如圖（甲）所示的滑輪，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。開始時金屬桿置于導軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好，已知重力加速度為g，忽略所有摩擦。

（1）重物勻速下降的速度v的大小是多少？
（2）對一定的磁感應(yīng)強度B，重物的質(zhì)量M取不同的值，測出相應(yīng)的重物做勻速運動時的速度，可得出v-M實驗圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，試根據(jù)實驗結(jié)果計算B1和B2的比值。
（3）若M從靜止到勻速的過程中一共下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

（1）（2）（3）

解析試題分析：（1）金屬桿達到勻速運動時，受繩子拉力F、金屬桿的重力mg、向下的安培力FA。
則：        
安培力     感應(yīng)電流
感應(yīng) 電動勢  所以 
（2）由（1）可得v-M的函數(shù)關(guān)系式
結(jié)合圖線可知，斜率 
所以，
 
故：=  
（3）由能量關(guān)系，可得R上產(chǎn)生的焦耳熱為：
將v代入可得： 
或者： 

 
 
考點：導體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；
點評：本題是電磁感應(yīng)中能量問題，容易產(chǎn)生的錯誤是把整個回路產(chǎn)生的熱量Q當成金屬棒產(chǎn)生的熱量．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?廣州一模）用如圖（甲）所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力．
（1）某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止．請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當如何進行？答：
該同學的操作不正確，正確的操作應(yīng)該為給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑
該同學的操作不正確，正確的操作應(yīng)該為給小車一個初速度，小車能夠帶動紙帶勻速下滑
．
（2）如果這位同學先如（1）中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質(zhì)量）保持不變情況下的a-F圖線是圖中的
C
C
（將選項代號的字母填在橫線上）．

（3）打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz．下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出．寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式：a=
(s3+s4-s2-s1)f2
100
(s3+s4-s2-s1)f2
100
．根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為
0.60
0.60
m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

小華所在的實驗小組利用如圖（甲）所示的實驗裝置探究牛頓第二定律，打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣葹間．
①在實驗前必須進行平衡摩擦力，其步驟如下：取下細線和砂桶，把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復調(diào)節(jié)，直到
直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動．
直到輕推小車，使小車恰好做勻速直線運動．
．
②圖乙是小華同學在正確操作下獲得的一條紙帶，其中A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出．寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式：a=
(s3+s4)-(s1+s2)
100
f2
(s3+s4)-(s1+s2)
100
f2
； 若S1=2.02cm，S2=4.00cm，S3=6.01cm，則B點的速度為：VB=
0.301
0.301
m/s（保留三位有效數(shù)字）．
③在平衡好摩擦力的情況下，探究小車加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系中，某次實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出a-
1
M
圖線．從a-
1
M
圖線求得合外力大小為
0.3
0.3
N（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
 
1
M
  a/m?s2
4.0 1.2
3.6 1.1
2.0 0.6
1.4 0.4
1.0 0.3
④若實驗前沒有平衡摩擦力，在探究a-F的關(guān)系中，通過改變鉤碼的個數(shù)從而改變小車所受的拉力F1，重復實驗，確定加速度a與小車所受拉力F1的關(guān)系．下列圖象表示該同學實驗結(jié)果，最符合實際的是：
C
C
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）用如圖（甲）所示的 實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力．
精英家教網(wǎng)
①某同學平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖（乙），直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止．請問這位同學的操作是否正確？如果不正確，應(yīng)當如何進行操作？
答：
 
．
②如果這位同學先如①中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質(zhì)量）保持不變情況下的a-F圖線是如圖丙中的
 
（填選項代號的字母）．
③調(diào)整好裝置之后，實驗小組進行實驗．設(shè)砂和砂桶的總質(zhì)量為M，小車的質(zhì)量為m，則小車在運動過程中受到的合外力表達式F=
 
（用m、M、g表示），分析該表達式可知在滿足
 
的條件下，能減小該實驗的系統(tǒng)誤差．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012-2013學年江蘇省高三下學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖（甲）所示的滑輪，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導軌平面垂直。開始時金屬桿置于導軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降。運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好，已知重力加速度為g，忽略所有摩擦。

（1）重物勻速下降的速度v的大小是多少？

（2）對一定的磁感應(yīng)強度B，重物的質(zhì)量M取不同的值，測出相應(yīng)的重物做勻速運動時的速度，可得出v-M實驗圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強度分別為B1和B2時的兩條實驗圖線，試根據(jù)實驗結(jié)果計算B1和B2的比值。

（3）若M從靜止到勻速的過程中一共下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案