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如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2米,在导轨的一...

manfen5.com 满分网如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2米,在导轨的一端接有阻值为R=0.5欧的电阻,在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B=0.5特斯拉.一质量为m=o.1千克的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v=2米/秒的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a=2米/秒2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好.求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v取不同值,求开始时F的方向与初速度v取值的关系.
(1)电流为0时,电动势为0,切割的速度为0.即知电流为0的位置为金属杆匀减速运动速度为0的位置,根据匀变速运动的公式求出金属杆的位移. (2)当速度为v时,电动势最大,电流最大,根据E=BLv,结合闭合电路欧姆定律,可以求出最大电流.从而可以求出电流为最大值的一半时所受的安培力,根据牛顿第二定律求出外力的大小和方向.(要考虑金属杆的运动方向) (3)开始时,金属杆所受的安培力FA=,若FA<ma,F方向与x轴相反;FA>ma,F方向与x轴相同. 【解析】 (1)感应电动势E=Blv,I=∴I=0时  v=0     所以x==1m                                  (2)最大电流  Im= 安培力=0.02N                          向右运动时 F+FA=ma F=ma-FA=0.18N       方向与x轴相反                   向左运动时F-FA=ma F=ma+FA=0.22N       方向与x轴相反                  (3)开始时 v=v,FA=BImL= F+FA=ma,F=ma-FA=ma-                    ∴当v<=10m/s 时,F>0  方向与x轴相反                  当v>=10m/s 时,F<0  方向与x轴相同.
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考点分析:
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(3)自行车传动系统可简化为一个等效杠杆.以R1为一力臂,在右框中画出这一杠杆示意图,标出支点,力臂尺寸和作用力方向.

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(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示
温度(℃)171921232527
h (cm)30.024.919.714.69.44.2
△h=hn-1-hn5.1
根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格.由此可得结论:
①当温度升高时,管内水柱高度h将______(填:变大,变小,不变);
②水柱高度h随温度的变化而______(填:均匀,不均匀)变化;试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压):______
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:
______
______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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