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如圖1-7所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌abCd的間距L₁=0.5 m，金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bC的距離L₂=0.8 m，整個(gè)閉合回路的電阻為R=0.2 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₀=1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)整個(gè)回路.ad桿通過(guò)滑輪和細(xì)繩接一個(gè)質(zhì)量m=0.04 kg的物體，不計(jì)一切摩擦.現(xiàn)使磁場(chǎng)以=0.2 T/s的變化率均勻地增大，求經(jīng)過(guò)多少時(shí)間物體剛好離開(kāi)地面？（g取10 m/s²）

圖1-7

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一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分）

1．解析：當(dāng)θ較小時(shí)物塊與木板間的摩擦力為靜摩擦力，摩擦力大小與物塊重力沿板方向的分力大小相等，其大小為：，按正弦規(guī)律變化；當(dāng)θ較大時(shí)物塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，摩擦力大小為：，按余弦規(guī)律變化，故選B．答案：B

2.解析：物體緩慢下降過(guò)程中，細(xì)繩與豎直方向的夾角θ不斷減小，可把這種狀態(tài)推到無(wú)限小，即細(xì)繩與豎直方向的夾角為零；由平衡條件可知時(shí)，，，所以物體緩慢下降過(guò)程中，F(xiàn)逐漸減小，F(xiàn)_f逐漸減小。故選D。

3． 解析： 由于二者間的電場(chǎng)力是作用力與反用力，若以

B為研究對(duì)象，絕緣手柄對(duì)B球的作用力未知，陷入困境，

因此以A為研究對(duì)象。設(shè)A帶電量為q，B帶電量為Q，

AB間距離為a,OB間距離為h ,由庫(kù)侖定律得

，由三角形OAB得，以B球?yàn)檠芯繉?duì)象，

受力如圖3所示，由平衡條件得，由以上三式

得，

所以，故正確選項(xiàng)為D。

4．解析：設(shè)兩三角形滑塊的質(zhì)量均為m，對(duì)整體有：

滑塊B受力如圖所示，則對(duì)B有：，

可解得： 

5．解析：在增加重力時(shí)，不知哪根繩子先斷.故我們選擇O點(diǎn)為研究對(duì)象，先假設(shè)OA不會(huì)被拉斷，OB繩上的拉力先達(dá)最大值，則：，由拉密定理得：

解得：，OA將被拉斷.前面假設(shè)不成立.

再假設(shè)OA繩子拉力先達(dá)最大值，，此時(shí)，由拉密定理得：

解得：，故OB將不會(huì)斷.

此時(shí)，,故懸掛重物的重力最多只能為，所以C正確，答案C。

6．解析：物體受力平衡時(shí)，無(wú)論如何建立直角坐標(biāo)系，兩個(gè)方向上的合力均為零。若以O(shè)A和垂直于OA方向建立坐標(biāo)系，可以看出該力沿F₁方向，A物體不能平衡；以水平和豎直方向建立坐標(biāo)系，F₄不能平衡。因此選BC，答案：BC

7．解析：由平衡知識(shí)可得，繩中拉力F_T的大小不變，總等于物A的重力；假設(shè)汽車在滑輪的正下方，則繩中拉力F_T的水平分量為零，此時(shí)汽車對(duì)地面的壓力F_N最小，汽車受到的水平向右的的摩擦力F_f為零；當(dāng)汽車距滑輪下方為無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)，繩中拉力F_T的豎直分量為零，汽車對(duì)地面的壓力F_N最大，汽車受到的水平向右的的摩擦力F_f最大，故選B．答案：B

8．解析：本題“濾速器”即速度選擇器，工作條件是電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡，即qvB=qE，所以v=E/B。顯然“濾速器”只濾“速”，與粒子電性無(wú)關(guān)，故可假設(shè)粒子電性為正，若a板電勢(shì)較高，則電場(chǎng)力方向指向b板，洛侖茲力應(yīng)指向a板方可滿足條件，由左手定則可得選項(xiàng)A是正確的；若a板電勢(shì)較低，同理可得選項(xiàng)D是正確的。答案：AD。

