【題目】如圖甲所示,MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導軌,NQ⊥MN,導軌的電阻均不計.導軌平面與水平面間的夾角θ=37°,NQ間連接有一個R=4Ω的電阻.有一勻強磁場垂直于導軌平面且方向向上,磁感應(yīng)強度為B0=1T.將一根質(zhì)量為m=0.05kg電阻為r(大小未知)的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上,且與導軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度,已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C,且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行.取g=10m/s2.求:

(1)金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)cd離NQ的距離s
(3)金屬棒滑行至cd處的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量.

【答案】(1)μ=0.5 (2) s=2m (3)

【解析】試題分析:當剛釋放時,導體棒中沒有感應(yīng)電流,所以只受重力、支持力與靜摩擦力,由牛頓第二定律可求出動摩擦因數(shù).當金屬棒速度穩(wěn)定時,則受到重力、支持力、安培力與滑動摩擦力達到平衡,這樣可以列出安培力公式,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式,再由閉合電路毆姆定律,列出平衡方程可求出金屬棒的內(nèi)阻,從而利用通過棒的電量來確定發(fā)生的距離.金屬棒滑行至cd處的過程中,由動能定理可求出安培力做的功,而由于安培力做功導致電能轉(zhuǎn)化為熱能.

(1)由圖可知:當v=0時,a=2m/s2

由牛頓第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma

代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.5

(2)由圖象可知:vm=2m/s

當金屬棒達到穩(wěn)定速度時,有FA=B0IL

B0IL+μmgcosθ=mgsinθ

解得I=0.2A

切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E=B0Lv=1×0.5×2=1V

根據(jù):

代入數(shù)據(jù)解得:r=1Ω

電量為:

代入數(shù)據(jù)解得:s=2m

(3)由能量守恒得:

產(chǎn)生的總熱量為:WF=Q=0.1J

R產(chǎn)生的熱量為:

練習冊系列答案
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A. t=1s時,質(zhì)點在x=5 m的位置

B. t=1s和t=5s時,質(zhì)點的速度相同

C. t=1s和t=5s時,質(zhì)點加速度的方向相反

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A. 若物體滑動中不受摩擦力,則全過程機械能守恒

B. 若物體滑動中有摩擦力,則全過程動量守恒不守恒

C. 不論物體滑動中有沒有摩擦,小車的最終速度與斷線前相同

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(1)B與豎直擋板第一次碰撞前的瞬間,AB的速度值各是多少?

(2)最后要使A不從B上滑下,木板B的長度至少是多少?(最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字.)

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【題目】關(guān)于安培力和洛倫茲力,如下說法中正確的是(

A. 帶電粒子在磁場中運動時,一定受到洛倫茲力作用

B. 放置在磁場中的通電導線,一定受到安培力作用

C. 洛倫茲力對運動電荷一定不做功

D. 安培力對通電導線一定不做功

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【題目】如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓有效值為U的正弦交變電流,則( )

A. 保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小

B. 保持Q的位置不動,將P向上滑動時,變阻器R消耗的功率變小

C. 保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大

D. 調(diào)節(jié)P、Q使副線圈匝數(shù)、變阻器R阻值均變?yōu)樵瓉?倍,則變壓器輸入功率不變

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①此時A室的體積;

B室從閥門K逸出的氣體質(zhì)量與原有質(zhì)量的比。

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