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如图1所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1...

如图1所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示.求杆的质量m和加速度a.
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导体棒运动时切割磁感线产生感应电流,使棒受到向左的安培力,根据感应电流的大小写出安培力的表达式结合牛顿第二定律求出F与t的关系式,然后将图象上的数据代入即可求解. 【解析】 导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用υ表示其速度,t表示时间,则有: υ=at                   ① 杆切割磁力线,将产生感应电动势: E=Blυ                  ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流    ③ 杆受到的安培力的 f=BIl   ④ 根据牛顿第二定律,有 F-f=ma  ⑤ 联立以上各式,得     ⑥ 由图线上取两点代入⑥式,可解得: a=10m/s2,m=0.1kg 故杆的质量为m=0.1kg,其加速度为a=10m/s2.
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考点分析:
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“和平号”空间站已于今年3月23日成功地坠落在太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化面销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量)
(1)试导出以下各物理量的符号表示散失能量E的公式.(2)算出E的数值.(结果保留两位有效数字)
坠落开始时空间站的质量M=1.17×105Kg;
轨道离地的高度为h=146Km地球半径R=6.4×106m;
坠落窨范围内重力加速度可看作g=10m/s2
入海残片的质量m=1.2×104Kg;
入海残片的温升高△T=3000K;
入海残片的入海速度为声速v=340m/s;
空间站材料每1千克升温1K平均所需能量C=1.0×103J;
每销毁1千克材料平均所需能量μ=1.0×107J.
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K1,断开K2,调节R1使电流表读数等于其量程I;②保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于I/2,然后读出R2的值,取RA≈R2
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(1)按图1 所示电路在图2中所给的实物图中画出连接导线.
(2)真实值和测量值之差除以真实值叫测量结果的相对误差,即manfen5.com 满分网,试导出它与电动势ε,电流表量程I及电流表内阻RA的关系式.
(3)若I=10mA,真实值RA约为30Ω,要想使测量结果相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
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一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示.图乙是打出的纸带的一段.
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(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,利用图乙给出的数据可求出小车下滑的加速度a=______
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力,还需测量的物理量有______.用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f=______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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