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如图甲,在水平桌面上固定着两根相距0.2m,相互平行的无电阻轨道P和轨道一端固定...

如图甲,在水平桌面上固定着两根相距0.2m,相互平行的无电阻轨道P和轨道一端固定一根电阻为0.0l Ω的导体棒a,轨道上横置一根质量为40g、电阻为0.0lΩ的金属棒b,两棒相距0.2m.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.开始时,磁感应强度B0="0.10" T(设棒与轨道间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,g取10 m/s2)

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(1)若从t=0开始,磁感应强度B随时间t按图乙中图象所示的规律变化,求在金属棒b开始运动前,这个装置释放的热量是多少?

(2)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力,使它做匀加速直线运动.此拉力F的大小随时间t变化关系如图丙所示.求匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力.

 

(1)0.036J(2)a=5m/s2 f=0.2N 【解析】 试题分析:(1)当磁感应强度均匀增大时,闭合电路中有恒定的感应电流I,以b棒为研究对象,它受到的安培力逐渐增大,静摩擦力也随之增大,当磁感应度增大到b所受安培力F与最大静摩擦力f相等时开始滑动. 感应电动势:E=     I=    (3分) 棒b将要运动时,有f=BtIL     ∴Bt=         根据Bt=B0+,得t=1.8s 回路中产生焦耳热为Q=I22rt=0.036J              (2)由图象可得到拉力F与t的大小随时间变化的函数表达式为 F=F0+ 当b棒匀加速运动时,根据牛顿第二定律有: F-f-F安=ma   F安=B0­IL       I=      v=at     ∴F安=     联立可解得F=f+ma+              (2分) 将据代入,可解得a=5m/s2  f=0.2N  考点:共点力平衡的条件及其应用;能量守恒定律;安培力;法拉第电磁感应定律.
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考点分析:
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(1)升压变压器的输出电压.

(2)输电线路上的电压损失.

(3) 降压器原、副线圈的匝数比.

 

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(1)通过电阻R的电荷量q.

(2)电阻R上产生的焦耳热Q.

(3) 写出从图示位置开始计时通过电阻R上的瞬时电流的数学表达式.

 

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在图(甲)中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央).在图

(乙)中:

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(1)将S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针将        (选填“向左”、“向右”或“不发生”,下同)偏转;

(2)螺线管A放在B中不动,电流表的指针将          偏转;

(3)螺线管A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时,电流表的指针将_____偏转;

(4)螺线管A放在B中不动,突然切断开关S时,电流表的指针将______偏转.

 

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