题目内容
【题目】如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中( )
A.流过金属棒的最大电流为B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为mghD.金属棒产生的焦耳热为mg(h-μd)
【答案】BD
【解析】
A.金属棒滑下过程中,根据动能定理有
mgh=
根据法拉第电磁感应定律有
Em=BLvm,
根据闭合电路欧姆定律有
Im=,
联立得
选项A错误;
B.根据可知,通过金属棒的电荷量为,选项B正确;
C.金属棒运动的全过程根据动能定理得
mgh+Wf+W安=0,
所以克服安培力做的功小于mgh,故选项C错误;
D.由
Wf=-μmgd,
金属棒克服安培力做的功完全转化成电热,由题意可知金属棒与电阻R上产生的焦耳热相同,设金属棒上产生的焦耳热为Q,故
2Q=-W安,
联立得
Q=
选项D正确。
故选BD。
【题目】如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验,还需要的实验器材有______________。
(2)实验中需要测量的物理量有______________。
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F-x图线,由此可求出弹簧的劲度系数为____________ N/m。图线不过原点的原因是由于_______________。
(4)为完成该实验,设计的实验步骤如下:
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来; |
B.记下弹簧不挂钩码时其下端的刻度尺上的刻度l0; |
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺; |
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码; |
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数,如果不行,则考虑二次函数;
F.解释函数表达式中常数的物理意义;
G.整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:________。