源电动势为E，内阻不计。当闭合电键S后，滑片P沿圆环顺时针滑动时，图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图，分别做实验，并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。
根据上述实验数据，回答下列问题：
（1）根据表1中的实验数据，请通过计算，分析完成表1中“位置A”下的空格。 （2）根据表1、表2中的实验数据，请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因： 。 （3）根据（2）中的分析，请思考：当滑片P滑到G、A之间位置X时，则表2中“位置X”下的空格可能的数据（即各电表的示数）分别是（ ） A．0.05A，0.75V，5.25V B．0.07A，1.05V，4.95V C．0.16A，2.40V，3.60V D．0.25A，3.75V，2.25V 29、答案：（1）0.4A, 6V, 0
（2）乙同学做实验时，圆环在G、A之间某处发生断路故障
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（3）BD
解析：（1）滑片P沿圆环顺时针滑到A时，电压表V2示数为零。由表1中数据画出把R1看作电源内阻的等效电源伏安特性曲线，得出电源电动势等于6V，R1=15Ω. 电源电动势数值等于滑片P沿圆环顺时针滑到A时，电压表V1示数。滑片P沿圆环顺时针滑到A时，电流表示数为E/ R1=0.4A.。
（2）表2中的实验数据，电流表示数一直减小，说明乙同学做实验时，圆环在G、A之间某处发生断路故障。
（3）当滑片P滑到G、A之间位置X时，可能电流表示数进一步减小，电压表V1示数进一步减小，电压表V2示数进一步增大，选项B可能；也可能过了断路点，电流表示数突然增大，电压表V1示数突然增大，电压表V2示数突然减小，选项D可能。
六．计算题（共50分）
30．（12分）（2012年上海华师大附中等八校联考）4×100m接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前s0 处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间），已知接力区的长度为L=20m，设乙起跑后的运动是匀加速运动，试求：
（1）若s0 =13.5m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？
（2）若s0 =16m，乙的最大速度为8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少？ 30、解：（1）设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有vt－vt/2＝13.5m 1分 将v＝9m/s代入得到：t＝3s， ————1分 又 v＝at 解得：a＝3m/s2 ————1分 在追上乙的时候，乙走的距离为s
则：s＝at2/2 ——1分 代入数据得到s＝13.5m —1分 所以乙离接力区末端的距离为?s＝20m－13.5m＝6.5m ——1分
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（2）由题意可知，乙的加速度越大，在完成交接棒时走过的距离越长。当在接力区的边缘完成交接棒时，乙的加速度最大 ———————1分 设乙的加速度为a2，运动的时间t=
v乙a2L?s0v甲 ———————1分
乙加速的时间t1=L=
12 ——————————————1分
a2t12+v乙（t- t1） ——————2分
83a2=m/s2=2.67 m/s2 ——————1分
31．（12分）（2012年上海华师大附中等八校联考）如图所示，电源内阻r=1Ω，R1=2Ω，R2=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。 （1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3） 当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？ 31．解：（1）电源的电动势E=UL+IR1+Ir=3V+1×2V+1×1V=6V. （2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I=E/(R1+r)=2A。 （3）灯L电阻RL=U2/P=6Ω，
设滑动阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3L=由闭合电路欧姆定律，I=E/(R1+r+R3L)， 将已知量代人，化简得：I=
4R3R3?22?6?R3?3R3?6R3?RLR3?RL=
R3?6R3?6，
。
又，U3=IRL3=
U23，
=
16R3所以P3=
R3=
16R3R3?4R3?42?R3?2??8R32=
16?R3?2?R32,
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当R3=2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W.。
32．（12分）（2012年上海华师大附中等八校联考）如图所示，
在一次消防演习中，消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下，滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处，可将消防员和挂钩均理想化为质点，且通过O点的瞬间没有机械能的损失。已知AO长L1=5m，OB长L2=10m，两面竖直墙MN的间距d=11m。滑杆A端用铰链固定在墙上，可自由转动。B端用铰链固定在另一侧墙上。为了安全，消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s，挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为μ=0.8。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）若测得消防员下滑时，OB段与水平方向间的夹角始终为37°，求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向；
（2）若B端在竖直墙上的位置可以改变，求滑杆端点A、B间的最大竖直距离。 32、（1）设杆OA、OB与水平方向夹角为α、β，由几何关系：d＝L1cosα+L2cosβ 得出AO杆与水平方向夹角α＝53° ————————————1分 由牛顿第二定律得mgsinθ－f＝ma ————————————1分 f=μN N=μmgcosθ
在AO段运动的加速度：a1＝gsin53°－μgcos53°＝3.2 m/s2，方向沿AO杆向下。——2分
在OB段运动的加速度：a2＝gsin37°－μgcos37°＝－0.4 m/s2，方向沿BO杆向上。——2分
（2）对全过程由动能定理得 mgh－μmgL1cosα－μmgL2cosβ＝mv2-0 2分
21其中d＝L1cosα+L2cosβ，v ≤6 m/s ——1分 所以：h?v22g??d≤ 10.6m ——————————1分
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又
h因为若两杆伸直，AB间的竖直高度为
′=(L1?L2)2?d2?104?10.2m?10.6m
所以AB最大竖直距离应为10.2m。———————2分
33．（14分）（2012年上海华师大附中等八校联考）如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端弯曲部分光滑，水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ，右端有另一磁场Ⅱ，其宽度也为d，但方向竖直向下，两磁场的磁感强度大小均为B0，相隔的距离也为d.有两根质量为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场Ⅱ中点C、D处．现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去．
（1）当a棒在磁场Ⅰ中运动时，若要使b棒在导轨上保持静止，则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0，求h0的大小；
（2）若将a棒从弯曲导轨上高度为h（h （3）若将a棒仍从弯曲导轨上高度为h（h 33、（1） 因为a棒进入磁场Ⅰ后做减速运动，所以只要刚进入时b棒不动，b就可以静止不 www.ks5u.com 版权所有@高考资源网 - 20 - 12 动。对a棒：由机械能守恒：mgh0＝mv0 ———1分 2 ε 对回路：ε＝BLv0，I＝ ————1分 2R对b棒：BIL＝μmg ———————1分 2μ2m2gR2 联立解得：h0＝. ————————————1分 B4L4（2）由全过程能量守恒与转化规律：mgh＝μmg2d＋W克A ———2分 解得：W克A＝mgh－μmg2d ————— 2分 （3） a棒通过磁场Ⅰ时恰好无感应电流，说明感应电动势为零，根据法拉第电磁ΔΦ 感应定律ε＝，在Δt≠0的前提下，ΔΦ＝0即Φ保持不变 —1分 Δt 1 对a棒：由机械能守恒：mgh＝mv2 ——1分 2a棒进入磁场Ⅰ后，由牛顿第二定律得：a＝μg 12 经过时间t，a棒进入磁场Ⅰ的距离为x＝vt－at — 1分 2 d 磁通量Φ＝B0(d－x)L－BL ————————————————1分 2 d1 又最初磁通量为Φ0＝B0dL－B0L＝B0dL＝Φ ——————————1分 22 2B0?1? 联立解得：B＝B0－?2ght－μgt2? ————————————1分 d?2? www.ks5u.com 版权所有@高考资源网 - 21 -