题目内容

(14分)如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻.ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直·现用一竖直向上的力F拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动,在上升高度为h的过程中,拉力做功为W,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用.求:

(1)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;
(2)导体杆上升到h过程中通过杆的电量;
(3)导体杆上升到h过程中bc间电阻R产生的焦耳热.
(1) (2)  (3)

试题分析:(1)设ef上升到h时,速度为v1、拉力为F,根据运动学公式得:
根据牛顿第二定律得:
根据闭合电路的欧姆定律得:
联立解得:
(2)感应电荷量
根据闭合电路的欧姆定律
根据法拉第电磁感应定律
所以
(3)设整个过程产生的总焦耳热为Q,由功能关系得:

解得:
所以R上产生的焦耳热为
练习册系列答案
相关题目
(1)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中
①某小组同学用如图所示装置,采用控制变量方法,研究在小车质量不变的情况下,小车加速度与小车受力的关系。下列说法正确的是
A.平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高,在塑料小桶中添加砝码,使小车在绳的拉力作用下能匀速滑动
B.每次改变小车所受的拉力时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源
D.在每次实验中,应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量

②如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带.取计数点A、B、C、D、E、F、G.纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm,BC="3.88" cm,CD="6.26" cm,DE="8.67" cm,EF="11.08" cm,FG=13.49cm,则小车运动的加速度大小a = _____   m/s2,打纸带上C点时小车的瞬时速度大小VC =  ______  m/s.(结果保留二位有效数字)

③某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示(小车质量保持不变):
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
a/ m/s2
0.30
0.40
0.48
0.60
0.72
a.根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象

b.若作出的a-F图象不过坐标原点,可能的原因是:_______________________。
(2)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,
实验室备有下列器材选用:
干电池(电动势E约为1.5V,内电阻r约为1.0Ω);电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10Ω);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω);
滑动变阻器R1(0~20Ω,10A);
滑动变阻器R2(0~300Ω,1A);
定值电阻R0=999Ω;
开关和导线若干。
某同学设计了如图甲所示的电路进行实验:

①该电路中为了操作方便且能准确地进行测量, 滑动变阻器应选      (填写器材前的字母代号“R1”或“R2”); 在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动端c移动至
    (填“a端”、“中央”或“b端”)。
②根据图甲在图乙的实物图上连线。

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