如圖4-15所示，OACO為置于水平面內的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲(圖中用粗線表示)，R1=4 Ω、R2=8 Ω(導軌其他部分電阻不計).導軌OAC的形狀滿足y=2sin(x)(單位：m).磁感應強度B=0.2 T的勻強磁場方向垂直于導軌平面.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0 m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻.求：(1)外力F的最大值；(2)金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；(3)在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系.

圖4-15

解：(1)金屬棒勻速運動，F(xiàn)外=F安=BIL=B2L2v/R總          ①

Lmax=2sin90°=2 m,                                     ②

R總=Ω,                                            ③

故Fmax=0.3 N.

(2)P1==1 W

(3)金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化y=2sin(x),  ④

且x=vt,                                             ⑤

E=BLv,                                              ⑥

故I=sin(t).

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?徐匯區(qū)模擬）某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力（風力）的影響因素，進行了模擬實驗研究．如圖為測定風力的實驗裝置圖．其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質量和電阻均不計的細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風時細金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點（如圖中虛線所示，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸）．
（1）已知電源電動勢為E，內阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點與C點相連，球P的質量為m，重力加速度為g，由此可推得風力大小F與電壓表示數(shù)U的關系為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學猜想：風力大小F可能與風速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關，于是他們進行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：（下表中風速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為cm．）
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風力大小F與風速大小和球半徑r的關系是
F=kvr
F=kvr
．
10 15 20 30
0.25 9.60 14.5 19.1 28.7
0.50 2.40 3.60 4.81 7.19
0.75 1.07 1.61 2.13 3.21
1.00 0.60 0.89 1.21 1.82

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?肇慶二模）某研究性學習小組，為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力（風力）的影響因素，進行了模擬實驗研究．如圖為測定風力的實驗裝置圖，其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲電阻較大；一質量和電阻都不計的細長細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風時金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點（如圖中虛線所示）．細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸．
（1）已知電源的電動勢為E，內阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質量為m，重力加速度為g，由此可以推得風力大小F與電壓表示數(shù)的關系式為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學猜想：風力大小F可能與風速大小v和球半徑r這兩個因素有關，于是他們進行了如下的實驗：
實驗一：使用同一球，改變風速，記錄了在不同風速下電壓表的示數(shù)．
表一  球半徑r=0.50cm
風速（m/s） 10 15 20 30
電壓表示數(shù)（V） 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風力大小與風速的關系是
風力大小與風速成正比
風力大小與風速成正比
．
實驗二：保持風速一定，換用同種材料、不同半徑的實心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)．
表二  風速v=10m/s
球半徑（cm） 0.25 0.50 0.75 1.00
電壓表示數(shù)（V） 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二數(shù)據(jù)可知：在風速一定的情況下，風力大小與球半徑的關系是
成正比
成正比
．（球體積公式V=
4
3
πr3）
（3）根據(jù)上述實驗結果可知風力的大小F與風速大小v、球半徑r的關系式為
F=kvr，式中k為常數(shù)
F=kvr，式中k為常數(shù)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學在進行“研究彈簧振子的周期和小球質量的關系”課題實驗時，用如圖1甲所示裝置進行了如下的試驗：讓彈簧振子穿過一光滑的水平橫桿，在彈簧振子的小球上安裝一枝筆，下面放一條紙帶，當小球振動時，垂直于振動方向以恒定的加速度拉動紙帶，加速度的大小為a，這時筆在紙條上畫出如圖1乙所示的一條曲線，請根據(jù)圖乙中所測得的長度S1、S2，寫出計算彈簧振子振動周期的表達，T=
 
．
換用不同質量的小球實驗，分別得到彈簧振子小球的質量與振動周期丁對應的數(shù)據(jù)，如下表：
次    數(shù) 1 2 3 4 5
小球質量m/kg O．05 0.10 O．15 O．20 0.25
振動周期T/s O．50 O．70 0.86 1.01 1.11
T2
s2
 0.25 0.49 O．74 1.02 1.23
根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為直觀反應T與m研間的關系，請在圖2的方格坐標紙中選擇適當?shù)奈锢砹拷⒆鴺讼�，并作出圖線．從圖線可以得到該實驗中彈簧振子振動的周期與小球質量的關系式是
 
．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-15所示，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉動，細桿長0.5 m，小球質量為3.0 kg.現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動，若小球通過軌道最低點a處的速度為va=4 m/s，通過軌道最高點b處的速度為vb=2 m/s，取g=10 m/s2，則小球在最低點和最高點時對細桿作用力的情況是（    ）

圖4-15

A.a處是拉力，豎直向上，大小為126 N       B.a處是拉力，豎直向下，大小為126 N

C.b處是拉力，豎直向上，大小為6 N         D.b處是拉力，豎直向下，大小為6 N

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