题目内容

(04年北京卷)(18分)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L0、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。

(1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;

(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。

 

 

解析

(1)

 

重力mg,竖直向下

支撑力N,垂直斜面向上

安培力F,沿斜面向上

 

   (2)当ab杆速度为v时,感应电动势E=BLv,此时电路电流    

 

ab杆受到安培力

 

根据牛顿运动定律,有

   

 

 

(3)当时,ab杆达到最大速度vm

 

练习册系列答案
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(04年北京卷)(18分)为了测定电流表A1的内阻,采用如图1所示的电路。其中:A1是待测电流表,量程为300μA内阻约为100Ω;

A2是标准电流表,量程是200μA;

R1是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;

R2是滑动变阻器;R3是保护电阻

E是电池组,电动势为4V,内阻不计;

S1是单刀单掷开关,S2是单刀双掷开关。

 

(1)根据电路图1,请在图2中画出连线,将器材连接成实验电路。

  

 

(2)连接好电路,将开关S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2使电流表A2的读数是150μA;然后将开关S2扳到接点b处,保持R2不变,调节电阻箱R1,使A2的读数仍为150μA。若此时电阻箱各旋钮的位置哪图3所示,电阻箱R1的阻值是        Ω,则待测电流表A1的内阻R3=            Ω。

 

(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑动端位置,都要保证两块电流表的安全。在下面提供的四个电阻中,保护电阻R3应选用:               (填写阻值相应的字母)。

A.200KΩ             B.20KΩ                 C.15KΩ                 D.20Ω

 

(4)下面提供最大阻值不同的四个滑动变阻器供选用。即要满足上述实验要求,又要调整方便,滑动变阻器               (填写阻值相应的字母)。

       A.1kΩ                   B.5kΩ                   C.10kΩ                 D.25KΩ

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