Question

如图(a)所示，轮轴的轮半径为2r，轴半径为r，它可以绕垂直于纸面的光滑水平轴O转动，图(b)为轮轴的侧视图．轮上绕有细线，线下端系一质量为M的重物，轴上也绕有细线，线下端系一质量为m的金属杆．在竖直平面内有间距为L的足够长平行金属导轨PQ、MN，在QN之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计．磁感强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直．开始时金属杆置于导轨下端，将重物由静止释放，重物最终能匀速下降，运动过程中金属杆始终与导轨接触良好．

(1)重物M匀速下降的速度v多大？

(2)对一定的B，取不同的M，测出相应的M作匀速运动时的v值，得到实验图线如图(c)，实验中电阻R＝0.1 Ω，L＝1 m，则实验中m和B的值分别为多大？

Answer 1

答案：
解析：

(1)设匀速运动时M的速度为V1，m－的速度为V2，有 　　V1＝2V2　　① 　　根据能量守恒定律有 　　MgV1＝mgV2＋B2L2V2/R　　② 　　①②联立解得：　　③ 　　(2) 　　图上当　时，，所以　　④ 　　由图得：　　⑤ 　　代入数据得：T　　⑥ 　　①③④⑤⑥式各3分　②式4分