题目内容
【题目】如图所示,相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平,且电阻不计,在导轨的两端分别连有电阻R1和R2,左侧倾角为,在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B0,水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内,有竖直向上垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度也为B0。一质量为m、长度也为l的金属导体棒,从距水平轨道h高处由静止释放,滑到底端时的速度为v0,穿过efig区域磁场后速度变为。已知导轨和金属棒始终接触良好,倾斜部分轨道和水平部分用光滑圆孤相连,导体棒的电阻和R1、R2的阻值均为r。求:
(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中电阻R1上产生的热量;
(2)虚线ef和gi之间的距离;
(3)导体棒最终停在什么位置。
【答案】(1);(2);(3)最终停在水平磁场的正中间
【解析】
(1)设此过程整个装置产生的热量为Q,R1产生的热量为Q1
(2)设ef和gi之间的距离为x,穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量为q1,根据动量定理可得
其中,得
(3)设导体棒在磁场区经过的路程为s,通过导体的电荷量为q2
得
=
所以导体棒最终停在水平磁场的正中间
【题目】小华同学在做“用打点计时器测速度”的实验时,从打下的若干纸带中选出了如图1所示的一条纸带,已知打点计时器使用的电源频率为50Hz,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,各计数点到0点的距离如纸带上所示.
(1)为了达到实验的目的,除了有打点计时器、纸带、小车、细绳、导线、低压交流电源、小木块、长木板外,还需要的仪器有___
A.刻度尺 B.铁架台 C.停表 D.天平
(2)图中两计数点的时间间隔为T=_________s.
(3)根据纸带提供的信息,小华同学已经计算出了打下1、2、3、4、6这五个计数点时小车的速度,请你帮助他计算出打下计数点5时小车的速度v5=__________m/s(结果保留3位有效数字),并填入表中.
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
t/s | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
0.358 | 0.400 | 0.440 | 0.485 | 0.570 |
(4)以速度v为纵轴、时间t为横轴在图2坐标纸上建立直角坐标系,根据表中的v、t数据,在坐标系中描点,并作出小车运动的v﹣t图象.
(________)
(5)根据v﹣t图象可知,小车运动的加速度大小为_______________m/s2(结果保留3位有效数字).