题目内容

如图所示,两条互相平行且足够长的光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距l=0.2 m,在导轨的一端接有阻值R=3 Ω的电阻,在x≥0处有一垂直水平面向下的匀强磁场,磁感强度B=0.5 T。一质量m =0.1kg,电阻r=2 Ω的金属棒垂直搁在导轨上,并以v0=20 m/s的初速度进入磁场,在水平拉力F的作用下作持续的匀变速直线运动,加速度大小a=2 m/s2、方向与初速度方向相反。棒与导轨接触良好,其余电阻均不计。求:

(1)第一次电流为零时金属棒所处的位置;

(2)电流为最大值的一半时拉力F的大小及其功率;

(3)金属棒开始进入磁场到速度减小为零的过程中,电阻R上产生的热量为1.6 J,求该过程中拉力F所做的功。

 


(1)由可知

,则                 1分

    故                         2分

                              2分

(2)易知

,则速度  1分

      2分

可知                  1分

讨论:①若棒向右运动,有

                     1分

                1分

②若棒向左运动,有

              1分

        1分

(3)由动能定理可知

          3分

其中

      2分

故               2分

练习册系列答案
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Ⅰ学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示.在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2位置不变,∠AOF=30°,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值,则:
(1)若OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为
3
3

(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率的值大?
P4
P4

(3)若某种液体的折射率为n=2.5,可以用此仪器进行测量吗?
不可以
不可以

Ⅱ如图所示为“双棱镜干涉”实验装置,其中S为单色光源,A为一个顶角略小于180°的等腰三角形棱镜,P为光屏.S位于棱镜对称轴上,屏与棱镜底边平行.调节光路,可在光屏上观察到干涉条纹.这是由于光源S发出的光经棱镜作用后,相当于在没有棱镜时,两个分别位于图S1和S2位置的相干光源所发出的光的叠加.(S1和S2的连线与棱镜底边平行)已知S1和S2的位置可由其他实验方法确定,类比“双缝干涉测波长”的实验,可以推测出若要利用“双棱镜干涉”测量光源S发出的单色光的波长时,需要测量的物理量是
S1与S2间的距离
S1与S2间的距离
S1(或S2)与光屏间的距离
S1(或S2)与光屏间的距离
干涉条纹间距
干涉条纹间距

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