如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=...

如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，电阻为R．两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R₂为一电阻箱，已知灯泡的电阻R_L=4R，定值电阻R₁=2R，调节电阻箱使R₂=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求：
（1）金属棒下滑的最大速度v_m；
（2）当金属棒下滑距离为s时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2s的过程中，整个电路产生的电热；
（3）改变电阻箱R₂的阻值，当R₂为何值时，金属棒匀速下滑时R₂消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？ manfen5.com 满分网

（1）金属棒ab先加速下滑，加速度减小，后匀速下滑，速度达到最大．由欧姆定律、感应电动势和安培力公式推导出安培力的表达式，根据平衡条件求解最大速度．（2）金属棒由静止开始下滑2s的过程中，重力和安培力对棒做功，棒的重力势能减小转化为棒的动能和电路的内能，根据能量守恒列式可求出整个电路中产生的总电热．（3）金属棒匀速下滑时受力平衡，根据平衡条件得到通过ab棒的电流，根据欧姆定律得到通过R2的电流，由公式得到功率与电阻的关系式，运用数学知识求极值，并确定出条件．【解析】（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有 mgsinα=F安…① 又 F安=BIL…② I=…③ 其中R总=R+R1+=6R…④ 联立①-④式得金属棒下滑的最大速度…⑤ （2）根据能量转化和守恒得： ⑥ 再将⑤式代入上式得（3）金属棒匀速下滑时 mgsinα=BIL 则得 I=…⑦ R2消耗的功率…⑧ 由分流原理得：通过电阻箱R2的I2==…⑨ 联立⑦～⑨式得则得当，即R2=4R时，R2消耗的功率最大故R2消耗的最大功率为：答：（1）金属棒下滑的最大速度vm是．（2）金属棒由静止开始下滑2s的过程中，整个电路产生的电热是mgs-；（3）改变电阻箱R2的阻值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为．

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考点分析：

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“绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车，届时奥运会500名志愿者将担任司机，负责接送比赛选手和运输器材．在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为800kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出 manfen5.com 满分网

图象（图中AB、BO均为直线）．假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求：
（1）根据图线ABC，判断该环保电动车做什么运动，并计算环保电动车的额定功率；
（2）此过程中环保电动车做匀加速直线运动的加速度的大小；
（3）环保电动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到2m/s？

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如图所示，水平轨道AB与放置在竖直平面内的1/4圆弧轨道BC相连，圆弧轨道的B端的切线沿水平方向．一质量m=1.0kg的滑块（可视为质点），在水平恒力F=5.0N的作用下，从A点由静止开始运动，已知A、B之间的距离s=5.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10，圆弧轨道的半径R=0.30m，取g=10m/s²．
（1）求当滑块运动的位移为2.0m时的速度大小；
（2）当滑块运动的位移为2.0m 时撤去F，求滑块通过B点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）滑块运动的位移为2.0m时撤去F后，若滑块恰好能上升到圆弧轨道的最高点，求在圆弧轨道上滑块克服摩擦力所做的功．

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（1）为了测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用：
A．待测干电池一节
B．直流电流表（量程0～0.6-3A，0.6A挡内阻为0.1Ω，3A挡内阻为0.02Ω）
C．直流电压表（量程0～3～15V，3V挡内阻为5kΩ，15V挡内阻为25kΩ）
D．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，允许最大电流为1A）
E．滑动变阻器（阻值范围为0～1000Ω允许最大电流为0.2A）
F．开关
G．导线若干
①在图（甲）中将所选器材用铅笔画线代表导线进行实物连线；
②为尽可能减少实验的误差，其中滑动变阻器选______（填代号）；
③根据实验记录，画出的U-T图线如图（乙）所示，从中可求出待测干电池的电动势为______V，内电阻为______Ω． manfen5.com 满分网

（2）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：
①向体积为V₁的纯油酸中加入酒精，直到酒精油酸溶液总量为V₂；
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V₃；
③往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水；
④用注射器往水面上滴1滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；
⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数为N．
则上述过程中遗漏的步骤是______；油酸分子直径的表达式a=______．
（3）某同学做“练习使用示波器”实验观察正弦规律变化的电压图线时，在示波器荧屏上出现如图丙（a）所示的图线，为了将图线调整为图丙（b）所示的形状，他采取了下列措施：
A．调节竖直位移旋钮，使整个图线向下移动
B．保持同步极性选择开关不动，仍置于“+”位置
C．调节Y增益使图形的振幅增大
D．调节X增益使图形的横向幅度增大
其中正确的是______．

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如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量．M=3kg．质量m=1kg的铁块以水平速度v=4m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端．在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）
A．3J
B．6J
C．20J
D．4J
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某中学物理实验小组利用DIS系统（数字化信息实验室系统），观察超重和失重现象．他们在学校电梯内做实验．在电梯天花板上固定一个力传感器，测量时挂钩向下．并在钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线．根据图线分析可知，下列说法中正确的是（）
A．t₁到t₂时间内，钩码处于超重状态，t₃到t₄时间内，钩码处于失重状态
B．t₁到t₂时间内，电梯一定正在向下运动，t₃到t₄时间内，电梯可能正在向上运动
C．t₁到t₄时间内，电梯可能先加速向下．接着匀速向下，再减速向下
D．t₁到t₄时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上
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试题属性

题型：解答题
难度：中等