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如图,电动机牵引一根原来静止的,长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升,...

如图,电动机牵引一根原来静止的,长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直.当导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1A保持不变,电动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:

(1)棒能达到稳定速度;

(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间.

 

(1)2m/s;(2)1s 【解析】(1)电动机的输出功率为:P出=IU-I2r=6W; 电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率,则有P出=Fv 当棒达稳定速度时F=mg+BI′L,感应电流, 则棒所受的安培力大小为 根据平衡条件得  F=mg+F安 联立以上三式,解得棒达到的稳定速度为v=2m/s. (2)由能量守恒定律得:P出t=mgh+mv2+Q, 解得t=1s, 点睛:本题是电磁感应与电路知识、力学知识的综合,棒运动情况与汽车额定功率起动类似,要有联想能力;同时要知道电动机的输出功率等于输入的电功率与内部消耗的热功率之差.  
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考点分析:
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如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0B0.导线的电阻不计.求0至t1时间内

(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;

(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.

 

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如图所示,一个矩形线圈在匀强磁场中绕00'轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=50,电阻r =1Ω,长L1=5cm,宽L2=4cm,角速度ω=100rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2T.线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器和一个交流电流表.求:

(1)线圈中产生的最大感应电动势;

(2)电流表的读数;

(3)用电器上消耗的电功率.

 

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单摆测定重力加速度的实验中

①实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径d=______mm.

②接着测量了摆线的长度为l0,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F大小随时间t变化图象如图乙所示,则重力加速度的表达式g = _______(用题目中的物理量表示)

③某小组改变摆线长度l0,测量了多组数据,在进行数据处理时,甲同学把摆线长l0作为摆长,直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值;乙同学作出T2l0图象后求出斜率,然后算出重力加速度,两同学处理数据的方法对结果的影响是:甲________,乙______(填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)

 

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两根相距为上的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆abcd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数为,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速率向下2匀速运动。重力加速度为g以下说法正确的是(    )

A. ab杆所受拉力F的大小为

B. cd杆所受摩擦力为零

C. 回路中的电流强度为

D. 与各量大小的关系为

 

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如图1、图2所示,MNQP是平行光滑金属导轨,宽度为L,与水平地面成放置,其电阻不计。匀强磁场B与导轨平面垂直。长为L的金属杆ab与导轨垂直放置且接触良好,电阻为R.在图1中NQ间接有电阻r,金属杆在外力F作用下以速度沿导轨匀速向上运动;在图2中NQ间接有电源,其内阻为r,金属杆在安培力作用下以速度沿导轨向上匀速运动。设电压表示数为U,电流表示数为I,则下列计算电功率的公式中正确的是(    )

A. 图1中电路消耗的电功率为P=IBL·    B. 图2中电路消耗的电功率为P=IBL·

C. 图1中R消耗的电功率为PR=UI    D. 图2中R消耗的电功率为PR=UI

 

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