题目内容
(12分)如图甲所示,放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连,导体棒及导轨的电阻不计,所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向下。现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象。设导轨足够长,求:
(1)力F的大小;
(2)t =1.2s时,导体棒的加速度;
(3)估算1.6s内电阻R上产生的热量。
(1)10N (2)3m/s2 (3)48J
解析试题分析:(1)由图可知,导体棒运动的速度达到10m/s时开始做匀速运动,此时安培力和拉力F大小相等。导体棒匀速运动的速度
匀速运动后导体棒上的电动势: (1分)
导体棒受的安培力: (2分)
则: (1分)
(2)由图可知,时间t=1.2s时导体棒的速度
此时导体棒上的电动势: (1分)
导体棒受的安培力:=N=7N (2分)
由牛顿定律得: (1分)
(3)由图知,到1.6s处,图线下方小方格的个数为40个,每个小方格代表的位移为
所以1.6s内导体棒的位移 (2分)
拉力F做功 (1分)
由图知此时导体棒的速度
导体棒动能
根据能量守恒定律,产生的热量 (1分)
(说明:格数为39~42均正确 ,答案范围46 ~52J )
考点:安培力 电磁感应定律 能量守恒
质量分别为m1和m2的两个物体用一个未发生形变的弹簧连接,如图所示,让它们从高处同时自由下落,则下落过程中弹簧发生的形变是(不计空气阻力)( )
A.若m1>m2,则弹簧将被压缩 |
B.若m1<m2,则弹簧将被拉长 |
C.只有m1=m2,弹簧才会保持原长 |
D.无论m1和m2为何值,弹簧长度均不变 |
两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是
A.ab杆所受拉力F的大小为mgtan37° |
B.回路中电流为 |
C.回路中电流的总功率为mgv sin37° |
D.m与v大小的关系为m= |