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如图所示,两根相距为L的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为m、长为...

如图所示,两根相距为L的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为µ,棒与导轨的接触电阻不计,导轨左端连有阻值为2R的电阻. 有n段竖直向下宽度为a的匀强磁场,且磁感应强度为B,相邻磁场区的间距为b(a>b).金属棒初始位于OO′处,与第一段磁场相距2a.若金属棒初速为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F,使棒穿过各段磁场,发现金属棒穿过各宽为b的非磁场区域的时间相同.
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求(1)金属棒进入第一段磁场时的速度和此时磁场对金属棒的作用力.
(2)在金属棒从进入第一段磁场到从第n段磁场穿出的过程中,导轨左端电阻上产生的热量.
(1)金属棒进入第一段磁场前受到拉力和滑动摩擦力作用,根据动能定理求解金属棒进入第一段磁场时的速度.由E=BLv、I=、F=IBL求出安培力的大小,由左手定则判断安培力的方向. (2)由题意,金属棒穿过各宽为b的非磁场区域的时间相同,加速度也相同,进入各磁场时的速度均相同,等于金属棒进入第一段磁场时的速度v1;离开各磁场时的速度也相同,应等于金属棒离开第一段磁场时的速度v2.根据动能定理分别研究金属棒经过非磁场区域过程,得到速度v2.由动能定理求出金属棒经过每段磁场产生的电能,再由串联电路特点求出导轨左端电阻上产生的热量. 【解析】 (1)金属棒进入第一段磁场前只受恒定拉力F和摩擦力作用 则: E=BLv1 得:,向左 (2)由于金属棒穿过各宽度为b的非磁场区域的时间相同且加速度也相同,说明:进入各磁场时的速度均相同,等于金属棒进入第一段磁场时的速度v1;离开各磁场时的速度也相同,应等于金属棒离开第一段磁场时的速度v2. 经过非磁场区域过程: 解得   每经过一段磁场产生的电能相同,设为E电,根据动能定理,有   所以: 答: (1)金属棒进入第一段磁场时的速度为,此时磁场对金属棒的作用力为. (2)在金属棒从进入第一段磁场到从第n段磁场穿出的过程中,导轨左端电阻上产生的热量为.
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考点分析:
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(1)指出传送带速度v的方向及大小,并计算物块与传送带间的动摩擦因数μ.
(2)计算小物块在0-6s内在传送带上相对传送带滑过的路程
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某物理兴趣小组要测定一干电池的电动势和内电阻,实验室教师提供了下列器材:
A.待测干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)
B.电流表G(满偏电流1.5mA,内阻10Ω)
C.电流表A(量程0~0.60A,内阻约0.10Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻R3=990Ω、开关S和导线若干
①选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内电阻.为了能较为准确地进行测量和操作方便,实验中选用的滑动变阻器,应是______.(填代号)
②请在方框中画出他的实验电路图.
③右下图为兴趣小组根据实验数据作出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由该图线可得:被测干电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
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下图①是利用双缝干涉测某单色光波长的实验装置.测得双缝屏到毛玻璃屏的距离L为0.2m、双缝的距离d为0.4mm,图②是通过该仪器的观测装置看到毛玻璃屏上的干涉图样,其中1、2、3、4、5…是明条纹的编号,图③、图④是利用该仪器测光的波长时观察到的情景,图③是测第1号明条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为______mm,图④是测第4号明条纹的位置,此时观测装置上千分尺的读数为______mm.根据上面测出的数据可知,相邻两条亮纹间的距离△x=______  mm,计算波长的数学表达式λ=______,被测光的波长为______nm.
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如图甲所示,正三角形导线框abc放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.图丙中能表示线框的ab边受到的磁场力F随时间t的变化关系的是(规定向左为力的正方向)( )
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A.电贺q从a移到b过程中,受到向右的电场力作用
B.电贺q从b移到c过程中,受到向右的电场力作用
C.检验电荷q的电势能先减小后增大
D.检验电荷q的电势能先增大后减小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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