题目内容

如图所示,下端接有电阻R的“U”形光滑金属导轨与水平面成θ角,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是( )

A.拉力做的功等于该金属棒的机械能的增量
B.拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和
C.该金属棒所受的拉力、安培力、重力做功之和等于回路产生的热量
D.拉力对该金属棒做的功等于回路中产生的电能
【答案】分析:金属棒沿导轨匀速上滑,拉力做正功,金属棒的重力势能增大,回路中产生内能,根据功能关系分析可知拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和.根据动能定理分析拉力、安培力、重力做功之和.金属棒克服安培力做功等于回路中产生的电能.
解答:解:
A、B金属棒沿导轨匀速上滑,动能不变,而拉力做正功,金属棒的重力势能增大,回路中产生内能,根据功能关系得知:拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和.故A错误,B正确.
C、金属棒上滑的过程中,有三个力做功:拉力、安培力、重力做功,而动能不变,则根据动能定理得知,拉力、安培力、重力做功之和等于零.故C错误.
D、金属棒克服安培力做功等于回路中产生的电能.故D错误.
故选B
点评:对于电磁感应现象中能量问题,首先要搞清有几种形式的能,其次要弄清能量是如何转化的.
练习册系列答案
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Ⅰ.用如图所示的实验装置来验证牛顿第二定律.
①为消除摩擦力的影响,实验前平衡摩擦力的具体操作为:取下
砂桶
砂桶
,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车后,小车能沿木板做
匀速直线
匀速直线
运动.
②某次实验测得的数据如下表所示,根据这些数据在坐标图中描点并作出a-
1
m
图线,从a-
1
m
图线求得合外力大小为
0.3
0.3
N(计算结果保留两位有效数字).
Ⅱ.某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
(1)请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在实验开始前应置于
a
a
端(选填“a”或“b”)

(2)正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图丙的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.对比实验结果与理论曲线(图中已画出)可以看出二者有一定的差异.除了读数等偶然误差外,还可能是什么原因造成?
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大
电流表的分压造成电阻的测量值总比真实值大或随着温度的升高,热敏电阻的阻值变小,电流表的分压作用更明显,相对误差更大

温度/℃ 30 40 50 60 70 80 90 100
阻值/kΩ 7.8 5.3 3.4 2.2 1.5 1.1 0.9 0.7
(3)已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t0),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t0是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,使流过它的电流恒为40mA,t0=20℃,k=0.16W/℃.由理论曲线可知:
①该电阻的温度大约稳定在
50
50
℃;    ②此时电阻的发热功率为
4.8
4.8
W.

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