如圖12-59所示，MN、PQ是兩根足夠長固定的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α.在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的M、P端連接一阻值為R的電阻，一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為m，從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑，已知ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.

圖12-59

（1）分析ab棒下滑過程中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，畫出其受力示意圖.

（2）求ab棒的最大速度.

（1）ab棒做初速為零、加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．圖見解析.（2）


解析:

（1）ab下滑做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向垂直于紙面指向讀者，受力如圖所示，受到重力mg、支持力N、摩擦力f、安培力F四個(gè)力的作用；隨著速度的增大，感應(yīng)電流在增大，安培力也在逐漸增大，而合外力在逐漸減小，加速度就逐漸減小．故ab棒做初速為零、加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．

（2）設(shè)當(dāng)棒的速度為v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢為E，電路中的電流為I，則E=BLv．

I=  F=BIL

由牛頓第二定律得mgsinα-F-μmgcosα=ma．

解得：a=g(sinα-μcosα)-

當(dāng)加速度為零時(shí)速度最大，設(shè)為vm，則vm=．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）如圖中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
52.35
52.35
mm，螺旋測微器讀數(shù)為
4.686-4.689
4.686-4.689
mm．
（2）為了測量某電池的電動(dòng)勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：
A．電流表G1（2mA  100Ω）     B．電流表G2（1mA  內(nèi)阻未知）
C．電阻箱R1（0～999.9Ω）            D．電阻箱R2（0～9999Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R3（0～10Ω  1A）       F．滑動(dòng)變阻器R4（0～1000Ω  10mA）
G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）          H．待測電池
I．導(dǎo)線、電鍵若干
①采用如圖12（甲）所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：
I1（mA） 0.40 0.81 1.20 1.59 2.00
I2（mA） 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D（乙）坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1-I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于
200
200
Ω．
②在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻，采用如圖12（丙）所示的電路．在給定的器材中，圖中滑動(dòng)變阻器①應(yīng)該選用
R3
R3
，電阻箱②應(yīng)該選用
R2
R2
（均填寫器材后面的代號）．
③根據(jù)圖（丙）所示電路，請?jiān)趫D（�。┲杏霉P畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某物理課外小組想探究“帶風(fēng)帆的玩具小車所受阻力與運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系”，他們進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究：

  

（1）猜想：①f阻與車的速度v無關(guān)；②；③

（2）探究步驟

①將帶有風(fēng)帆的玩具小車、已連接好電源的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶按如圖10甲所示安裝在光滑傾斜的長木板上；

②接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源（電源頻率f=50Hz），使玩具小車從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，足夠長的時(shí)間后關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；

③改變長木板的傾角，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

木板傾角θ

sinθ

小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v（m/s）

小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的平方v2（m/s）2

1

4°

0.07

0.60

0.36

2

10°

0.18

×

3

24°

0.41

3.51

12.32

4

36°

0.59

5.06

25.60

5

48°

0.74

6.34

40.20

6

60°

0.87

×

請你根據(jù)該小組的探究完成下列的問題：

   （Ⅰ）圖10乙是傾角θ=10°的一條打點(diǎn)紙帶，通過計(jì)算完成表中對應(yīng)的空白項(xiàng)；

   （Ⅱ）通過觀察表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試將θ=60°時(shí)小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度填在表中對應(yīng)的空白處．

   （Ⅲ）結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，通過對數(shù)據(jù)的觀察分析，玩具小車所受的阻力與運(yùn)動(dòng)         速度的定性關(guān)系是                                ．也可以進(jìn)一步通過圖象法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到運(yùn)動(dòng)小車所受到阻力與運(yùn)動(dòng)速度的定量關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）（4分）圖10中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為   　　 mm，螺旋測微器讀數(shù)為   　　mm．

（2）(6分)在“探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖11所示．某同學(xué)在紙帶上共選擇7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有４個(gè)點(diǎn)沒有畫出．他量得各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖所示，根據(jù)紙帶算出小車的加速度為1 .0m/s2．則：

 

①本實(shí)驗(yàn)中所使用的交流電源的頻率為   　　  Hz；

②打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝    　   m/s，BE間的平均速度＝    　   m/s.

 

(3)（8分）為了測量某電池的電動(dòng)勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA 100Ω）          B．電流表G2（1mA 內(nèi)阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）            D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動(dòng)變阻器R3（0~10Ω  1A）       F．滑動(dòng)變阻器R4（0~1000Ω 10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）         H．待測電池

I．導(dǎo)線、電鍵若干

 

①采用如圖12（甲）所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D12（乙）坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于   　　　 Ω．

②在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻，采用如圖12（丙）所示的電路．在給定的器材中，圖中滑動(dòng)變阻器①應(yīng)該選用  　　，電阻箱②應(yīng)該選用  　　 （均填寫器材后面的代號）．

③根據(jù)圖12（丙）所示電路，請?jiān)趫D12（�。┲杏霉P畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年北京市石景山區(qū)高三上學(xué)期期末考試物理試卷 題型：實(shí)驗(yàn)題

（1）（4分）圖10中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為   　　 mm，螺旋測微器讀數(shù)為   　　mm．

（2）(6分)在“探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖11所示．某同學(xué)在紙帶上共選擇7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有４個(gè)點(diǎn)沒有畫出．他量得各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖所示，根據(jù)紙帶算出小車的加速度為1 .0m/s2．則：

 

①本實(shí)驗(yàn)中所使用的交流電源的頻率為   　　  Hz；

②打B點(diǎn)時(shí)小車的速度vB＝    　   m/s，BE間的平均速度＝    　   m/s.

 

(3)（8分）為了測量某電池的電動(dòng)勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA  100Ω）           B．電流表G2（1mA  內(nèi)阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）            D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動(dòng)變阻器R3（0~10Ω  1A）       F．滑動(dòng)變阻器R4（0~1000Ω  10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）          H．待測電池

I．導(dǎo)線、電鍵若干

 

①采用如圖12（甲）所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D12（乙）坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于   　　　 Ω．

②在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻，采用如圖12（丙）所示的電路．在給定的器材中，圖中滑動(dòng)變阻器①應(yīng)該選用  　　，電阻箱②應(yīng)該選用  　　 （均填寫器材后面的代號）．

③根據(jù)圖12（丙）所示電路，請?jiān)趫D12（丁）中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．

 

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