题目内容
【题目】如图所示,导轨间距L=0.5m,α=37°,B=0.8T,棒的质量为m=0.2kg,金属棒的电阻为R=2Ω,其余电阻不计,金属棒与导轨的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始运动,到刚好匀速时,通过导体横截面的电量Q=2C.求:
(1)棒在运动过程中,任意△t=2s内导体棒在框架上可能扫过的最大面积;
(2)从开始下滑到刚好匀速,导体棒中产生的焦耳热(g=10m/s2).
【答案】(1) (2)Q=1.5J
【解析】(1)金属棒运动时产生的电动势方向从N到M,匀速时,对金属棒受力分析如图,应满足:mgsinα=μmgcosα+F安①
根据法拉第电磁感应定律应有:E=BLv②
根据闭合电路欧姆定律应有:I=E/R③
又F安=BIL④
联立①②③④可得:v=5m/s⑤
由于金属棒匀速时速度最大,所以在△t时间内扫过的最大面积为:Smax=Lv△t=0.5×5×2m2=5m2
(2)根据电量 ,以及
【题目】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验,从图示位置开始释放重锤。
(1)请指出图甲中的错误及不妥之处(只需写出两处)。
① ② ;
(2)改进实验中错误及不妥之处后,某同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个打点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h(m) | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v(m/s) | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
v2(m2/s2) | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.30 |
请在图乙坐标中,描点作出v2~h图线;由图线可知,重锤下落的加速度g′= m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g= 9.80m/s2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据 .
(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据,画出的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1 b的质量m2(选填“大于”或“小于”)。造成以上原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052kg,当地重力加速度g=9.78m/s2,则重物所受的平均阻力f= N。(结果保留两位有效数字)