[选做题]]如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上，两轨道之间的距离 l=0.50m．轨道的MM′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为 R
=0.50m．直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合．现有一质量 m=0.20kg、电阻 r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处．在与杆垂直的水平恒力 F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′．已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数 μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取 g=10m/s
2，求：
（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；
（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；
（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热．
考点分析：
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中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只（附砝码一盒）．在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t．飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量．若已知万有引力常量为G，则：
（1）简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F
（2）试利用测量数据（用符号表示）求月球的半径和质量．
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弹性小球从某一高度H自由下落到水平地面上，与水平地面碰撞后弹起，假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失，但由于受到大小不变的空气阻力的影响，使每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的
．为使小球弹起后能上升到原来的高度H，则需在小球开始下落时，在极短时间内给它一个多大的初速度v
？
某同学对此解法是：由于只能上升
H，所以机械能的损失为
mgH，只要补偿损失的机械能即可回到原来的高度，因此
mv
2=
mgH，得v
=
．
你同意上述解法吗？若不同意，请简述理由并求出你认为正确的结果．
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现在要测量一只额定电压为U=3V的小灯泡L的额定功率P（约为0.3W）．实验室备有如下器材：
电流表A
1（量程200mA，内阻r
1=10Ω）；电流表A
2（量程300mA，内阻不祥）
定值的电阻R（10Ω）；滑动变阻器R
1（0～100Ω，0.5A）
电源E（E=4.5V，r≈1Ω）；单刀开关一个、导线若干．
（1）设计出实验电路（画在给定的方框中）；
（2）按（1）中设计的电路图把右图仪器连接起来；
（3）列写出主要的实验步骤：______．
（4）实验中计算灯泡额定功率的表达式为：______．
（必须用题中给定的符号及你自己在（3）中设定的记录符号来表示）．
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（1）建筑、桥梁工程中所用的金属材料（如钢筋钢梁等）在外力作用下会伸长，其伸长量不仅与和拉力的大小有关，还和金属材料的横截面积有关．人们发现对同一种金属，其所受的拉力与其横截面积的比值跟金属材料的伸长量与原长的比值的比是一个常数，这个常数叫做杨氏模量．用E表示，即：
；某同学为探究其是否正确，根据下面提供的器材：不同粗细不同长度的同种金属丝；不同质量的重物；螺旋测微器； 游标卡尺；米尺；天平；固定装置等．设计的实验如图1所示．
该同学取一段金属丝水平固定在固定装置上，将一重物挂在金属丝的中点，其中点发生了一个微小下移h．用螺旋测微器测得金属丝的直径为D；用游标卡尺测得微小下移量为h；用米尺测得金属丝的原长为2L；用天平测出重物的质量m（不超量程）．
①在一次测量中：
a．螺旋测微器如图2甲所示，其示数为______mm；
b．游标卡尺如图2乙所示，其示数为______mm；
②用以上测量量的字母表示该金属的杨氏模量的表达式为：E=______
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一列简谐横波沿x轴传播，甲、乙两图分别为传播方向上相距3m的两质点的振动图象，如果波长大于1m，则波的传播速度大小可能为（ ）
A．30m/s
B．15m/s
C．10m/s
D．6m/s
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