题目内容
(09年湖南省部分示范中学联考)(14分)如图所示,两根不计电阻的倾斜平行导轨与水平面的夹角θ=37o ,底端接电阻R=1.5Ω.金属棒a b的质量为m=0.2kg.电阻r=0.5Ω,垂直搁在导轨上由静止开始下滑,金属棒a b与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25,虚线为一曲线方程y=0.8sin(
x)m与x轴所围空间区域存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,方向垂直于导轨平面向上(取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)。问:当金属棒a b运动到Xo=6 m处时,电路中的瞬时电功率为0.8w,在这一过程中,安培力对金属棒a b做了多少功?
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解析:
金属棒a b从静止开始运动至X0=6m处,曲线方程
y′=0.8sin(
X0)m (1) (2分)
设金属棒在X0处的速度为V′,切割磁感线运动产生感应电动势为E′
E′=B y′V′ (2) (2分)
此时电路中消耗的电功率为P′
P′=
(3) (2分)
此过程中安培力对金属棒做功为W安,根据动能定理
mgsin370•S -μmgcos370 •S- W安 =
m V′2 (4) (6分)
由(1)~(4)式联解得 W安 = 3.8 J (2分)
(09年湖南省部分示范中学联考)(6分)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了中下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点时间间隔为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。
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在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。
请你分析纸带数据,回答下列问题:
(1)该电动小车运动的最大速度为_________m/s;
(2)该电动小车的额定功率为_________W.