9．解析：若AB逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則A對(duì)皮帶的靜摩擦力向左、B對(duì)皮帶的靜摩擦力向右才能將上方皮帶拉緊，因此皮帶相對(duì)A輪有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，A為從動(dòng)輪，B正確；同理，D項(xiàng)正確。答案：BD。

10．D解析：對(duì)物體受力分析，作出力的矢量三角形，就可解答。

二、填空和實(shí)驗(yàn)題

11．Mg    將第２、3塊磚看成一個(gè)整體。由于對(duì)稱性，第1、4塊磚對(duì)2、3整體的摩擦力必定相同，且二者之和等于2、3整體的重力。所以第２與第１塊磚的摩擦力大小為mg。

12.微粒在重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力作用下處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖，可知，

得電場(chǎng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度

13．探究一個(gè)規(guī)律不應(yīng)該只用特殊的來(lái)代替一般。所以本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力的大小應(yīng)不相等，所以橡皮條也就不在兩繩夾角的平分線上，而兩繩的長(zhǎng)度可以不等。所以A、B不對(duì)。實(shí)驗(yàn)要求作用的效果要相同，因此O點(diǎn)的位置不能變動(dòng)。因此D不對(duì)。實(shí)驗(yàn)中合力的大小應(yīng)是量出來(lái)而不是算出來(lái)的，所以F不對(duì)。答案：C。

14．(1)因紙質(zhì)量較小，兩者間摩擦力也小，不易測(cè)量。紙貼在木板上，可增大正壓力，從而增大滑動(dòng)摩擦力，便于測(cè)量。

（2）①參考方案：只要將測(cè)力計(jì)的一端與木塊A相連接，測(cè)力計(jì)的另一端與墻壁或豎直擋板之類的固定物相連．用手通過(guò)輕繩拉動(dòng)木板B，讀出并記下測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F，測(cè)出木塊A的質(zhì)量m.

②

③彈簧測(cè)力計(jì)

三、計(jì)算題

15．解：當(dāng)水平拉力F＝0時(shí)，輕繩處于豎直位置時(shí)，繩子張力最小T₁=G

　　當(dāng)水平拉力F＝2G時(shí)，繩子張力最大

　　因此輕繩的張力范圍是G≤≤

　　（2）設(shè)在某位置球處于平衡位置由平衡條件得

　　所以即　，得圖象如圖所示。

16．解析：(1)當(dāng)S接1時(shí)，棒剛好靜止，則MN所受的安培力方向豎直向上，由左手定則可知，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里。

(2)設(shè)導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng)，MN棒的的質(zhì)量為m。當(dāng)S接1時(shí)，導(dǎo)體棒剛好靜止，則

mg=

設(shè)最終穩(wěn)定時(shí)MN的速率為v，則

    BI’L=mg   而    解得：m²/s

 17．解析： 因?yàn)榄h(huán)2的半徑為環(huán)3的2倍，環(huán)2的周長(zhǎng)為環(huán)3的2倍，三環(huán)又是用同種金屬絲制成的，所以環(huán)2的質(zhì)量為環(huán)3的2倍。設(shè)m為環(huán)3的質(zhì)量，那么三根繩承擔(dān)的力為3mg，于是，環(huán)1與環(huán)3之間每根繩的張力F_T1=mg。沒(méi)有摩擦，繩的重量不計(jì)，故每根繩子沿其整個(gè)長(zhǎng)度上的張力是相同的（如圖所示）F_T1= F_T2=mg。

對(duì)環(huán)3，平衡時(shí)有：3F_T1-mg-3 F_T2cosα=0，

由此

環(huán)2中心與環(huán)3中心之距離：，

即

18．解析：熱鋼板靠滾子的摩擦力進(jìn)入滾子之間，根據(jù)摩擦力和壓力的關(guān)系，便可推知鋼板的厚度

以鋼板和滾子接觸的部分為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示，鋼板能進(jìn)入滾子之間，則在水平方向有: (式中)，所以由兩式可得：μ≥tanθ

設(shè)滾子的半徑為R，再由圖中的幾何關(guān)系可得

，將此式代入得b≤(d+a)- 代入數(shù)據(jù)得b≤0.75cm

即鋼板在滾子間勻速移動(dòng)時(shí)，鋼板進(jìn)入流子前厚度的最大值為0.75cm.