如圖所示，平行光滑U形導軌傾斜放置，傾角為θ=37°，導軌間的距離L=1.0m，電阻R=0.8Ω，導軌電阻不計．勻強磁場的方向垂直于導軌平面，磁感強度B=1.0T，質量m=0.5kg、電阻r=0.2Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上．現用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小為F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導軌向上滑行，當ab棒滑行0.8m后速度不變．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²．完成下列問題：
（1）在速度不變之前，導體棒的運動情況上是

 

A．勻加速直線運動    B．加速度逐漸減小的加速運動
C．加速度逐漸增大的加速運動
D．先做加速度逐漸增大的加速運動，再做加速度逐漸減小的加速運動
（2）金屬棒勻速運動時的速度大小是

 

；金屬棒勻速運動時電阻R上的功率

 

．
（3）求金屬棒從靜止起到剛開始勻速運動的過程中，電阻R上產生的熱量為多少？

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如圖所示，平行光滑U形導軌傾斜放置，傾角為θ=37°，導軌間的距離L=1.0m，電阻R=0.8Ω，導軌電阻不計．勻強磁場的方向垂直于導軌平面，磁感強度B=1.0T，質量m=0.5kg、電阻r=0.2Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上．現用沿軌道平面且垂直于金屬棒的大小為F=5.0N的恒力，使金屬棒ab從靜止起沿導軌向上滑行，當ab棒滑行0.8m后速度不變．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²．完成下列問題：
（1）在速度不變之前，導體棒的運動情況上是______
A．勻加速直線運動    B．加速度逐漸減小的加速運動
C．加速度逐漸增大的加速運動
D．先做加速度逐漸增大的加速運動，再做加速度逐漸減小的加速運動
（2）金屬棒勻速運動時的速度大小是______；金屬棒勻速運動時電阻R上的功率______．
（3）求金屬棒從靜止起到剛開始勻速運動的過程中，電阻R上產生的熱量為多少？

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題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

B

C

CD

A

B

B

C

AD

BD

D

C

D

13.（1）2.030（2分）       （2）75.2s（1分）1.88s  （1分）

（3）例如：計算擺長時，漏加擺球半徑等于合理答案均給分。（2分）

14.  （由于實驗操作順序原因而寫成）

15.解：（1）根據動能定理可求帶電粒子剛進入偏轉管C時的瞬時速度

由 得     ①

（2）電場力提供了帶電粒子在偏轉管C內運動所需的向心力

       ②

由①②式得       （2分）

16.解：（1）設地球質量為.飛船質量為,則地球表面質量為的某物體

, 所以    ①

飛船在A點受到地球引力為   ②

由①②得

（2）飛船在預定圓軌道飛行的周期

根據牛頓第二定律

解得

17.解：根據牛頓第二定律可知滑塊A在斜面上下滑的加速度

   ①

設A到斜面底部的速度為，所經時間為

     ②

當A恰好追上滑塊B時，滑塊A在水平底部經時間

     ③

當A恰好能追上滑塊B， 滑塊B的速度恰好等于，即

    ④

由①②③④解方程組得

18.解因為，所以粒子通過磁場的時間小于周期

由于得     ①      由于得      ②

（1）當弦長最短，即由P進入Q飛出時，離子在磁場中運動時間最短

            ③

從幾何關系可知       ④

由①②③④得     

（2）當速度沿界面I豎直向上時，離子在磁場中運動時間最長，

從幾何關系可知

           ⑤            ⑥

  ⑦            由于    ⑧

由①②③④⑤⑥⑦⑧得

解法二：由得

同理可得

19.解：（1）根據法拉第電磁感應定律可求三段的感應電動勢

根據閉合電路歐姆定律求出bc兩點間的電勢差

金屬板間的電勢差為

由平衡條件可得

（2）金屬棒所受安培力為

加在金屬棒上拉力的功率

 20.解：（1）根據機械能守恒定律  

得物體P滑到B點時的速度為 

（2）沒有傳送帶時，物塊離開B點后做平拋運動的時間為t:物塊從靜止的傳送帶右端水平拋出，在空中運動的時間也為：  

水平位移為，因此物體從傳送帶右端拋出的速度

根據動能定理

所以傳送帶之間的動摩擦因數為

（3）當傳送帶向右運動時，若傳送帶的速度，即時，物體在傳送帶上一直做勻減速運動，離開傳送帶的速度仍為，落地的水平位移為，即

當傳送帶的速度時，物體將會在傳送帶上先做一段勻變速運動，如果尚未到達傳送帶右端，速度即與傳送帶速度相同，此后物體將做勻速運動，而后以速度離開傳送帶，的最大值為物體在傳送帶上一直加速而達到的速度。

  由此解得

當，物體將以速度離開傳送帶，因此得O、D之間的距離為

當，即時，物體從傳送帶右端飛出時的速度為，O、D之間的距離為   

綜合以上的結果，得出O、D之間的距離s隨速度變化的函數關系為