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    如图为某同学设计的速度选择装置，两根足够长的光滑导轨MM′和NN′间距为L与水平面成θ角，上端接阻值为R的电阻，匀强磁场B垂直导轨平面向上，金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上．定值电阻R两端连接水平放置的平行金属板，极板间距为d，板长为2d，磁感强度也为B的匀强磁场垂直纸面向内．粒子源能发射沿水平方向不同速率的带电粒子，粒子的质量为m0，电荷量为q，ab棒的电阻为2R，其余部分电阻不计，不计粒子重力．
    （1）ab棒静止未释放时，某种粒子恰好打在上极板中点P上，判断该粒子带何种电荷？该粒子的速度多大？
    （2）释放ab棒，求ab棒的最大速度？
    （3）当ab棒达到最大速度时，能匀速穿过平行金属板粒子的速度大小？
    分析：（1）粒子恰好打在上极板中点P上，由左手定则判断可知粒子带正电，根据几何知识求出粒子做圆周运动的半径，由牛顿第二定律求出粒子的速度．
    （2）ab棒先向下做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动，根据平衡条件和安培力公式求出最大速度．
    （3）粒子能匀速穿过平行金属板，电场力与洛伦兹力平衡，则由平衡条件可求出电容器板间电压．由欧姆定律求出板间电压，联立即可求出这些粒子的速度大小．
    解答：解：（1）由左手定则可知：该粒子带正电荷． 
    粒子在磁场中做圆周运动，设半径为r，速度为v0
    几何关系有：r2=d2+(r-
    d
    2
    )2
    得：r=
    5
    4
    d
    粒子做匀速圆周运动，由Bqv0=
    m0
    v
    2
    0
    r

    得：v0=
    5Bqd
    4m0

    （2）ab棒达到最大速度时做匀速运动：mgsinθ=BIL…①
    对回路：I=
    BLv
    R+2R
    …②
    由①②得：v=
    3mgRsinθ
    B
    2
     
    L2

    （3）当ab棒达到最大速度时，由①式得：I=
    mgsinθ
    BL

    又U=IR…③
    极板电压也为U，粒子匀速运动：Bqv1=
    U
    d
    q    …④
    由①③④得：v1=
    mgRsinθ
    B2Ld

    答：（1）该粒子带正电荷，该粒子的速度v0=
    5Bqd
    4m0
    ；
    （2）ab棒的最大速度v=
    3mgRsinθ
    B
    2
     
    L2
    ；
    （3）当ab棒达到最大速度时，能匀速穿过平行金属板粒子的速度大小v1=
    mgRsinθ
    B2Ld
    ．
    点评：本题是导体在导轨上滑动与速度选择器的组合，运用电磁感应、磁场、电路等多种知识进行分析研究，综合性较强．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2007?广东）某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为 h，且h 随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h 图象，如图丙所示．

    v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
    h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.45 0.50
    （1）根据根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
    v2=20h
    v2=20h
    ；为验证猜，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作 图象，若该图象的形状为
    直线
    直线
    ，说明猜想正确．

    （2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：
    测试点距岸距离 x/m 0 1 2 3 4 5 6
    管内外高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 28.8
    相应的水流速度 v/ms-1
    0
    0
    0.4
    0.4
    0.8
    0.8
    1.2
    1.2
    1.6
    1.6
    2.0
    2.0
    2.4
    2.4
    根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为：
    v=0.4x
    v=0.4x
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为 h，且h 随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h 图象，如图丙所示．
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    v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 3.00 3.16
    h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.45 0.50
    （1）根据根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
     
    ；为验证猜想，图丁的纵坐标应设定为
     
    ，并另作图象，若该图象的形状为
     
    ，说明猜想正确．
    （2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：
    测试点距南岸距离 x/m 0 1 2 3 4 5 6 7
    管内外液面高度差   h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8 20.0 18.1 11.2
    相应的水流速度 v/ms-1
    分析对比上表中的数据，可以看出河中水流速度 v 与从观测点距离南岸的距离x的关系为：
     
    ．该河流中水流的最大流速约为
     
    m/s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零．为了研究河水流速与离河岸距离的关系，小明设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”形玻璃管的水
    平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长．当水流以速度v正对“L”形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外水面高度差为h，且h随水流速度的增大而增大．为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下表所示的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图象，如图丙所示．
    v（m/s） 0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.45 2.83 3.16
    h（m） 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50
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    （1）根据上表的数据和图丙中图象的形状，可猜想v和h之间的关系为
     
    ；
    为验证猜想，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并作出图象，若该图象的形状为
     
    ，说明猜想正确．
    （2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1m测一次流速，得到数据如下表所示：根据v和h之间的关系完成下表的最后一行，对比下表中的数据，可以看出河中水流速度v与离南岸的距离x的关系为
     
    ．
    测试点离岸距离x/m 0 1 2 3 4
    管内外液面高度差h/cm 0 0.8 3.2 7.2 12.8
    相应的河水流速v/ms-1
     
     
     
     
     

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1） a．用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为_______________mm。

    b．用游标为20分度的卡尺测量小球的直径，示数如图2所示，读数为__________________cm。

    （2）在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz，图为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，按时间顺序取0．1．2．3．4．5六个点，用米尺量出1．2．3．4．5点到0点的距离如图所示．

    a．由纸带可判定小车做______ 运动

    b．若小车做匀变速直线运动，那么当打计数点3时小车的速度为________ m/s． 小车的加速度大小为________ m/s2 , 方向为________

    （3）利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。

    a．用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间,通过计算出瞬时速

    度．

    b．用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度．

    c．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度，并通过计算出高度．

    d．用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，算出瞬时速度v ．

    以上方案中只有一种正确，正确的是                 。（填入相应的字母）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    为了“探究合外力做功与物体动能改变的关系”,某同学设计了如下实验方案： 第一步:如图甲所示，把木板一端垫起，滑块通过细绳与一重锤相连，然后跨过定滑轮， 重锤下连一纸带,穿过打点计时器.调整木板倾角，直到轻推滑块，滑块沿木板向下匀速 运动.

    第二步:如图乙所示，保持木板倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在木板靠 近滑轮处,将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器.

    第三步:接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动,打出的纸带如图丙所示.其中打 下计数点O时,滑块的速度为零，相邻计数点的时间间隔为T.

     (1 )根据纸带求打点计时器打E点时滑块速度VE=______

    (2)已知重锤质量m，当地的重加速度g，合外力在OE段对滑块做功的表达式WOE=_____

    (3)利用图丙数据求出各段合外力对滑块所做的功W及A、B、C、D、E各点的速v以v2 为纵轴，以w为横轴建坐标系，作出v2-W图象，发现它是一条过坐标原点的倾斜 直线，测得直线斜率为k则滑块质量M=_______

     

     

     

     

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