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    （12分）如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R=4Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内，质量为m=0.2kg，长为L=1.0m的导体棒ab垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r=1Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示．求：

    （1）导轨平面与水平面间夹角θ

    （2）磁场的磁感应强度B；

    （3）若靠近电阻处到底端距离为S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已达5m/s，求ab棒下滑到底端的整个过程中，电阻R上产生的焦耳热．

     

    【答案】

    （1）? （2）1T? （3）4J

    【解析】

    试题分析：（1）设刚开始下滑时导体棒的加速度为a1，则a1=5

    ? 得：

    （2）当导体棒的加速度为零时，开始做匀速运动，设匀速运动的速度为v0，导体棒上的感应电动势为E，电路中的电流为I，由乙图知，匀速运动的速度v0=5

    此时，，，

    联立得：

    （4）设ab棒下滑过程，产生的热量为Q，电阻R上产生的热量为QR，则

    ，

    考点：本题考查电磁感应、能量守恒

     

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    某同学在“研究平抛物体的运动”的实验中采用光敏电阻和激光源代替频闪照相机，实验装置如图甲所示．该装置的激光源发射出细激光束水平照射到光敏电阻上．当有小球挡住激光时，光敏电阻的阻值会发生明显变化．从导轨末端开始在竖直平板上每隔相等的距离H安装一对激光源和光敏电阻，所有光敏电阻串联后接到自动记录仪，自动记录仪能显示光敏电阻总阻值R随时间t变化的图象，当小球滑离轨道末端时开始记录，仪器显示图象如图乙所示（△t＜＜t）．
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    问：（1）在该实验中应选择小球
     

    A．直径为0.5cm的塑料球        B．直径为2cm的塑料球
    C．直径为0.5cm的铅球           D．直径为2cm的铅球
    （2）若小球的直径为d，结合图乙中的数据写出加速度a及H的表达式：a=
     
     H=
     
    ．

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    如图甲所示，在真空中，虚线所围的圆形区域内存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在磁场右侧有一对平行板M和N，两板间距离为6L0，板长为12L0，板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上且O1恰在磁场边缘．给M、N板上加上如图乙所示的电压，电压大小恒为U0，周期大小可调．在t=0时刻，有一电荷量为q、质量为m的带电粒子，从M、N板右侧沿板的中心以大小为v的速度向左射入M、N之间，粒子刚好以平行于M、N板的速度穿出电场．（不计粒子重力）

    （1）求周期T应该满足的条件
    （2）若粒子恰好从金属板的左边缘沿平行板的速度离开电场，进入磁场后又能平行于M、N极板返回电场，求磁场磁感应强度B的大小．

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    （1）求周期T应该满足的条件；
    （2）若粒子恰好从金属板的左边缘沿平行板的速度离开电场，进入磁场后又能平行于M、N极板返回电场，求磁场磁感应强度B的大小。

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    问：（1）在该实验中应选择小球______
    A．直径为0.5cm的塑料球        B．直径为2cm的塑料球
    C．直径为0.5cm的铅球           D．直径为2cm的铅球
    （2）若小球的直径为d，结合图乙中的数据写出加速度a及H的表达式：a=______

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