如图所示，面积为
、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴
匀速转动，转动的角速度为
。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻
（1）线圈中感应电动势的表达式；
（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；
（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率。
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【答案】（1）
（2）
【解析】 (1)感应电动势的最大值Em＝nBSω＝100×
×0.02×100V＝100
V，
线圈中感应电动势的表达式为e＝100cos100tV。
(2)线圈转过30°角过程中产生的平均感应电动势
(3)电压表示数为电压的有效值，则
，
电阻R两端的电压
则电阻R上消耗的功率
点睛：解题时要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系．
【题型】解答题
【结束】
17
如图所示，一根足够长的粗金属棒MN固定放置，它的M端连一个定值电阻R，定值电阻的另一端连接在金属轴O上，另外一根长为l的金属棒ab，a端与轴O相连，b端与MN棒上的一点接触，此时ab与MN间的夹角为
。空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动半周，角速度大小为ω，转动过程中与MN棒接触良好，两金属棒及导线的电阻都可忽略不计。
（1）求出电阻R中有电流存在的时间；
（2）求出这段时间内流过电阻R的总电量；
（3）写出这段时间内电阻R两端的电压随时间变化的关系式。
两个动能均为 
的氘核对心正碰,聚变后生成氦 
,同时放出一个中子.已知氘核的质量为 
,氦3的质量为 
,中子的质量为 
.求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
【答案】(1) 
（2） 
【解析】解:(1)聚变的核反应方程: 
(2)核反应过程中的质量亏损: 
释放的核能: 
【题型】解答题
【结束】
16
如图所示，面积为
、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴
匀速转动，转动的角速度为
。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻
（1）线圈中感应电动势的表达式；
（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；
（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率。
[Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2018/4/8/1919694017798144/1924528280141824/STEM/11093ac5b2444c848eeaff6e98fa07b5.png]
如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
（2） 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM，ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________（用第(2)小题中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 _______________ （用第(2)小题中测量的量表示）。
【答案】 C; ADE; 
; 
;
【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，故答案是C；
（2）实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复；测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前；至于用天平秤质量先后均可以；所以答案是ADE或DEA；
（3）设落地时间为t，则
， 
， 
；
而动量守恒的表达式是
动能守恒的表达式是
所以若两球相碰前后的动量守恒，则
成立；
若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有
成立；
【题型】实验题
【结束】
15
两个动能均为 
的氘核对心正碰,聚变后生成氦 
,同时放出一个中子.已知氘核的质量为 
,氦3的质量为 
,中子的质量为 
.求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．
（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路___________．
（2）将线圈A插入线圈B中，合上开关S，能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是_______
A．插入铁芯F B．拔出线圈A
C．使变阻器阻值R变小 D．断开开关S
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度______（填写“大”或“小”），原因是线圈中的______（填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第一次比第二次的大．
【答案】
【解析】（1）连线如下图所示
（2）根据楞次定律可知，当B中磁通量增大时，线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反，插入铁芯F会使A磁性增强，则B中磁通量增加，故A正确
拔出线圈A，使B中磁通量减小，B错误
使变阻器阻值R变小，电路中电流增大，B中磁通量增加，故C正确
断开开关S，使B中磁通量减小，D错误
故选AC
（3）感应电动势与磁通量的变化率成正比，滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度大，原因是线圈中的磁通量变化率第一次比第二次的大
【题型】实验题
【结束】
14
如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．
A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
（2） 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM，ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________（用第(2)小题中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 _______________ （用第(2)小题中测量的量表示）。
如图所示，电阻不计、相距L的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上固定有质量为m，电阻为R的两根相同的导体棒，导体棒MN上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN下滑而EF始终保持静止，当MN下滑的距离为S时，速度恰好达到最大值Vm，则下列叙述正确的是( )
A. 导体棒MN的最大速度Vm=
B. 此时导体棒EF与轨道之间的静摩擦力为
C. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中，通过其横截面的电荷量为
D. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中，导体棒MN中产生的热量为
【答案】AC
【解析】A、导体棒MN速度最大时做匀速直线运动，由平衡条件得： 
，解得
，故A正确；
B、在EF下滑的过程中，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断知，EF受到沿导轨向下的安培力，根据平衡条件得：导体棒EF所受的静摩擦力
，故B错误；
C、当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中，通过其横截面的电荷量为
，故C正确；
D、根据能量守恒得：导体棒MN中产生的热量为
，故D错误；
故选AC。
【题型】多选题
【结束】
13
如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．
（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路___________．
（2）将线圈A插入线圈B中，合上开关S，能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是_______
A．插入铁芯F B．拔出线圈A
C．使变阻器阻值R变小 D．断开开关S
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度______（填写“大”或“小”），原因是线圈中的______（填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第一次比第二次的大．
如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h 高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为 0.8h,不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A. 在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为
【答案】BD
【解析】A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；
BC、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，可知系统水平方向的总动量保持为零，小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确，C错误；
D、小球第一次车中运动过程中，由动能定理得： 
，Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得： 
，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小球需要的向心力减小，则小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于0.2mgh，机械能损失小于0.2mgh，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于
，同时小于0.8h．故D正确；
故选BD。
【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚小球与小车的运动过程是解题的关键，要知道系统水平方向动量是守恒，但总动量并守恒．应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。
【题型】多选题
【结束】
12
如图所示，电阻不计、相距L的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上固定有质量为m，电阻为R的两根相同的导体棒，导体棒MN上方轨道粗糙下方光滑，将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN下滑而EF始终保持静止，当MN下滑的距离为S时，速度恰好达到最大值Vm，则下列叙述正确的是( )
A. 导体棒MN的最大速度Vm=
B. 此时导体棒EF与轨道之间的静摩擦力为
C. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中，通过其横截面的电荷量为
D. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中，导体棒MN中产生的热量为
