[题目]如图所示.两根足够长.电阻不计的平行金属导轨相距L=0.5m.导轨平面与水平面成θ=37°角.导轨下端连接阻值R=2Ω的电阻.磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一根质量m=0.2kg的导体棒ab放在两导轨上.在导轨之间的有效电阻r=2Ω.棒与导轨垂直并保持良好接触.导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=0.5m，导轨平面与水平面成θ=37°角，导轨下端连接阻值R=2Ω的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一根质量m=0.2kg的导体棒ab放在两导轨上，在导轨之间的有效电阻r=2Ω，棒与导轨垂直并保持良好接触，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，求：

（1）导体棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）导体棒做匀速运动时的速度大小；

（3）从导体棒静止开始沿导轨下滑到刚好开始做匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热量Q=1J，则这个过程中导体棒的位移多大？

【答案】(1) (2) (3) 30m

【解析】试题分析：由牛顿第二定律可以求出加速度；导体棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件可以求出匀速运动时的速度；由动能定理可以求出导体棒的位移。

（1）金属棒开始下滑的初速为零，受重力、支持力和摩擦力。

根据牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma

解得：a=2m/s2
（2）设金属棒运动达到稳定时，设速度为v，受重力、支持力、摩擦力和安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡，由物体平衡条件得：mgsinθ-μmgcosθ=F

代入数据解得：F=0.4N

安培力表达式为：

代入数据解得：v=10m/s

（3）由动能定理得：

电阻R上产生的焦耳热量等于1J，则r上产生的焦耳热为1J，
则克服安培力做功：W安=2J，

代入数据解得：s=30m

练习册系列答案

（1）S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针____________偏转．

（2）线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针____________偏转．

（3）线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针____________偏转．

【题目】某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图测量一电源的电动势E和内阻r以及某未知电阻R的阻值，电路中的电压表是量程为0～3.0 V的理想电表，电阻箱的阻值为0～99.9 Ω，其中K1为单刀单掷开关、K2为单刀双掷开关。

(1)为了测量未知电阻的阻值，该小组的同学首先将开关K1闭合，然后将单刀双掷开关K2扳到位置1，调节电阻箱的阻值，当电阻箱的阻值为R0时，电压表的读数为U1，此时保持电阻箱的阻值不变，将单刀双掷开关K2扳到位置2，此时电压表的示数为U2，用以上给出的物理量表示未知电阻的阻值R＝________；

(2)通过测量，该小组的同学得到未知电阻的阻值为R＝8.8 Ω，为了测量电源的电动势E和内阻r，又进行了如下的操作：将电键K1闭合，然后将单刀双掷开关K2扳到位置1，多次调节电阻箱的阻值，读出电阻箱的读数R0以及对应的电压表的读数U，根据多次测量的数据，以为纵坐标、为横坐标作出的图线如图乙所示，则可知该电源的电动势E＝________V，该电源的内阻r＝________Ω.