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如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两...

如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.导轨和金属杆的电阻可忽略.让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑,经过一段时间后,金属杆达到最大速度vm,在这个过程中,电阻R上产生的热量为Q.导轨和金属杆接触良好,重力加速度为g.求:
(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度.

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(1)当金属杆达到最大速度时,杆受力平衡,根据平均条件列式即可求解; (2)根据Em=BLVm求出当杆达到最大速度时的感应电动势,根据欧姆定律求出最大电流,再结合安培力公式即可求解B; (3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为h,由能量守恒定律列式即可求解. 【解析】 (1)设金属杆受安培力FA,当金属杆达到最大速度时,杆受力平衡FAm=mgsinθ (2)当杆达到最大速度时,感应电动势为Em,感应电流为 Im Em=BLVm 根据欧姆定律得: 由 FAm=BImL             解得  (3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为h 由能量守恒    得    答:(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小为mgsinθ; (2)磁感应强度的大小为; (3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中杆下降的高度为.
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考点分析:
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(1)①如图所示,用刻度尺测得物体的长度为______cm.
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②下列实验中需要用刻度尺测量长度的实验是:______.(填入选择的字母代号)
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(2)现有量程Ig=500μA,内阻约为100Ω的微安表G,将其改装成量程为10V的电压表.
①采用如图所示的电路测电流表G的内阻Rg,可选用的器材有:
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A.电阻箱:最大阻值为999.9Ω
B.电阻箱:最大阻值为99999.9Ω
C.滑动变阻器:最大阻值为200Ω
D.滑动变阻器,最大阻值为2kΩ
E.电源:电动势约为2V,内阻很小
F.电源:电动势约为6V,内阻很小
G.开关、导线若干
为提高测量精度,在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应选择______;可变电阻R2应选择______;电源E应选择______.(填入选用器材的字母代号)
②若测得Rg=105.0Ω,需______联一个______Ω的电阻将它改装成量程10V电压表.
(3)如图甲所示是一种测量电容的实验电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压U时所带的电荷量Q,从而再求出待测电容器的电容C.
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某同学在一次实验时的情况如下:
a.根据图甲所示的电路图接好实验电路;
b.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数I=490μA,电压表的示数U=8.0V(I、U分别是电容器放电时的初始电流和电压);
c.断开开关S,同时开始计时,每隔5s或10s测一次电流i值,将测得数据填入表格,并标示在坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标)如图乙中黑点所示.根据上述实验,回答下列问题:
①在图乙中画出i-t图线;
②在①中,描绘的图线与坐标轴所围成面积的物理意义______
③该电容器的电容为______F(结果保留两位有效数字).
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如图所示,把质量为m、带电量为+Q的物块放在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面的顶端,整个装置处在范围足够大的匀强电场中.已知电场强度大小manfen5.com 满分网,电场方向水平向左,斜面高为H,则释放物块后,物块落地时的速度大小为( )
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A.副线圈两端的电压不变
B.通过灯泡L1的电流增大
C.原线圈中的电流减小
D.变压器的输入功率减小
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A.质子将沿轨迹I运动,半径越来越小
B.质子将沿轨迹I运动,半径越来越大
C.质子将沿轨迹II运动,半径越来越小
D.质子将沿轨迹II运动,半径越来越大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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