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辩析题水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽1m,导轨的左端接有R=0.4Ω的电阻,导轨上放一阻值为R=0.1Ω的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时物体在地面上且连线刚好被拉直,若磁场以manfen5.com 满分网=0.1T/s增加,请问:经过一段时间物体是否能被拉动?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间物体才被拉动.
以下为某同学的解答:
因为穿过回路的磁通量发生变化,产生感应电流,ab受到向左的安培力作用.当安培力大于或等于被吊物体的重力时,重物才能被拉动.
回路产生的感应电动势为:manfen5.com 满分网
ab受到向左的安培力为:manfen5.com 满分网,代入相关数据后,发现安培力为恒力且F<Mg,因此该同学得出的结论是:所以无论经过多长时间,物体都不能被拉动.
请问,该同学的结论是否正确?若正确,求出有关数据,若不正确,请指出错误所在并求出正确结果.

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根据法拉第电磁感应定律,求出感应电动势,从而算出感应电流,通过安培力的大小得出关系时间的表达式,即可求解. 【解析】 该同学的结论不正确.因为磁场以=0.1 T/s增加,所产生的感应电动势和感应电流恒定,但导体棒ab受到的安培力随磁感强度的增大而增大,该同学在计算安培力时,忽视了B的变化,将t=0时B的瞬时值代入公式导致错误结论. 正确解答: 由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势:E=① 由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流:I=② 在t时磁感应强度为:B′=(B+•t) ③ 此时安培力为:F安=B'ILab④ 物体被拉动的临界条件为:F安=Mg  ⑤ 由①②③④⑤式并代入数据得:t=90 s,所以经过t=90 s物体能被拉动. 答:经过t=90 s物体能被拉动.
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考点分析:
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(1)物块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ.
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(1)根据上述原理,电压表应接在______两端.
(2)要获得电压表的满量程称重,制作上述“电子秤”时,电源、限流电阻R、变阻器R、电压表等可从下列器材中选择______(填器材编号).
A、电动势为9V、内阻不计的电池;B、电动势为3V、内阻不计的电池;C、阻值为1KΩ定值电阻;D、阻值为100Ω的定值电阻;E、最大阻值为50Ω变阻器;F、最大阻为10Ω的变阻器;G、量程为0~3V的电压表;H、量程为0~15伏的电压表.
(3)当托盘上放上某物体时,所放物体的质量m与电压表的示数U的关系是:m=______.(用相应物理量符号表示)

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(2)曲线最高点的纵坐标表示______,曲线最低点的纵坐标表示______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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