Question

如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出图像。足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角θ=30°。轨道上端连接有阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN电阻r=0.5Ω，质量m=0.2kg，杆长。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的图像（设杆在整个运动过程中与轨道垂直，）。试求：

图（a）                                                 图（b）

（1）t=0.5s时电阻R的热功率；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）估算0~1.2s内通过电阻R的电量大小及在R上产生的焦耳热。

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）（3）（1.26C~1.33C格均正确）      

【解析】

试题分析：

解：（1）由I?t图像可知当t=0.5s时，I=1.10A；       

                                            

（2）由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A，         

杆受力平衡：                                                   

解得                     

（3）1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知：

总格数为129格（126~133格均正确）

（1.26C~1.33C格均正确）           

由图知：1.2s末杆的电流I=1.50A                                       

                

                

                                                    

       

                              

考点：电功率、电磁感应、闭合电路欧姆定律。

点评：本题电路结构较为复杂，关键要理解图象的物理意义．