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    17．如图为俯视图，相距L=1m的两导轨置于水平平面内，两导轨内存在竖直向上的匀强磁场，磁惑应强度B=0.5T，有一导体棒MN，质量m=0.1kg，电阻r=2Ω．垂直的放在导轨上，两弹簧左端与导体锥MN相连，右端固定，两弹簧距导轨的距离相等．把导体棒MN连人如图所示电路，电源电动势E=5V，内阻不计．滑动变阻器总电阻R0=6Ω，闭合电键，滑片P由a端缓慢移到b端过程中，弹簧的形变量x随滑动变阻器Pa间阻值R的变化关系如图．（g取10m/s2）求导体棒与导轨间的摩擦因数μ及弹簧的劲度系数k．

    分析 电阻为2Ω时，弹簧的形变量为零，结合欧姆定律、安培力大小公式，运用共点力平衡求出动摩擦因数的大小，电阻为6Ω时，根据欧姆定律求出电流的大小，结合平衡求出弹簧的劲度系数．

    解答 解：当pa间的电阻为R1=2Ω时，弹簧才开始形变，
    则有：BIL=μmg，
    根据欧姆定律得：I=$\frac{E}{{R}_{总}}=\frac{E}{（\frac{{R}_{1}r}{{R}_{1}+r}+{R}_{0}-{R}_{1}）}$=$\frac{5}{（\frac{2×2}{2+2}+6-2）}A=1A$，
    则通过导体棒的电流为：${I}_{1}=\frac{I}{2}=0.5A$
    则有：$μ=\frac{B{I}_{1}L}{mg}=\frac{0.5×0.5×1}{1}=0.25$．
    滑片P缓慢移动，则导体棒缓慢移动，每一个状态可以看成是平衡状态，当pa间的电阻为R2=6Ω时，x=0.02m，电流为：I′=$\frac{E}{{R}_{总}′}=\frac{E}{\frac{{R}_{0}r}{{R}_{0}+r}}=\frac{5}{\frac{6×2}{6+2}}=\frac{10}{3}A$，
    则通过导体棒的电流为：${I}_{1}′=\frac{3}{4}×\frac{10}{3}A=2.5A$，

    根据平衡有：BI1′L=μmg+kx，
    代入数据解得：k=50N/m．
    答：导体棒与导轨间的摩擦因数μ为0.25，弹簧的劲度系数k为50N/m．

    点评 本题考查了共点力平衡、闭合电路欧姆定律、串并联电路、胡克定律等知识的基本运用，抓住导体棒每个状态处于平衡进行求解，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．如图，水银柱长度h=10cm，外界大气压强P0=76cm，求封闭气体的压强．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．在汽车正常行驶时，以汽车为参考系（　　）
    A．路边的树是静止的B．路边的树向后运动
    C．汽车里的乘客是运动的D．前方的汽车一定是运动的

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．关于参考系，下述说法正确的是（　　）
    A．参考系必须选择静止不动的物体
    B．任何物体都可以被选作参考系
    C．一定要选地球为参考系
    D．参考系必须是和地面连在一起的物体

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，现有如下一些操作：
    （1）在实验中，要进行“平衡摩擦力”的操作，下列说法正确的是A
    A．平衡摩擦力的目的是为了使小车受到的合外力等于小车受到绳子的拉力
    B．平衡摩擦力的目的是为了使小车受到绳子的拉力等于所挂砂桶和砂子的总重力
    C．平衡摩擦力时，不挂砂桶，小车上不连接纸带，只通过改变斜面的倾角，使小车在斜面上能匀速下滑
    D．平衡摩擦力时，不改斜面的倾角，绳子挂上质量适当的砂桶，使小车在斜面上能匀速下滑
    （2）保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车和砝码的总质量，重复上述实验操作，得到对应的加速度，这是为了探究“合外力不变，加速度与小车和砝码的总质量的关系”．
    （3）下图是实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、F为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．用刻度尺测量计数点间的距离如图所示．已知打点计时器的工作频率50Hz，则小车的加速度0.40m/s2（结果保留2位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为3μ，木板与水平面间的动摩擦因数为μ，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是（　　）
    A．木板的加速度可能为μg
    B．木板的加速度可能为1.5μg
    C．当拉力F=μmg时，物块对木板的摩擦力大小等于μmg
    D．当拉力F=3μmg时，物块对木板的摩擦力大小等于2.5μmg

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图a、b所示，是一辆质量为6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的两张照片．当t=0时，汽车刚启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动．图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图象，轻绳与竖直方向的夹角为θ=370，g=10m/s2．根据题中提供的信息，不能计算出的物理量有（　　）
    A．汽车的长度B．第3s末汽车的速度
    C．汽车的牵引力D．汽车所受合外力

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    2．实验室里有一捆铜导线，某同学在学习了电阻定律之后想通过实验测定这捆导线的实际长度．

    （1）该同学想利用伏安法测出这捆铜导线的电阻，为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测导线的电阻，采用“×10”挡，调零后进行测量时发现指针偏角非常大，进一步测量应换用×1挡，调零后测量．
    （2）该同学进一步利用如图所示电路测这捆铜导线的电阻Rx，可供使用的器材有：
    电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω，
    电压表：量程3V，内阻约9kΩ，
    滑动变阻器R1：最大阻值10Ω
    滑动变阻器R2：最大阻值100Ω
    电源：三节干电池．
    开关导线若干．
    回答下列问题：
    ①实验中滑动变阻器应选R1（填R1或R2），闭合开关S前应将滑片移至a端（填a或b）．
    ②调节滑动变阻器，当电压表读数为1.7V时，电流表读数为0.50A，则这捆导线的电阻的测量值为3.4Ω，由于实验中所用电表不是理想电表，电阻的测量值比真实值偏小．
    （3）该同学刮去一小段铜导线的包皮，用螺旋测微器测量铜芯的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件B（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．从图中的示数可读出铜芯的直径为1.200mm．
    （4）该同学查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω•m，再利用上面所测的数值，可算出这捆导线实际长度为226 m（结果保留三位有效数字）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：
    ①用天平称出物块Q的质量m；
    ②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；
    ③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；
    ④重复步骤③，共做10次；
    ⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s．
    （1）用实验中的测量量表示：
    （ⅰ）物块Q到达B点时的动能EkB=mgR；
    （ⅱ）物块Q到达C点时的动能EkC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
    （ⅲ）在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
    （ⅳ）物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=$\frac{R}{L}$-$\frac{{s}^{2}}{4hL}$．
    （2）回答下列问题：
    （ⅰ）实验步骤④⑤的目的是是通过多次实验减小实验结果的误差．
    （ii）已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其它的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等（写出一个可能的原因即可）

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