10.一名同学想测量U形磁铁中N、S极之间的磁感应强度的大小,实验中假设该磁场为匀强磁场,方案设计如下:
将两条间距为d、电阻可忽略不计的长直金属导轨固定在倾斜的木板上,在导轨一端用导线接入一定值电阻R,将一横截面为方形的长度略大于d的金属细杆与纸带相连,垂直放在导轨上,金属细杆质量为m,电阻为r;纸带另一端穿过打点计时器,导轨中间有几个完全相同的紧挨在一起的U形磁铁(未在图1画出),形成可认为仅分布在MN和PQ之间的匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面斜向上,装置如图1所示.

接通打点计时器的电源,然后由静止释放金属细杆,金属细杆带动纸带沿导轨下滑,打点计时器电源频率为50Hz,在纸带上打下一系列的点,如图2纸带上A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是计数点,每相邻两计数点间还有4个点没有标出,其中纸带上AB=1.81cm、BC=4.80cm、CD=7.80cm、DE=10.81cm、EF=13.06cm、FG=13.81cm、GH=13.80cm、HI=13.80cm、IJ=14.56cm、JK=17.55cm.
(1)分析纸带可推知,金属杆在沿导轨下滑的过程中,未进入磁场前做匀加速直线运动,加速度大小为a=3.0m/s2,经过磁场时做匀速直线运动,速度大小为v=1.4m/s.(计算结果均保留两位有效数字)
(2)若金属杆进入磁场前的加速度为a,在磁场中运动的速度为v,则实验测得U形磁铁中N、S极之间的磁感应强度B的表达式为B=$\sqrt{\frac{ma(R+r)}{{vd}^{2}}}$(用题中所给字母表示).
 0  143406  143414  143420  143424  143430  143432  143436  143442  143444  143450  143456  143460  143462  143466  143472  143474  143480  143484  143486  143490  143492  143496  143498  143500  143501  143502  143504  143505  143506  143508  143510  143514  143516  143520  143522  143526  143532  143534  143540  143544  143546  143550  143556  143562  143564  143570  143574  143576  143582  143586  143592  143600  176998 

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