【题目】超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零．将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零．为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化．实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化，其中△II，当电流的变化小于△I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化．设环的横截面积为S，环中电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e，环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能．试用上述给出的各物理量，求超导状态的电阻率上限ρ．
【答案】解：设圆环周长为l、电阻为R，由电阻定律得： 
设t时间内环中电流释放焦耳热而损失的能量为△E，由焦耳定律得：△E=I2Rt
设环中单位体积内定向移动电子数为n，则有：I=nevS
式中n、e、S不变，只有定向移动电子的平均速率的变化才会引起环中电流的变化，电流变化大小取△I时，相应定向移动电子的平均速率的变化得大小为△v，则有：△I=neS△v
设环中定向移动电子减少的动能总和为△Ek ， 则有： 
由于△II，可得： 
因为环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能．有：△E=△Ek
联立上述各式，得： 
答：超导状态的电阻率上限ρ为 
【解析】根据电流的微观表达式I=neSv可求得电流的变化量与速度间的关系；再由焦耳定律以及能量守恒定律列式后联立求解即可；
【考点精析】解答此题的关键在于理解功能关系的相关知识，掌握当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒；重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2；合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 （动能定理）；除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1，以及对焦耳定律的理解，了解焦耳定律:Q=I2Rt，式中Q表示电流通过导体产生的热量，单位是J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的．
应用题作业本系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处。
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在50 Hz的低压________ （填“交流”或“直流”）电源的两个接线柱上；
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________（填“插孔”或“限位孔”），并压在________（填“白纸”或“复写纸”）下面；
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx；
D．切断电源，取下纸带，如果共有6个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt=______；
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点；
F．利用公式
计算纸带运动的平均速度。
实验步骤的合理顺序是_______________。
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【题目】如图甲所示，物块A与木板B叠放在粗糙水平面上，其中A的质量为m，B的质量为2m，且B足够长，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ．对木板B施加一水平变力F，F随t变化的关系如图乙所示，A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是（ ）
A.在0～t1时间内，A，B间的摩擦力为零
B.在t1～t2时间内，A受到的摩擦力方向水平向左
C.在t2时刻，A，B间的摩擦力大小为0.5μmg
D.在t3时刻以后，A，B间的摩擦力大小为μmg
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【题目】如图，在M、N处固定两个等量同种点电荷，两电荷均带正电．O点是MN连线的中点，直线PQ是MN的中垂线．现有一带正电的试探电荷q自O点以大小是v0的初速度沿直线向Q点运动．若试探电荷q只受M、N处两电荷的电场力作用，则下列说法正确的是（ ）
A.q将做匀速直线运动
B.q的加速度将逐渐减小
C.q的动能将逐渐减小
D.q的电势能将逐渐减小
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【题目】2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功．设某一舰载机质量为m=2.5×104kg，着舰速度为v0=50m/s，着舰过程中航母静止不动．发动机的推力大小恒为F=1.2×105N，若空气阻力和甲板阻力保持不变．
（1）若飞机着舰后，关闭发动机，仅受空气阻力和甲板阻力作用，飞机将在甲板上以a0=2m/s2的加速度做匀减速运动，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里．
（2）为了让飞机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了拦阻索让飞机减速，同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况，飞机着舰时并不关闭发动机．若飞机着舰后就钩住拦阻索，图示为飞机钩住拦阻索后某时刻的情景，此时飞机的加速度大小为a1=38m/s2 ， 速度为40m/s，拦阻索夹角θ=106°两滑轮间距40m，（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
a．求此时拦阻索承受的张力大小．
b．飞机从着舰到图示时刻，拦阻索对飞机做的功．
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【题目】将质量为m的物体，以初速度v0竖直向上抛出．已知抛出过程中阻力大小恒为重力的0．2倍．求
（1）物体上升的最大高度；
（2）物体落回抛出点时的速度大小．
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【题目】如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ．用大小为F的水平外力推动物块P，记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k．下列判断正确的是（ ）
A.若μ≠0，则k= 
B.若μ≠0，则k= 
C.若μ=0，则k= 
D.若μ=0，则k=
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【题目】为减小京广高铁火车高速转弯时对外轨的磨损，以下措施可行的是（ ）
A.减小内外轨的高度差
B.增加内外轨的高度差
C.减小弯道半径
D.增大弯道半径
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【题目】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（ ）
A.火星与木星公转周期相等
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终不变
C.太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上
D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
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