[题目]如图甲所示. 光滑且足够长的平行金属导轨MN.PQ固定在同一水平面上.两导轨间距L=0.30m.导轨电阻忽略不计.其间连接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量m=0.10kg.电阻r=0.20Ω的金属杆ab.整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中.磁场方向竖直向下.用一外力F沿水平方向拉金属杆ab.使之由静止开始运动.电压� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.40Ω。导轨上停放一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。

(1)判断运动后金属杆中感应电流方向以及其所受磁场力方向

(2)试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；

(3)求第2s末外力F的瞬时功率；

(4)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。

【答案】(1) 从b到a ，与F方向相反；(2)；(3)；(4) 0.05J

【解析】

(1)由右手定则，运动后金属杆中感应电流方向从b到a，再根据左手定则可知其所受磁场力方向与F方向相反。

(2) 设路端电压为U，金属杆的运动速度为v，则感应电动势

E=BLv

通过电阻R的电流

电阻R两端的电压

电压表的示数为

由及U-t图像可知，U随时间均匀变化，即速度随时间均匀变化，导体棒在力F作用下做匀加速直线运动。

(3)在2s末，金属杆的切割速度为

由牛顿第二定律

由于

2s末拉力F的功率为

联立解得

(4)设回路产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律

电阻R与金属杆的电阻r串联，产生焦耳热与电阻成正比

因为

联立解得，金属杆上产生的焦耳热

练习册系列答案

A.沿三个方向运动时，圆环中将产生顺时针方向的电流

B.当环v1方向运动时，圆环先减速运动后沿平行导线方向匀速运动

C.当环沿v1和v2运动时，圆环所受的安培力方向相同

D.环沿这三个方向运动，最终都将停止运动

【题目】如图所示，质量M=5kg的小车静止在光滑水平地面上，小车左侧AB部分水平，右侧BC部分为半径R=0.5m的竖直光滑圆弧面，AB与BC恰好在B点相切，CD为竖直侧壁。质量m=1kg的小滑块以v0=6m/s的初速度从小车左端的A点滑上小车，运动到B点时与小车相对静止一起向前运动，之后小车与右侧竖直墙壁发生碰撞，碰撞前后无能量损失。已知滑块与小车AB段间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小车与墙壁碰撞前的速度大小；

（2）小车AB段的长度；

（3）试通过计算说明：小车与墙壁碰撞后，滑块能否从C点滑出。

【题目】在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材。

(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻。

①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接____________________；

②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图c所示，可得电源的电动势E=_______V，内电阻r＝______Ω。（结果保留两位有效数字）

③分析该实验产生系统误差的原因______________________________________________

(2)乙同学误将测量电路连接成如图d，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图e，可得电源的电动势E＝_______V，内电阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）

【题目】所示，A、B为用两个绝缘细线悬挂起来的带电绝缘小球，质量mA＜mB．当在A球左边如图位置放一个带电球C时，两悬线都保持竖直方向（两悬线长度相同，三个球位于同一水平线上）．若把C球移走，A、B两球没有发生接触，则（b）图中（图中α＞β）能正确表示A、B两球位置的图是（）

A.B.C.D.

【题目】如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（　　）