10．如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻．將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個上端固定的絕緣輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，除電阻R外其余電阻不計，導軌所在平面與一勻強磁場垂直，靜止時金屬棒位于A處，此時彈簧的伸長量為△l．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（　�。�
A．輕彈簧的勁度系數(shù)為$\frac{mg}{△l}$
B．電阻R中電流最大時，金屬棒在A處下方的某個位置
C．金屬棒在最低處時彈簧的拉力一定小于2mg
D．從釋放到金屬棒最后靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為mg△l

分析 釋放瞬間金屬棒只受重力，加速度為g．當金屬棒的速度最大時，感應電流最大，此時金屬棒所受的合力為零，與沒有磁場進行比對，根據(jù)簡諧運動的對稱性分析速度最大的位置，及金屬棒在最低處時加速度大小與g的關(guān)系，即可得到此處彈簧的拉力與2mg的關(guān)系．金屬棒最后靜止在A處，從釋放到金屬棒最后靜止的過程中，其重力勢能減小，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和彈簧的彈性勢能

解答 解：A、靜止時金屬棒位于A處，此時彈簧的伸長量為△l，即mg=k△l，輕彈簧的勁度系數(shù)為$\frac{mg}{△l}$，故A正確；
B、若沒有磁場，金屬棒回到A處時速度最大，有磁場時，由于電磁感應產(chǎn)生感應電流，金屬棒將受到安培阻力作用，則在A處上方速度達到最大，此時感應電流最大．故B錯誤．
C、若沒有磁場，金屬棒做簡諧運動，根據(jù)對稱性可知，金屬棒在最低處時加速度大小等于g，方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，金屬棒在最低處時彈簧的拉力等于2mg．
有磁場時，金屬棒還受到安培阻力作用，金屬棒向下到達的最低位置比沒有磁場時高，加速度應小于g，則彈簧的拉力一定小于2mg．故C正確．
D、金屬棒最后靜止在A處，從釋放到金屬棒最后靜止的過程中，其重力勢能減小，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和彈簧的彈性勢能，則電阻R上產(chǎn)生的熱量小于mg△l．故D錯誤．
故選：AC

點評 本題是電磁感應與力學知識的綜合應用，通過分析受力情況，由牛頓第二定律求解加速度．關(guān)鍵之處在于運用對比的方法，與金屬棒做簡諧運動進行比較，確定速度最大的位置和金屬棒最低位置，再分析彈簧的拉力，有較大的難度．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖甲所示，兩個平行正對的水平金屬板XX′極板長L=0.2$\sqrt{3}$m，板間距離d=0.2m，在金屬板右端豎直邊界MN的右側(cè)有一區(qū)域足夠大的勻強磁場，磁感應強度B=5×10-3T，方向垂直紙面向里．現(xiàn)將X′極板接地，X極板上電勢φ隨時間變化規(guī)律如圖乙所示．現(xiàn)有帶正電的粒子流以v0=105m/s的速度沿水平中線OO′連續(xù)射入電場中，粒子的比荷q/m=108C/kg，重力可忽略不計，在每個粒子通過電場的極短時間內(nèi)，電場可視為勻強電場（設(shè)兩板外無電場）．求：

（1）帶電粒子射出電場時的最大速率；
（2）粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間之比；
（3）分別從O′點和距O′點下方$\frac4eiogu2{4}$=0.05m處射入磁場的兩個粒子，在MN上射出磁場時兩出射點之間的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．下列說法正確的是（　　）
A．伽利略首先建立了加速度概念
B．牛頓通過斜面實驗得出自由落體運動的位移與時間的平方成正比
C．安培發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應電流的條件
D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了判定電流產(chǎn)生磁場方向的右手螺旋定則

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．熱敏電阻是電阻值對溫度極為敏感的一種電阻，熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器（PTC）和負溫度系數(shù)電阻器（NTC），正溫度系數(shù)電阻器（PTC）在溫度升高時電阻值變大，負溫度系數(shù)電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值變小，熱敏電阻的這種特性，常常應用在控制電路中．

