摘要:如图26-1所示.用密度为D.电阻率为ρ的导线做成正方形线框.从静止开始沿竖直平面自由下落.线框经过方向垂直纸面.磁感应强度为B的匀强磁场.且磁场区域高度等于线框一边之长.为了使线框通过磁场区域的速度恒定.求线框开始下落时的高度h. 分析与解:线框匀速通过磁场的条件是受到的竖直向上的安培力与重力平衡.即:F安=mg [1] 设线框每边长为L.根据线框进入磁场的速度为.则安培力可表达为: F安=BIL= [2] 设导线横截面积为S.其质量为:m=4LSD [3] 其电阻为:R=ρ4L/S [4] 联立解[1].[2].[3].[4]式得: h=128D2ρ2g/B4 想一想:若线框每边长为L.全部通过匀强磁场的时间 为多少? 线框通过匀强磁场产生的焦耳热为多少?

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(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选择:铁架台、打点计时器以及复写纸、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键,刻度尺,其中不必要的器材是
低压直流电源、天平、秒表
低压直流电源、天平、秒表
,缺少的器材是
低压交流电源、重锤
低压交流电源、重锤

(2)验证机械能守恒亦可用如图甲所示装置,用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图6乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动.测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm,已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样,由此验证机械能守衡.根据以上内容.回答下列问题:
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
1
24
1
24
s,图乙中的圆柱棒的
端是悬挂端(填左或右).
②根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度vc=
1.2
1.2
m/s;画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=
1.6
1.6
m/s;记号C、D之间棒的动能的变化量为
0.52
0.52
J,重力势能的变化量
0.57
0.57
J(g=9.8m/s2).由此可得出的结论是
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
.(计算结果保留2位有效数字)
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