【題目】如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L=0．5m，左端接有阻值R=0．3Ω的電阻，一質量m=0．1kg，電阻r=0．1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0．4T．棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x=9m時撤去外力，棒繼續運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比Q1：Q2=2：1．導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸．求：
（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；
（2）撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q2；
（3）外力做的功
．
【答案】（1）4.5C（2）1．8J（3）5．4J
【解析】試題分析：（1）設金屬棒勻加速運動的時間為
，回路的磁通量的變化量為
，回路中的平均感應電動勢為
，由法拉第電磁感應定律得
①其中
②
設回路中的平均電流為
，由閉合電路歐姆定律得
③則通過電阻R的電荷量為
④
聯立①②③④式，得
代入數據得
（2）設撤去外力時金屬棒的速度為v，對于金屬棒的勻加速運動過程，由運動學公式得
⑤
設金屬棒在撤去外力后的運動過程中安培力所做的功為W，由動能定理得
⑥
撤去外力后回路中產生的焦耳熱
⑦
聯立⑤⑥⑦式，代入數據得
⑧
（3）由題意知，撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比
，可得
⑨
在金屬棒運動的整個過程中，外力F克服安培力做功，由功能關系可知
⑩
由⑧⑨⑩式得
．
期末沖刺100分創新金卷完全試卷系列答案科目：高中物理 來源： 題型：
【題目】雜技演員表演“水流星”，在長為0.9 m的細繩的一端，系一個與水的總質量為m＝0.5 kg 的盛水容器，以繩的另一端為圓心，在豎直平面內做圓周運動，如圖所示，若“水流星”通過最高點時的速率為3 m/s，則下列說法正確的是（g＝10 m/s2）（ ）
A. “水流星”通過最高點時，有水從容器中流出
B. “水流星”通過最高點時，繩的張力及容器底部受到的壓力均為零
C. “水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態，不受力的作用
D. “水流星”通過最高點時，繩子的拉力大小為5 N
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【題目】在研究機械能守恒定律時，將小球從距光滑斜軌底面h高處由靜止釋放，使其沿豎的光滑圓形軌道（半徑為R）的內側運動，如圖所示。
①若h =2R，小球 通過圓形軌道最高點（填“可能”或“不能”）。
②選取合適的高度h，使小球能通過圓形軌道最高點。此時若僅增大小球質量，則小球 通過圓形軌道最高點（填“能”“不能”或“不一定能”）。
③心球通過圓形軌道最低點時，對軌道的壓力 重力（填“大于”“小于”或“等于”）。
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【題目】如圖所示,真空中xOy 平面內有一束寬度為d 的帶正電粒子束沿x 軸正方向運動,所有粒子為同種粒子,速度大小相等,在第一象限內有一方向垂直xOy 平面的有界勻強磁場區（圖中未畫出）,所有帶電粒子通過磁場偏轉后都會聚于x 軸上的a 點．下列說法中正確的是（ ）
A. 磁場方向一定是垂直xOy 平面向里
B. 所有粒子通過磁場區的時間相同
C. 所有粒子在磁場區運動的半徑相等
D. 磁場區邊界可能是圓
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【題目】水平桌面上有一個茶杯，下列說法正確的是
A. 茶杯對桌面的壓力就是茶杯的重力
B. 茶杯受到支持力是因為茶杯的下表面發生了彈性形變
C. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對平衡力
D. 茶杯對桌面的壓力與桌面對茶杯的支持力是一對作用力和反作用力
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【題目】如圖所示，一交流發電機的線圈在勻強磁場中勻速轉動，線圈匝數N＝100，線圈電阻r＝3 Ω，ab＝cd＝0.5 m，bc＝ad＝0.4 m，磁感應強度B＝0.5 T，電阻R＝311 Ω，當線圈以n＝300 r/min的轉速勻速轉動時．求：
(1)感應電動勢的最大值；
(2)t＝0時線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動勢瞬時值表達式；
(3)此電壓表的示數是多少？
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【題目】如圖所示，從某高度水平拋出一小球，經過時間t到達地面時，速度與水平方向的夾角為θ，不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（ ）
A．小球水平拋出時的初速度大小為gtanθ
B．小球在t時間內的位移方向與水平方向的夾角為θ/2
C．若小球初速度增大，則平拋運動的時間變長
D．若小球初速度增大，則θ減小
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【題目】在國際單位制中，力學有三個基本單位，這三個基本單位所對應的物理量分別是（ ）
A. 長度、時間、質量 B. 長度、時間、速度
C. 力、時間、質量 D. 長度、力、質量
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【題目】關于機械波，下列說法中正確的是（ ）
A.機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程
B.機械波的頻率與波源振動的頻率無關
C.機械波不能產生干涉、衍射現象
D.機械波能在真空中傳播
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