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足夠長的光滑水平導(dǎo)軌PC、QD與粗糙豎直導(dǎo)軌MC'、ND'之間用光滑的圓弧導(dǎo)軌PM和QN連接，O為圓弧軌道的圓心，如圖甲所示．已知導(dǎo)軌間距均為L=0.2m，圓弧導(dǎo)軌的半徑為R=0.25m．整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示．水平導(dǎo)軌上的金屬桿A₁在外力作用下，從較遠(yuǎn)處以恒定速度v=1m/s水平向右運(yùn)動，金屬桿A₂從距圓弧頂端MN高H=0.4m處由靜止釋放．當(dāng)t=0.4s時，撤去施于桿A₁上的外力；隨后的運(yùn)動中桿A₁始終在水平導(dǎo)軌上，且與A₂未發(fā)生碰撞．已知金屬桿A₁、A₂質(zhì)量均為m=4.0×10^-4kg，A₂與豎直導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5．金屬桿A₁、A₂的電阻均為r=5Ω，其余電阻忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s²．試求：
（1）金屬桿A₂沿豎直導(dǎo)軌下滑過程中的加速度；
（2）金屬桿A₂滑至圓弧底端PQ的速度；
（3）整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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足夠長的光滑水平導(dǎo)軌PC、QD與粗糙豎直導(dǎo)軌MC'、ND'之間用光滑的

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圓弧導(dǎo)軌PM和QN連接，O為圓弧軌道的圓心，如圖甲所示．已知導(dǎo)軌間距均為L=0.2m，圓弧導(dǎo)軌的半徑為R=0.25m．整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示．水平導(dǎo)軌上的金屬桿A₁在外力作用下，從較遠(yuǎn)處以恒定速度v₀=1m/s水平向右運(yùn)動，金屬桿A₂從距圓弧頂端MN高H=0.4m處由靜止釋放．當(dāng)t=0.4s時，撤去施于桿A₁上的外力；隨后的運(yùn)動中桿A₁始終在水平導(dǎo)軌上，且與A₂未發(fā)生碰撞．已知金屬桿A₁、A₂質(zhì)量均為m=4.0×10^-4kg，A₂與豎直導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5．金屬桿A₁、A₂的電阻均為r=5Ω，其余電阻忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s²．試求：
（1）金屬桿A₂沿豎直導(dǎo)軌下滑過程中的加速度；
（2）金屬桿A₂滑至圓弧底端PQ的速度；
（3）整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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一、選擇題

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

AC

C

AD

C

CD

ABD

C

A

AB

D

BC

AC

二、非選擇題

13．（10分，每空2分）

（1）  a ，劇烈 

（2）增大，降低，氣體膨脹對外做功，溫度下降

14．⑴√；×；√；√（每條判斷正確得1分，共4分）

⑵10；2.5；Ｄ（每空2分，共6分）

15．（13分）

（1）逐漸增加重物的質(zhì)量 （2分）

（2）描點(diǎn)，連線畫圖 （2分）

金屬絲的伸長量與所受的拉力成正比 （2分）

因?yàn)樗�做出的F-L圖象是一條直線，斜率是不變的。（2分）

（3）0.12 （3分）

（4） （2分）

16．（11分）

（1）R₂     （2分）

   （2）連線如圖  （2分）

   （3）保持滑動變阻器的阻值不變，逐漸增加電阻箱的阻值，記下此時電阻箱的阻值（3分）

   （4）大于 （2分）  接入電阻箱后，滑片兩端電壓增大，使電阻箱兩端電壓略高于電壓表兩端電壓，故此時電阻箱的阻值略大于電壓表內(nèi)阻。（2分）

17．(16分)解：

（1）①設(shè)微粒穿過B板小孔時的速度為v，

根據(jù)動能定理，有:

                         （2分）

解得：                （2分）

②微粒穿出B板后，庫侖力提供向心力，有

                   （2分）

解得：                 （2分）  

（2）不正確（2分）

由萬有引力作衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力，有： （２分）

地球表面附近的物體所受萬有引力作為其重力，有：（２分）

兩式聯(lián)立解得：（２分）

18．（17分）解：放手時，A、B、C整體的加速度     （2分）

當(dāng)B、C下降L時，整體的速度       （2分）

經(jīng)歷的時間            （2分）

C被地面擋住后，A、B整體以v勻速運(yùn)動，所用時間   （2分）

當(dāng)B落地后，A以v豎直向上做勻減速運(yùn)動，加速度為g。

至速度減為零時，所用時間（2分）

上升高度                 （2分）

A從靜止上升的高度（2分）

作出A的速度――時間圖象，如圖所示。  （3分）

19．（17分）解：（1）與碰撞前后系統(tǒng)動量恒有：  (2分)

由此得     （1分）

（2）碰撞后二者一起平拋，水平方向有：  （1分）

豎直方向速度      （1分）

由此得   （1分）

  （1分）

從而，  （1分）

   （1分）

顯然，滑塊在電磁場中受電場力  （2分）

故滑塊在P的右邊做勻速圓周運(yùn)動，此時有    （1分）