21.实验题：

(1)在用“单摆测重力加速度”的实验中：

①某同学在实验中测得的小球直径为d，测定了摆线的长度为l，用秒表记录小球完成n次全振动的总时间为t，则当地的重力加速度的表示式为

g=           (用d、l、n、t表示)。若该同学用游标卡尺测定了小球的直径，如图1所示，则小球直径为              cm;

②为了尽可能减小实验误差，下述操作中可行的是           。

A.摆线偏离竖直方向的最大摆角小于5°

B.当小球通过平衡位置时开始计时

C.让小球尽可能在同一竖直面内摆动

D.减小摆球的质量

(2)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。

①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：

电压表：V(量程3v，内阻Rv=10kΩ)

电流表：G(量程3mA，内阻Rg=100Ω)

电流表：A(量程3A，内阻约为0.5Ω)

滑动变阻器：R1(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)

R2(阻值范围0～1000Ω，额定电流1A)

定值电阻：R3=0.5Ω

该同学依据器材画出了如图2所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________。

②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A。

③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______(填写器材的符号)

④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图3所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V (结果保留三位有效数字)，电源的内阻r=_______Ω (结果保留两位有效数字)。

22.如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点。有一小物块质量为m=1.0kg，小物块在F=10N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，它与水平轨道和半圆形轨道间的摩擦均不计。g取10m/s2，求：

(1)撤去力F时小物块的速度大小;

(2)小物块通过D点瞬间对轨道的压力大小;

(3)小物块通过D点后，再一次落回到水平轨道AB上，落点和B点之间的距离大小。

23.如图所示，在质量为M=0.99kg的小车上，固定着一个质量为m=0.01kg、电阻R=1的矩形单匝线圈MNPQ，其中MN边水平，NP边竖直，MN边长为L=0.1m，NP边长为l=0.05m。小车载着线圈在光滑水平面上一起以v0=10m/s的速度做匀速运动，随后进入一水平有界匀强磁场(磁场宽度大于小车长度)。磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B=1.0T。已知线圈与小车之间绝缘，小车长度与线圈MN边长度相同。求：

(1)小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向;

(2)小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量q;

(3)如果磁感应强度大小未知，已知完全穿出磁场时小车速度v1=2m/s，求小车进入磁场过程中线圈电阻的发热量Q。

24.如图所示，在光滑的水平长直轨道上，有一质量为M=3kg、长度为L=2m的平板车以速度v0=4m/s匀速运动。某时刻将质量为m=1kg的小滑块轻放在平板车的中点，小滑块与车面间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s2。

(1)若小滑块最终停在平板车上，小滑块和平板车摩擦产生的内能为多少?

(2)若施加一个外力作用在平板车上使其始终保持速度为v0=4m/s的匀速运动，当小滑块放到平板车中点的同时，对该小滑块施加另一个与平板车运动方向相同的恒力F，要保证滑块不能从平板车的左端掉下，恒力F大小应该满足什么条件?

(3)在(2)的情况下，力F取最小值，要保证滑块不从平板车上掉下，力F的作用时间应该在什么范围内?