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如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0...

如图所示,M1N1、M2N2是两根处于同一水平面内的平行导轨,导轨间距离是d=0.5m,导轨左端接有定值电阻R=2Ω,质量为m=0.1kg的滑块垂直于导轨,可在导轨上左右滑动并与导轨有良好的接触,滑动过程中滑块与导轨间的摩擦力恒为f=1N,滑块用绝缘细线与质量为M=0.2kg的重物连接,细线跨过光滑的定滑轮,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度是B=2T,将滑块由静止释放.设导轨足够长,磁场足够大,M未落地,且不计导轨和滑块的电阻.g=10m/s2,求:
(1)滑块能获得的最大动能
(2)滑块的加速度为a=2m/s2时的速度
(3)设滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,电流在电阻R上所做的电功是w=0.8J,求此过程中滑块滑动的距离.

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(1)滑块匀速运动时,受到的拉力、摩擦力和安培力三力平衡,再结合安培力和动生电动势表达式列式求解; (2)滑块受重力、支持力、安培力、摩擦力、拉力,物块受重力和拉力,根据牛顿第二定律对两物体整体列式求解; (3)对两个物体的整体而言,重力做正功,克服阻力和安培力做功,克服安培力做的功等于系统增加的电能,等于电流的功,故对整体运用动能定理列式求解即可. 【解析】 (1)滑块匀速运动时,受力平衡,有 Mg=f+BId   ① 根据欧姆定律,有 I=     ② 动生电动势为: E=BdVm     ③ 联立①②③解之并代入动能表达式:EK==0.2J 即滑块能获得的最大动能为0.2J. (2)对两物体整体受力分析后,运用牛顿第二定律,有 Mg-f-BId=(M+m)a    ④ 其中 I=            ⑤ E=BdV             ⑥ 联立④⑤⑥解之:V==0.8m/s 即滑块的加速度为a=2m/s2时的速度为0.8m/s. (3)对两物体整体运用动能定理,有 Mgx-fx-w= 解得 x==1.4m 即滑块从开始运动到获得最大速度的过程中,滑块滑动的距离为1.4m.
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考点分析:
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(1)在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”实验时:
①某同学连接的实物图如图1所示.但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数,实验前仪器都检查过是好的,也就是说只可能是某根连接导线断了.那么,请你分析一下,可能发生断路故障的导线是______(写出所有可能断的导线的编号).
②某同学在实验时对该电路作了改进,其方法是:加接了一个定值电阻R,如图2所示.他加接此电阻的作用是______
(2)与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间.
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①读出小铁块的宽度d=______cm.
②铁块通过光电门l的速度v1=______m/s,铁块通过光电门2的速度v2=______ m/s.(计算结果保留3位有效数字)
③已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了测量v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量有(用文字说明并用字母表示)______
④用③中各量求解动摩擦因数的表达式:μ=______
2
-
v
2
1
)2mgL
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D.U越大,表示C越小,但是C与U不成反比
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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