题目内容
【题目】一种可测速的跑步机的测速原理如图所示。该机底面固定有间距为L、宽度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,左侧与电压表和电阻R相连接。绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻为r的平行细金属条,跑步过程中,绝缘橡胶带跟随脚步一起运动,金属条和电极之间接触良好且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。现在测出t时间内电压表读数为恒为U,设人与跑步机间无相对滑动,求:
(1)判断电阻R的电流方向。
(2)该人跑步过程中,是否匀速?给出定性判断理由。
(3)求t时间内的平均跑步速度。
(4)若跑步过程中,人体消耗的能量有20%用于克服磁场力做功,求t时间内人体消耗的能量。
![]()
【答案】(1)电阻R的电流方向向下(2)是匀速度(3)
(4)![]()
【解析】
(1)由题意且根据右手定则可知,电阻R的电流方向向下;
(2)(3)金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小为
,回路中的电流大小为
![]()
伏特表的示数为
![]()
解得
![]()
由于伏特表示数恒定,所以速度也恒定,说明该人跑步过程中,是匀速;平均速度为
![]()
(4)金属条中的电流为
![]()
金属条受的安培力大小为
![]()
时间t内金属条克服安培力做功为
![]()
所以t时间内人体消耗的能量
![]()
【题目】(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点:①水平方向做匀速运动,②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图1所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,这个实验能够说明( )
![]()
A.只能说明上述规律中的第①条 |
B.只能说明上述规律中的第②条 |
C.不能说明上述规律中的任何一条 |
D.能同时说明上述两条规律 |
(2)在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。如图是用一张印有小方格的纸记录的轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示,则由图可知小球从a运动到b和b运动到c的时间是 (填”相等”或”不相等”)的,这段时间
,小球平抛运动初速度的计算式为
(用L、g表示)。
![]()