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(18分)如圖甲所示（俯視圖），相距為2L的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在以OO^/ 為右邊界勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直導軌平面向下，導軌右側接有定值電阻R，導軌電阻忽略不計。在距邊界OO^/也為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab。求解以下問題：

（1）若ab桿固定在軌道上的初始位置，磁場的磁感應強度在時間t內由B均勻減小到零，求此過程中電阻R上產生的焦耳熱為Q₁。

（2）若磁場的磁感應強度不變，ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L距離，其v--x的關系圖像如圖乙所示。求①ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小；②此過程中電阻R上產生的焦耳熱Q₂。

【答案】

（1）

（2）

【解析】

（1）磁場的磁感應強度在時間t內由B均勻減小到零，說明

此過程中的感應電動勢為 ①

通過R的電流為 ②

此過程中電阻R上產生的焦耳熱為 ③，聯立①②③求得

（2）①ab桿離起始位置的位移從L到3L的過程中．由動能定理可得

④

ab桿剛要離開磁場時，感應電動勢 ⑤

通過R的電流為 ⑥

水平方向上受安培力和恒力F作用

安培力為： ⑦ 聯立⑤⑥⑦解得 ⑧

由牛頓第二定律可得： ⑨

聯立④⑧⑨解得

②ab桿在磁場中由起始位置發生位移L的過程中，根據功能關系，恒力F做的功等于ab桿增加的動能與回路產生的焦耳熱之和，則

⑩

聯立④⑩解得

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

2004年1月，我國月球探測工程經國務院正式批準立項后，該工程被命名為“嫦娥工程”，整個探月工程將分為三期完成，要突破“繞”、“落”和“回”三大關鍵技術．第一顆繞月衛星命名為“嫦娥一號”，并且“嫦娥二號”于2010年10月1日18時59分57秒在西昌衛星發射中心發射升空，并獲得了圓滿成功．
假設我國在以后的某次探月中，實現了宇航員登錄到月球表面進行科學考察．宇航員到達月球表面后，做了如下實驗：用長為L且不可伸長的輕繩拴一個小球，上端固定在O點，如圖甲所示，在最低點給小球某一初速度v₀，使其繞O點的豎直面內做完整的圓周運動，測得最高點繩的拉力恰好為零．若月球半徑R已知，忽略各種阻力．求：
（1）月球表面的重力加速度g
（2）月球的第一宇宙速度v₁
（3）若宇航員完成了對月球表面的科學考察任務，乘坐返回艙返回圍繞月球做圓周運動的軌道艙．為了安全，返回艙與軌道艙對接時，二者必須具有相同的速度．返回艙在返回過程中需克服月球引力做功W=mgR(1-

)，式中各量分別為：返回艙與宇航員的總質量為m，月球表面的重力加速度為g，月球半徑為R，軌道艙到月球中心的距離為r，如圖乙所示．不計月球表面大氣等對返回艙的阻力和月球自轉的影響，則該宇航員乘坐的返回艙從月球表面要能返回軌道艙，至少需要獲得動能E_k為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，用主尺最小分度為1mm，游標上有20個分度的卡尺測量金屬球的直徑，結果如圖甲所示，可以讀出此金屬球的直徑為

11.45

mm．單擺細繩的懸點與拉力傳感器相連，將擺球拉開一小角使單擺做簡諧運動后，拉力傳感器記錄了拉力隨時間變化的情況，如圖乙所示，則該單擺的周期為

s．

（2）在一些電路中，我們常可以將一部分含電源的未知電路等效成一個不知內阻和電動勢的電源．如圖所示，電路虛線框內的各元件參數未知，當它的輸出端a、b間分別接入不同阻值的電阻R_x時，電流表有不同讀數I，則表格中①、②的數值應為①

Ω②

0.1

A，電路虛線框內含電源的未知電路等效成一個電源，則其等效電動勢E′和內阻r應為E=

V，r=

Ω．

	1	2	3	4
R_x/Ω	10	18	①	118
I/A	1.0	0.6	0.4	②

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?河東區一模）（1）一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動，運動過程中保持恒定的牽引功率，其加速度a和速度的倒數（1/v）圖象如圖所示．若已知汽車的質量為m=1.5×10³kg，則汽車運行時的功率為

kW，所受到的阻力為

3.0

×10

3.0

×10

N．
（2）某實驗小組利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質量之間的關系．
①做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t₁、△t₂；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊加速度的表達式a=

△t

．（以上表達式均用已知字母表示）．
如圖乙所示，若用20分度的游標卡尺測量遮光條的寬度，其讀數為

8.15

mm．

②為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h（見圖甲）．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小
（3）（8分）2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們對石墨烯的研究．他們最初是用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出一片石墨烯的．我們平常所用的鉛筆芯中就含有石墨，能導電．某同學設計了探究鉛筆芯伏安特性曲線的實驗，得到如下數據（I和U分別表示通過鉛筆芯的電流和其兩端的電壓）：

U/V	0.00	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00
I/A	0.00	0.10	0.18	0.28	0.38	0.48

實驗室提供如下器材：
A．電流表A₁（量程0.6A，內阻約為1.0Ω）
B．電流表A₂（量程3A，內阻約為0.1Ω）
C．電壓表V₁（量程3V，內阻3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15V，內阻15kΩ）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～10Ω，額定電流2A）
F．滑動變阻器R₂（阻值0～2kΩ，額定電流0.5A）
①除長約14cm的中華繪圖2B鉛筆芯、穩壓直流電源E（6V）、開關和帶夾子的導線若干外，還需選用的其它器材有

ACE

（填選項前字母）；
②在虛線方框中畫出實驗電路圖；
③根據表格中數據在坐標紙上畫出鉛筆芯的I-U圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

(18分)如圖甲所示.空間有一寬為2L的勻強磁場區域，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框，總電阻值為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區域.在運動過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.設線框剛進入磁場的位置x=0，x軸沿水平方向向右。求：

（1）cd邊剛進入磁場時，ab兩端的電勢差，并指明哪端電勢高；

（2）線框穿過磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱；

（3）在下面的乙圖中，畫出ab兩端電勢差U_ab隨距離變化的圖象。其中U₀ = BLv。

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