题目内容
【题目】如图所示,水平光滑导轨足够长,导轨间距为
,导轨间分布有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为
,导轨左端接有阻值为
的电阻,电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上,其在轨间部分的电阻也为
。现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒,开始时,物块距地面的高度为
,物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为
。已知物块与金属棒的质量相等,不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦,导轨始终与金属棒垂直且紧密接触。求:
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(1)金属棒的最大速度
;
(2)物块的质量
;
(3)棒从静止开始到物块刚要落地的过程中,电阻
上产生的热量
。
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)设金属棒的最大速度
,根据法拉第电磁感应定律可得:
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根据欧姆定律可得:
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联立解得金属棒的最大速度:
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(2)根据欧姆定律可得:
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对棒分析,根据平衡条件可得:
安
而:
安![]()
联立解得物块的质量:
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(3)棒从静止开始到物块刚要落地的过程中,由能量守恒可得:
总
电阻
上产生的热量:
总![]()
【题目】“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=___________m/s2.(结果保留两位有效数字)
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(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N) | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
加速度a(m·s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
请根据实验数据作出a-F的关系图像_____.
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(3)根据提供的试验数据作出的
-F图线不通过原点,请说明主要原因_____.