
用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a；
（2）由题图乙知：U=kt=0.15t（V）
金属杆切割磁感线产生的感应电动势为：E=BLv
由电路分析有：U=$\frac{R}{R+r}$E
联立得：v=1.5t（m/s）
则知v与t成正比，即金属杆沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a=1.5m/s²
金属杆在0～4s内的位移为：x=$\frac{1}{2}$at²=$\frac{1}{2}$×1.5×4²m=12m；
（3）t=4s时杆的速度为：v₄=at=1.5×4m/s=6m/s
金属杆所受安培力为：F_安=BIL
由牛顿第二定律，对金属杆有：F-F_安=ma
联立解得t=4s时拉力F的瞬时功率为：P=Fv₄
联立解得：P=0.765W．
答：（1）在t=4s时通过金属杆的感应电流是0.75A，方向由b指向a；
（2）4s内金属杆的位移大小是12m；
（3）4s末拉力F的瞬时功率是0.765W．

点评本题是一道电磁感应与电路、运动学相结合的综合题，要分析清楚棒的运动过程，由图象找出某时刻所对应的速度与时间的关系是正确解题的关键．

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18．

如图所示，半径为R、上表面水平的半球形（O为球心）玻璃砖悬空水平放置，其下方水平放置着面积足够大的光屏，直径MN与光屏间距为d=2$\sqrt{2}$R．一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入，恰好布满玻璃砖的上表面，其中部分光经玻璃砖折射后能够照到光屏上．已知玻璃砖对该光的折射率n=$\sqrt{2}$，求光屏上被光照亮的面积．（不计光在玻璃砖内的反复反射）

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4．

某同学研究“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受力的关系”的实验，根据数据画出a-F图象如图所示，该同学在实验中出现的问题可能是（　　）

	A．	摩擦力没有平衡		B．	长木板的倾斜角过大
	C．	小车的质量发生了变化		D．	绳子拉力方向没有与长木板平行

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1．

用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）下列做法正确的是AB．（填选项符号）
A．体积相同的重物，选质量较大的
B．实验中先接通电源后松放纸带
C．在计算重物动能增加量时，速度用公式v=$\sqrt{2gh}$计算
D．在计算重物动能增加量时，速度用公式v=gt计算
（2）实验中选择一条符号要求的纸带，将第一个点标为O，从某点开始选取三个连续的点A、B、C，测得OA=44.23cm，OC=56.73cm．已知当地重力加速度为g=9.8m/s²，打点计时器打点的周期为0.02s，则打下B点时重物的速度为3.13m/s．（保留三位有效数字）
（3）某同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v²-h图象．若v²-h图象是一条过原点的直线，且直线的斜率接近D时，可知重物在下落过程中机械能守恒．（填选项符号）
A.$\frac{1}{g}$ B.$\frac{1}{2g}$ C．g D.2g．

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8．

质量和阻值都相等的杆1、2，静止放置在两光滑平行导轨上，导轨水平，某时刻杆2受到恒定水平外力作用，如图，则两杆的运动情形描述正确的是（　　）

	A．	开始两杆做变加速运动，稳定时，两杆以相同的加速度做匀变速直线运动
	B．	开始两杆做匀加速运动，稳定时，两杆相同的速度做匀速直线运动
	C．	开始两杆做匀加速运动，稳定时，两杆以恒定的速度差做匀速直线运动
	D．	开始两杆做变加速运动，稳定时，两杆以恒定的速度差做匀速直线运动

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科目：高中物理 来源： 题型：解答题

18．我国的“动车组”技术居世界领先地位，成为城际间高效交通的重要工具．动车组就是由几节自带动力的车厢与几节不带动力的车厢编成的列车组．有一动车组由8节车厢连接而成，其中第1节和第7节车厢为动力车厢，每节动力车厢的额定功率均为2×10⁴kW．动车组每节车厢的质量均为5×10⁴kg，在行驶过程中阻力恒为其重力的0.1倍．若动车组从静止开始先匀加速启动，加速度的大小a=4m/s²，动力车厢的输出功率达到额定功率后，保持功率不变继续行驶了1000m时达到最大速度，此后以最大速度保持匀速行驶，已知运行过程中，每节动力车厢总保持相同的功率输出，g=10m/s²，求：
（1）动车组在匀加速启动过程中，第7节车厢对第8节车厢的牵引力大小；
（2）动车组匀加速阶段结束时的速度大小；
（3）动车组从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．

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5．

在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每10⁴mL溶液中有纯油酸7mL，用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描述油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为2cm，求：
①油酸膜的面积是多少？
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
③根据上述数据，估测油酸分子的直径是多少？

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2．