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如圖所示，兩根正對(duì)的平行金屬直軌道MN、M´N´位于同一水平面上，兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM´端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻，NN´端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N´P´平滑連接，兩半圓軌道的半徑均為R₀=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.64 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=0.80m，且其右邊界與NN´重合。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)撤去F，結(jié)果導(dǎo)體桿ab恰好能以最小速度通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)PP´。已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，軌道的電阻可忽略不計(jì)，取g=10m/s²，求：⑴導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體桿上的電流大小和方向；⑵導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R上的電荷量；⑶導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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用如圖所示電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R₀起保護(hù)作用．除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

a．電流表(量程0.6 A、3 A)；
b．電壓表(量程3 V、15 V)；
c．定值電阻(阻值1 Ω、額定功率5 W)；
d．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)；
e．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)；
f．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)．那么
(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇________ V，電流表的量程應(yīng)選擇________ A；R₀應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是________Ω的滑動(dòng)變阻器．
(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是________．

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一．(20分)填空題．

1．或門(mén)    非門(mén)

2．靜摩擦力    v

3． 升高   hL/(H-h)

4．Ba²   2n²B²a³v/R

5．  一直變小   

二．（40分）選擇題．

第Ⅰ部分（單選）

6．C

7．D

8．D

9．B

10．D

第Ⅱ部分（多選）

11．B   D

12．A   C

13．B  C

14．B  C  D

三．(30分)實(shí)驗(yàn)題．

15．（1）乙    （2）圖略    （3）A C D

16．BCADE 或BCDAE ，     

 用手拉其中一條細(xì)繩套，彈簧秤拉另一條細(xì)繩套，記下O點(diǎn)、彈簧秤讀數(shù)F₁和兩條細(xì)繩套的方向，然后互換手拉和彈簧秤拉細(xì)繩套，產(chǎn)生同樣效果，可讀出F₂，其他步驟相同。

17．（1）C     （2）縮小      （3）光波的波長(zhǎng)成正比      長(zhǎng)

18．（1）否（1分）    （2）偏低（1分）    （3）271．3. K～325 .6K （或- 1.7⁰C～52.6⁰C）（3分）     （4）相等（1分），因?yàn)槭堑葔鹤兓�，溫度變化與體積變化比值恒定（或溫度數(shù)值與刻度數(shù)值成線(xiàn)性關(guān)系）（1分）

19．（1）在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移   （2）    圖略      （3） 傾角過(guò)大，未平衡摩擦力     （4）變大

四、（60分）計(jì)算題（本大題共5道題）

20（10分）（1）  氣體等壓變化      

   （3分）

氣缸移動(dòng)的距離為    (1分)

（2）       從狀態(tài)1→3氣體等容變化   

     （3分）

 P₃ S= P₀ S+ F      F = (P₃－P₀ )S = 1×10⁴×10^-2N = 100N   （3分）

21．

解：某同學(xué)對(duì)飛機(jī)作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分析正確    （2分）

但對(duì)飛機(jī)作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分析錯(cuò)誤       

分析：  ①飛機(jī)經(jīng)觀察點(diǎn)正上方時(shí)有水平初速度，而該同學(xué)沒(méi)有意識(shí)到初速度的因素，運(yùn)用了初速為零的規(guī)律。②L₁是炸彈的水平位移而不是飛機(jī)的水平位移，該同學(xué)將其混淆了。                     （2分）

解答：

設(shè)飛機(jī)第一次投彈時(shí)的速度為v₁，第二次投彈時(shí)的速度為v₂，則有L₁=v₁t，（1分）       v₂=v₁+a t，（1分）   L₂－= v₂t ，  （2分）     聯(lián)立以上三式，

解得飛機(jī)的加速度為                     （2分）

22．解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律

               （2分）

        （1分）

聯(lián)立方程求得      R_x = (U₂－U₁)R₁/U₁   （2分）

（或說(shuō)明將S₂切換到a或切換到b， 電流不變，故  解出R_x同樣給分）

      （2）利用圖線(xiàn)的截距求E

                         （2分）

令  即得E = U = 2v   （2分）

將數(shù)據(jù)、 、 E = 2v  代入上式得 r = 0.5Ω   （3分）

（通過(guò)圖線(xiàn)斜率1/I求解r同樣給分）

23．（1）    F₁S₁ =ηE₀           （3分）

                                                 （1分）

 （2）                                （1分）

                                                    （1分）

                              （1分）                         （1分）

  （3）                                                （1分）

                                     （1分）

                                                                              （1分）      

                                        （2分）

（1分）

24．（1）在時(shí)刻t，有               （1分）

                                 （1分）

                                         （1分）

所以在t時(shí)刻金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

                                             （1分）

（2）在t時(shí)刻金屬桿MN所受的安培力大小為

             （2分）

      F－F_安= m a        外力F = F_安+ m a = + ma   （1分）

（3）位移為x時(shí)，此過(guò)程中磁感應(yīng)強(qiáng)度的平均值=   （1分）   

回路面積△S = x l        （1分）

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值   （2分）

（4）撤去拉力F，金屬桿MN作加速度不斷變化的減速運(yùn)動(dòng)（變減速運(yùn)動(dòng)）（1分）

此后電路發(fā)出的熱量為     Q =       （2分）