[题目]如图所示.足够长的光滑平行金属导轨.倾斜放置.两导轨间距离为.导轨平面与水平面间的夹角.所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上.质量为的金属棒垂直于导轨放置.导轨和金属棒接触良好.不计导轨和金属棒的电阻.重力加速度为.若在导轨的.两端连接阻值的电阻.将金属棒由静止释放.则在下滑的过程中.金属棒沿导轨下滑的稳定速度为.若在导轨.两端将电阻改接成电容为的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、倾斜放置，两导轨间距离为，导轨平面与水平面间的夹角，所处的匀强磁场垂直于导轨平面向上，质量为的金属棒垂直于导轨放置，导轨和金属棒接触良好，不计导轨和金属棒的电阻，重力加速度为。若在导轨的、两端连接阻值的电阻，将金属棒由静止释放，则在下滑的过程中，金属棒沿导轨下滑的稳定速度为，若在导轨、两端将电阻改接成电容为的电容器，仍将金属棒由静止释放，金属棒下滑时间，此过程中电容器没有被击穿，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度的大小为多少？

（2）金属棒下滑秒末的速度是多大？

【答案】（1）（2）

【解析】

试题（1）若在M、P间接电阻R时，金属棒先做变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，达到稳定状态．则感应电动势，感应电流，棒所受的安培力

联立可得，由平衡条件可得，解得。

（2）若在导轨 M、P两端将电阻R改接成电容为C的电容器，将金属棒ab由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，ab棒受到安培力。

设棒下滑的速度大小为，经历的时间为

则电容器板间电压为

此时电容器的带电量为

设时间间隔△t时间内流经棒的电荷量为

则电路中电流，又，解得

根据牛顿第二定律得，解得

所以金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，末的速度。

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(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。

A．先松开纸带后接通电源

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C．在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤

(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。

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【题目】加速器是当代科研、医疗等领域必需的设备，如图所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为的中空半圆金属形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为的匀强磁场中。现接上电压为的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。若不考虑相对论效应、重力和在狭缝中运动的时间，下列说法正确的是（）

A. 高频交流电周期是带电粒子在磁场中运动周期的2倍

B. 越大，带电粒子最终射出形盒时的速度就越大

C. 带电粒子在加速器中能获得的最大动能只与、有关

D. 若用该回旋加速器分别加速不同的带电粒子，可能要调节交变电场的频率

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【题目】某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：

小灯泡（额定电压，额定电流）；

电压表V（量程，内阻）；

电流表A（量程，内阻）；

固定电阻（阻值）；

滑动变阻器（阻值）；

电源（电动势，内阻不计）；

开关；导线若干。

① 实验要求能够实现在的内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。

（____）

②实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_____（填“增大”“不变”或“减小”）。

③用另一电源（电动势，内阻）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关，在的变化范围内，小灯泡的最小功率为_____，最大功率为_____。（结果均保留2位小数）

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接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。

①对于上述实验操作，下列说法正确的是________

A．小球1每次必须在斜槽上相同的位置从静止滚下

B．小球1可以在斜槽上不同的位置从静止滚下

C．斜槽轨道末端必须水平

D．斜槽轨道必须光滑

②若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则______

A.m1>m2，r1>r2

B. m1>m2，r1=r2

C. m1<m2，r1<r2

D.m1<m2，r1=r2

③上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________．

A．A、B两点间的高度差h1

B．B点离地面的高度h2

C．小球1和小球2的质量m1、m2

D．小球1和小球2的半径r1、r2

④当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失．

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