题目内容
【题目】半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2 , 两灯的电阻均为R=2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计.
(1)若棒以v0=5m/s的速率,在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬时(如图),MN中的电动势和流过灯L1的电流.
(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°后,磁场开始随时间均匀变化,其变化率为 ,求L1的功率.
【答案】
(1)
解:棒滑过圆环直径OO′的瞬时,MN中的电动势
E1=B2av=0.2×0.8×5V=0.8V ①
等效电路如图(1)所示,
流过灯L1的电流
I1= A=0.4A;②
故流过灯L1的电流为0.4A;
答:若棒以v0=5m/s的速率,在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬时(如图),MN中的电动势0.8V和流过灯L1的电流0.8A.
(2)
解:撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°,半圆环OL1O′中产生感应电动势,相当于电源,灯L2为外电路,等效电路如图(2)所示,感应电动势
E2= =0.5×πa2× =0.32V ③
L1的功率
P1= =1.28×10﹣2W
答:撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°后,磁场开始随时间均匀变化,其变化率为 ,求L1的功率1.28×10﹣2W.
【解析】考查法拉第电磁感应定律、欧姆定律及电功率表达式;同时导体棒切割磁感线相当于电源;穿过线圈磁通量变化也相当于电源;并注意第1问两灯是并联,而第2问两灯是串联.
【题目】某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m).完成下列填空:
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的 示数为;
(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图(b)所示,该示数为kg;
(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧.此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
m(kg) | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过最低点时的速度大小为 m/s.(重力加速度大小取9.80m/s2 , 计算结果保留2位有效数字)