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    如图，宽度为L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好．以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标．金属棒从x0=1m处以v0=2m/s的初速度，沿x轴负方向做a=2m/s2的匀减速直线运动，运动中金属棒水平方向仅受安培力作用．求：

    （1）金属棒ab运动0.75m所用的时间和框架产生的焦耳热Q；

    （2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

    （3）金属棒ab沿x轴负方向运动0.6s过程中通过ab的电量q．


    考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．

    专题：电磁感应与电路结合．

    分析：（1）金属棒做匀减速运动，已知初速度、位移、加速度，根据位移时间公式求解时间．知道金属棒只受安培力，通过安培力做功实现了外界的能量转化为电路中的电能，由牛顿第二定律求出安培力的大小，得到其功，即可求解．

    （2）运用安培力公式和法拉第电磁感应定律，结合运动学公式求出框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

    （3）这题与一般题目的区别在于框架的电阻非均匀分布，在运动的过程中电阻是变化的．抓住安培力恒定，电流恒定去求解电量．

    解答：  解：（1）金属棒做匀减速运动，由s=v0t﹣，代入得

      0.75=2t﹣×2t2

    解得 t=0.5s    

    金属棒仅受安培力作用，其大小 F=ma=0.2N

    金属棒运动0.75m，框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，Q=Fs=0.15J

    （2）金属棒所受安培力为F=BIL=BL==ma           

    由于棒做匀减速运动，v===2 m/s

    联立解得 R=0.4Ω

    （3）金属棒所受安培力为F=BIL=ma

    通过ab的电量 q=It

    联立得：q==C=0.6C

    答：

    （1）金属棒ab运动0.75m所用的时间是0.5s，框架产生的焦耳热Q为0.15J；

    （2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系为R=0.4Ω；

    （3）金属棒ab沿x轴负方向运动0.6s过程中通过ab的电量q为0.6C．

    点评：电磁感应中的功能关系是通过安培力做功量度外界的能量转化成电能，找两个物理量之间的关系是通过物理规律一步一步实现的，用公式进行计算时，如果计算的是过程量，我们要看这个量有没有发生改变．


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      A．内能增大      B．分子间的平均距离不变

      C．向外界放热    D．对外界做正功

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      A．线框将逆时针转动

      B．线框的转速小于磁体的转速

      C．线框中电流的方向始终不变

      D．线框中电流的方向周期性变化

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    如图甲所示，两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上，两球均可视为点电荷，其中A球固定，带电量QA=2×10﹣4C，B球的质量为m=0.1kg．以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能随位置x的变化规律如图中曲线Ⅰ所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线．图中M点离A点距离为6米．（g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2．）

    （1）求杆与水平面的夹角θ；

    （2）求B球的带电量QB；

    （3）求M点电势φM；

    （4）若B球以Ek0=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动，求B球运动过程中离A球的最近距离及此时B球的加速度．

    （5）在图（乙）中画出当B球的电量变成﹣2QB时的总势能随位置x的变化规律曲线．

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    如图所示，有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部，该试管塞中轴穿孔．为了拿出试管塞而不损坏试管，该同学紧握试管让其倒立由静止开始竖直向下做匀加速直线运动，t=0.20s后立即停止，此时试管下降H=0.80m，试管塞将恰好能从试管口滑出．已知试管总长L=21.0cm，底部球冠的高度h=1.0cm，试管塞的长度为d=2.0cm，设试管塞相对试管壁滑动时受到的摩擦力恒定，不计空气阻力，重力加速度g=l0m/s2．则以下说法正确的是(     )

      A．试管塞从静止开始到离开试管口的总位移为1.0 m

      B．试管塞从静止开始到离开试管口的总时间为0.25s

      C．试管塞将要从试管口滑出时的加速度大小为40m/s2

      D．试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值为16：1

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    一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则(　　)

    A. 物体在2 s末的速度是20 m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：


    某学生利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m＝50 g的重锤下落时的加速度值，该学生将重锤固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图所示。

     

    (1)以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请填写其中的空白部分：

    ①实验操作：____________________，释放纸带，让重锤自由落下，____________________。

    ②取下纸带，取其中的一段标出计数点如图所示，测出相邻计数点间的距离分别为x1＝2.60 cm，x2＝4.14 cm，x3＝5.69 cm，x4＝7.22 cm，x5＝8.75 cm，x6＝10.29 cm，已知打点计时器的打点间隔T＝0.02 s，则重锤运动的加速度计算表达式为a＝________________，代入数据，可得加速度a＝________m/s2(计算结果保留三位有效数字)。

    (2)该同学从实验结果发现，重锤下落时的加速度比实际的重力加速度小，为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

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    C. 到达斜面底端时两物体重力的功率相等

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