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(xì)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(dǎo)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(dǎo)軌平面垂直。開始時金屬桿置于導(dǎo)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(dǎo)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。

 

【答案】

(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(dǎo)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(dāng)成金屬棒產(chǎn)生的熱量.

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)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(xué)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(xué)的操作是否正確?如果不正確,應(yīng)當(dāng)如何進行?答:
該同學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(biāo)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(dāng)?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(xì)線和砂桶,把木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高并反復(fù)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(xué)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(biāo)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
f
2
(s3+s4)-(s1+s2)
100
f
2
; 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(biāo)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(fù)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(xué)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(xué)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(xué)的操作是否正確?如果不正確,應(yīng)當(dāng)如何進行操作?
答:
 

②如果這位同學(xué)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:2013屆江蘇省揚州中學(xué)高三下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 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(xì)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(dǎo)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(dǎo)軌平面垂直。開始時金屬桿置于導(dǎo)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(dǎo)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(xí)冊答案