（1）某實驗小組測出熱敏電阻R1的I-U圖象如圖乙曲線Ⅱ所示，請分析說明該熱敏電阻是PTC熱敏電阻（填“PTC”或“NTC”）．
（2）該小組選用下列器材探究通過熱敏電阻R1（常溫下阻值約為10Ω）的電流隨其兩端電壓變化的特點．
A．電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻約0.3Ω
B．電流表A2（量程100mA，內(nèi)阻約1Ω）
C．電壓表V1（量程3.0V，內(nèi)阻約3kΩ）
D．電壓表V2（量程15.0V，內(nèi)阻約10kΩ）
E．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）
F．滑動變阻器R′（最大阻值為1000Ω）
G．電源E（電動勢15V，內(nèi)阻忽略），電鍵、導線若干．
實驗中改變滑動變阻器滑片的位置，使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大，請在所提供的器材中選擇必需的器材，則電流表應選A；電壓表選D； 滑動變阻器選E．（只需填寫器材前面的字母即可）
（3）請在所提供的器材中選擇必需的器材，在圖甲虛線框內(nèi)畫出該小組設(shè)計的電路圖．
（4）若將該熱敏電阻接在電動勢為10.0V，內(nèi)阻為25Ω的電源兩端，則熱敏電阻實際消耗的電功率為1.0W．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．以下是小麗同學在“探究共點力作用下物體的平衡條件”實驗中的操作步驟．請完成步驟中的填空：
A．將一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用圖釘固定好白紙，將三個彈簧測力計的掛鉤用細線系在小鐵環(huán)上，如圖甲所示
B．先將其中兩個測力計固定在圖板上，再沿某一方向拉著第三個測力計．當鐵環(huán)平衡時，分別記下測力計的示數(shù)F1、F2、F3和它們的方向，并作出各個力的圖示
C．按平行四邊形定則作出F1、F2的合力F12，如圖乙所示．比較F12和F3，由此，找出三個力F1、F2、F3的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．如圖所示，空間虛線框內(nèi)有勻強電場，AA′，BB′，CC′是該電場的三個等勢面，相鄰等勢面間的距離為1cm，其中BB′為零電勢能面．一質(zhì)量為m、帶電織為+q的粒子沿AA'方向以初速度v0自圖中的P點進入電場，剛好從C′點離開電場．已知PA′=2cm粒子的重力忽略不計．傾說法中正確的是（　�。�
A．該粒子在P點時的電勢能是2mv02
B．該粒子到達C′點時的速度是$\sqrt{2}$v0
C．該粒子到達C′點時的電勢能是mv02
D．該粒子通過等勢面BB′時的動能是1.5mv02

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．下面四幅圖片涉及物理學史上的四個重大發(fā)現(xiàn)，其中說法正確的有（　�。�
A．卡文迪許通過扭秤實驗，測定出了引力常數(shù)
B．奧斯特通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在電場
C．法拉第通過實驗研究，總結(jié)出法拉第電磁感應定律
D．牛頓根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．如圖所示，在xOy坐標系中，以（r，0）為圓心，r為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場磁場區(qū)域的圓心為O′，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里．在y＞r的足夠大的區(qū)域內(nèi)，存在沿y軸負方向的勻強電場，場強大小為E．從O點以相同速率向不同方向發(fā)射質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場中運動的軌跡半徑也為r．已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計質(zhì)子所受重與及質(zhì)子間相互作用力的影響．
（1）求質(zhì)子從O點射入磁場時速度的大�。�
（2）若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，求質(zhì)子從O點進入磁場到第二次離開磁場經(jīng)歷的時間．
（3）若質(zhì)子沿x軸正方向成夾角θ（0＜θ＜$\frac{π}{2}$）的方向從O點射入第一象限的磁場中，求質(zhì)子在磁場中運動的總時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．在折射率為n、厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S，從S發(fā)出的光線SA以角度θ入射到玻璃板上表面，經(jīng)過玻璃板后從下表面射出，如圖所示．若沿此光線傳播的光從光源到玻璃板上表面的傳播時間與在玻璃板中的傳播時間相等，點光源S到玻璃上表面的垂直距離l應是多少？

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