21、（12分）如图，粗细均匀、两端开口的U形管竖直放置，两管的竖直部分高度为20cm，内径很小，水平部分BC长14cm。一空气柱将管内水银分隔成左右两段。大气压强P₀＝76cmHg。当空气柱温度为T₀＝273K、长为L₀＝8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也为2cm。求：

（1）右边水银柱总长是多少？

（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？

（3）为使左、右侧竖直管内的水银柱上表面高度差最大，空气柱温度至少要升高到多少？

题号

1

2

3

某同学认为：ab杆两端的电势差U_ab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻ｒ大小不变。当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，U_ab有最大值，也即U_ab的值是先变大后变小。

你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定U_ab的大小：若他的判断正确，请算出U_ab的最大值。

（2）关于线框MNPQ的电功率Ｐ的讨论：

某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNPQ的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小。

你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由。（不需要定量计算。）

题号

1

2

3

20、（10分）如图所示，匀强磁场的磁感强度B＝0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNPQ，MN＝PQ＝2m，MP＝NQ＝1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R₀＝0.1/m，不计摩擦。ab杆从MP处开始以v＝5m/s 的速度向右匀速滑动。

（1）关于ab杆两端的电势差的讨论：

19、风能是一种可再生的清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。

（1）利用总电阻R＝10W的输电线向外输送风力发电机产生的电能，输送电功率P₀＝300 kW，输电电压U₀＝10kV，则输电导线上损失的电功率P_R＝         W；

（2）已知风力发电机输出的电功率P与单位时间内垂直流向风轮机的风能的最大功率P_m成正比，某风力发电机在风速v₁＝9 m/s时，能够输出电功率P₁＝540W；则当v₂＝6 m/s时，能够输出电功率P₂＝            W。

题号

1

2

18、如图所示，A、B两小球质量均为m，被固定在一根长为L＝1m的细长轻杆两端，可绕过O点的轴在竖直平面内无摩擦转动，OA＝L/3。开始时，轻杆竖直，今在B球上施加一水平恒力F＝mg/2，g＝10m/s²，则当杆转动的角度＝              时，B球能获得最大速度，B球获得的最大速度v_m＝             m/s。

17、竖直放置的两块平行金属板A、B，分别跟电源的正负极连接，将电源正极接地，如图所示。在A、B中间固定一个带正电的电荷q，现保持A板不动，使B板向右平移一小段距离后，电荷q所在位置的电势U将          ，电荷q的电势能将          。（填：变大、变小或不变。）

16、三个阻值相同，额定电压也相同的电阻，将其中两个并联再与第三个串联，共同能承受的最大总电压为U₁，最大总功率为P₁；若将两个串联后再与第三个并联，则共同能承受的最大总电压为U₂，最大总功率为P₂；，则U₁┱U₂＝　   　　，P₁┱P₂＝　 　     。

15、甲、乙两人在同一点O，分别向竖直墙壁MN水平投掷飞镖，落在墙上时，飞镖A与竖直墙壁夹角为＝53°，飞镖B与竖直墙壁夹角为＝37°，两者A、B两点之间相距为d，如图所示。则射出点O离墙壁的水平距离S＝              ；甲、乙两人投出的飞镖水平初速v₁、v₂的大小之比为v₁┱v₂＝           。

14、如图所示，用水平力F拉静放在光滑水平地面A处上的物体，到达B处时物体的速度大小为v，此时若改用方向相反，大小为8F的力作用在物体上，使物体能回到A处，则物体回到B处时的速度大小为           ，回到A处时的速度大小为            。

13、在离地面200m高处，以初速度v₀竖直上抛一个小球，9s后小球的速率为2v₀，g＝10n/s²，则可知v₀＝         m/s；再经过时间         s后小球落回地面。