题目内容

【题目】如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,导轨间接有电阻R=1.0;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下。现用一大小为0.02N的恒力F拉杆,使之沿轨道向右运动起来,求

(1)当导体杆速度为v=1.0m/s时,电阻R两端的电压;

(2)导体杆最终的最大速度vm

【答案】(1)U=0.1V (2)vm=2m/s

【解析】(1)导体棒切割磁感线产生感应电动势可得:

由闭合电路欧姆定律可得,由于导体棒无电阻,所以电阻R两端的电压为0.1V;

(2)当导体棒所受安培力与拉相等时,速度最大,即

由以上各式解得:

练习册系列答案
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【题目】如图所示,某实验小组借用探究加速度与力、质量的关系的实验装置,进行研究合外力做功和动能变化的关系的实验:

(1)使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系.

①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材.若要完成该实验,必需的实验器材还有__________________

②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.

③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是______(填字母代号).

A.避免小车在运动过程中发生抖动   B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰

C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动   D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到下图所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点ABCDEFG.

实验时测得小车的质量为M=200 g,小车所受细绳的拉力为F=0.2 N.各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为ΔEk.请补填表中空格(结果保留小数点后四位).这两个数分别是__________________.

计数点

s/m

v/(m·s-1)

v2/(m2·s-2)

W/J

ΔEk/J

A

0.1550

0.5560

0.3091

0.0310

0.0309

B

0.2160

0.6555

0.4297

0.0432

0.0430

C

0.2861

0.7550

0.5700

0.0572

0.0570

D

0.3670

0.8570

0.7344

0.0734

0.0734

E

0.4575

0.9525

0.9073

F

0.5575

1.051

1.105

0.1115

0.1105

G

0.6677

1.150

1.323

0.1335

0.1323

分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内 ________________________

(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的 ____________(填字母代号).

A.在接通电源的同时释放了小车

B.小车释放时离打点计时器太近

C.平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够

D.平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大

(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制v2-s图线来分析实验数据.请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出v2-s图线.分析v2-s图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论.这种方案中直线斜率表达式为k___________ (用题目中相关物理量字母表示).

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