题目内容

【题目】图中MNPQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨,间距为L,电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直.质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触,导轨一端接有阻值为R的电阻.由静止释放导体棒ab,重力加速度为g

1)通过计算分析导体棒下滑过程中做什么运动?

2)导体棒能够达到的最大速度为多大?

3)设ab下降的高度为h,求此过程中通过电阻R的电量是多少?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】试题分析:根据安培力公式求出安培力,应用牛顿第二定律分析答题;当导体棒匀速运动时速度最大,由平衡条件可以求出最大速度;由法拉第电磁感应定律求出电动势,由欧姆定律求出电流,由电流定义式求出电荷量

1导体棒受到的安培力

由牛顿第二定律得

解得

可知,导体棒向下加速运动,速度v增大,加速度a减小,导体棒做加速度减小的加速运动,当安培力与重力相等时,导体棒做匀速直线运动。

2)当导体棒做匀速运动时,速度最大,

由平衡条件得: ,解得:

3)由法拉第电磁感应定律得:

感应电流: ,电荷量:q=It

联立解得:

练习册系列答案
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【题目】(1)质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上,一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块,并留在其中,整个木块沿子弹原方向运动,则木块最终速度的大小是________ m/s.若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103N,则子弹射入木块的深度为________ m.

(2)某研究小组做验证力的平行四边形定则实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个).

①具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有________

A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同

C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度

D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计的拉力

②该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示.其中对于提高实验精度最有利的是________

(3)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:

A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)

B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)

C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)

D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)

E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)

F.电源(电动势 12 V,额定电流2 A,内阻不计)

G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)

①为使测量尽量准确,电压表选用________,电流表选用________,电源选用________.(均填器材的字母代号)

②画出测量Rx阻值的实验电路图.

③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会________其真实值(大于”、“小于等于”),原因是________________________

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