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如图甲所示,一个足够长的“L”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨...

manfen5.com 满分网如图甲所示,一个足够长的“L”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为L=0.50m.一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好.abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm=1.0N,ab棒的电阻为R=O.10Ω.其他各部分电阻均不计.开始时磁感强度B=0.50T.
(1)若从某时刻(t=O)开始,调节磁感强度的大小使其以△B/△t=0.20T/s的变化率均匀增加.求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?
(2)若保持磁感强度B的大小不变.从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a=4.0m/s2的加速度匀加速运动.推导出此拉力T的大小随时间变化的函数表达式.并在图乙所示的坐标图上作出拉力T随时间t变化的T-t图线.
(1)当磁感强度的大小均匀增加时,回路中产生恒定的感应电流,ab棒受到的安培力均匀增大,当安培力等于棒所受的最大静摩擦力时,棒刚开始运动.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式和平衡条件结合求解时间和电流; (2)若保持磁感强度B的大小不变,给ab棒施加一个水平向右的拉力,棒向右做匀加速运动,分析棒的受力情况,根据牛顿第二定律和运动学速度公式推导出T与t的关系式,即可作出图象. 【解析】 (1)当棒ab所受的安培力等于最大静摩擦力时,棒刚开始运动,则有   fm=F=ILB         ①  B=B+t         ②  根据法拉第电磁感应定律得:E== ②    I= ④ 联立①~④解得  t=17.8s, 此时通过ab棒的电流大小为I=0.5A,由楞次定律判断可知,I的方向b→a. (2)根据牛顿第二定律得:T-FA-f=ma                 其中安培力FA=BIL,I=,v=at 得FA= ∴T=+ma+f             代入解得 T=(3+2.5t)N                  作出T-t图象如图所示. 答: (1)经过17.8s时间ab棒开始滑动,此时通过ab棒的电流大小为0.5A,方向b→a. (2)拉力T的大小随时间变化的函数表达式为T=(3+2.5t)N,作出T-t图象如图所示.
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现要测量该直流电动机正常工作时的输出功率,提供的器材除导线和开关外还有______
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B.直流电流表A1:0-0.6A(内阻约为0.1Ω)
C.直流电流表A2:0-0.3A(内阻约为5Ω)
D.直流电压表V1:0-0.3V(内阻约为3kΩ)
E.直流电压表V2:0-10V(内阻约为20kΩ)
F.滑动变阻器R:Ω0-10Ω,2A
(1)采用图a所示的电路图较准确地测量电动机线圈的电阻,图中“-M-”表示电动机.
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A.使电动机转动稳定后读出电流表、电压表示数
B.控制电动机不转动时读出电流表、电压表示数
C.使电动机两端电压达到额定值
D.使两电表指针偏转角度大于满偏时的manfen5.com 满分网
③若电压表的示数为0.20V,电流表的示数为0.20A,电动机线圈电阻为______Ω  
(2)利用图b所示的电路图测量电动机正常工作时的输出功率.
①闭合S,调整R,使电压表的示数为______V,电动机正常工作.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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