如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L=1m，上端连接一个阻值R...

如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L=1m，上端连接一个阻值R=1Ω的电阻，导轨平面与水平面夹角，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，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒ab的质量为m=2kg、阻值，磁场的磁感应强度B=1T，重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计。现闭合开关，金属棒ab从静止开始运动，若金属棒下滑距离为s=50m时速度恰达到最大（sin=0.6，cos=0.8），求：

(1)金属棒刚开始运动时的加速度；

(2)金属棒的最大速度；

(3)金属棒由静止开始下滑位移为s的过程中，金属棒上产生的焦耳热。

(1)6m/s2；(2)12m/s；(3)24J 【解析】 (1)设金属棒开始时的加速度为，根据牛顿第二定律解得金属棒刚开始运动时的加速度 m/s2 (2)金属棒在运动中受到的安培力、通过的电流、产生的感应电动势分别为根据牛顿第二定律得导体棒向下做加速度减小变加速直线运动，当时有最大速度，代入数据解得 =24m/s (3)从开始运动到有最大速度，设导体棒克服安培力做功为W，该过程由动能定理得代入数据解得24J，整个回路产生的焦耳热等于导体棒克服安培力做功，即由于金属棒电阻R′=R，所以金属棒上产生的焦耳热

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考点分析：

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为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻率，提供的器材有：

A.电流表G，内阻Rg=100Ω，满偏电流=5mA

B.电流表A，内阻约为10Ω，量程为100mA

C.螺旋测微器，毫米刻度尺

D.电阻箱R0（0－9999.99Ω，0.5A）

E.滑动变阻器R（5Ω，1A）

F.电池组E（电动势为5V，内阻不计）

G.一个开关S和导线若干

(1)多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×100”挡时发现指针偏转角度过大，说明电阻较_____（填“大”或“小”），应该换为_______档，并重新进行__________，测量时指针静止时位置如甲所示；

(2)把电流表G与电阻箱并联改装成量程为5V的电压表，则电阻箱的阻值应调为R0=_______Ω；（结果保留三位有效数字）

(3)请用改装好的电压表设计一个电路测量该电阻丝的电阻Rx的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图2中电路图补充完整；

（_______）

(4)电阻率的计算：测得电阻丝的长度为L，电阻丝的直径为d，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为，电流表A的示数为，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值），写出计算电阻率的表达式ρ=_______。

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如图所示为用光电门测定钢球下落时验证机械能守恒的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g，不计空气阻力：

(1)若钢球从A到B过程机械能守恒，需要验证的表达式是_____________；

(2)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度________（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。

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如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向以速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（　　）