题目内容

【题目】如图甲所示，倾斜放置的平行光滑导轨间距为L。导轨与水平面的夹角为，导轨上端连有阻值为的定值电阻，在导轨平面上的abdc、cdfe区域内分别有垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为和，两磁场的宽度均为L。一长为L，阻值为的导体棒从导轨某位置由静止释放，导体棒在滑动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好，导体棒在磁场中运动的速度一时间图像如图乙所示。不计导轨的电阻，取，求：

(1)导体棒的质量；

(2)导体棒穿过整个磁场过程中电阻R上产生的焦耳热；

(3)导体棒穿过磁场Ⅱ的时间。

【答案】(1)0.2kg；(2)1.0375J；(3)1.9s

【解析】

(1)由图乙可知，导体棒在磁场Ⅰ中做匀速直线运动，速度，运动时间，则

①

②

③

④

联立①②③④解得

(2)导体棒穿过整个磁场区域，由能量守恒定律得

⑤（其中）

⑥

联立⑤⑥解得

(3)设导体棒穿过磁场Ⅱ的时间为，选取沿导轨向下为正方向，由动量定理得

⑦

又

⑧

⑨

⑩

联立以上各式，解得

练习册系列答案
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（1）利用所测数据求得小车的加速度大小________。

（2）打点计时器在打计数点3时小车的速度大小_________m/s。

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