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如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;...

如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻;导轨间距为L=1m;一质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数μ=manfen5.com 满分网,导轨平面的倾角为θ=30°在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T,今让金属杆AB由静止开始下滑,下滑过程中杆AB与导轨一直保持良好接触,杆从静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量q=lC,求:
(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小
(2)AB 下滑的最大速度
(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量.

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(1)对AB杆下滑过程中,受力分析,由牛顿第二定律、安培力公式与闭合电路欧姆定律及摩擦力表达式,列出方程即可求解. (2)当AB杆加速度减至为零时,速度达到最大,从而根据方程计算,即可求解. (3)根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电量表达式从而列出面积与电量、电阻及磁场、杆的长度关系,再由能量守恒关系,即可求解. 【解析】 (1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系FX=mgsinθ-FB-f=ma ① FB=N-mgcosθ=0 ② 摩擦力f=μN ③ 安培力  FB=BIL ④ ⑤ E=BLv ⑥ 联立上面①②③④⑤⑥ 解得 当v=2m/s时 (2)由上问可知 ,故AB做加速度减小的加速运动当a=0. ==8m/s (3)从静止开始到运速运动过程中 ⑦  ⑧ ⑨ 而△∅=BlS 联立⑦⑧⑨可知 ∴ 设两电阻发热和为QR+Qr 由能量守恒可知 +QR+Qr 解得:QR:Qr=R:r⑩ QR+Qr=QR+r 联立 解得=0.64J 答:(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小1.5m/s2; (2)AB 下滑的最大速度8m/s; (3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量0.64J.
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考点分析:
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本实验应选用______,其作用是______
(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线.则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示______
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在验证“机械能守恒定律”的实验中
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A.小球带负电
B.洛伦兹力对小球做正功
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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