题目内容
【题目】如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为g.求
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
(2)电阻的阻值.
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
ma=F-μmg①
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有
v=at0②
当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为
E=Blv③
联立①②③式可得
E=Blt0④
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆的电流为I,根据欧姆定律
I=⑤
式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为
f=BIl⑥
因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得
F–μmg–f=0⑦
联立④⑤⑥⑦式得
R=⑧
【题目】在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该做a与 的图象.
(3)某组同学实验得出数据,画出a﹣F图象如图2所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是
A.实验中摩擦力没有平衡 |
B.实验中摩擦力平衡过度 |
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 |
D.实验中小车质量发生变化 |