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如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m且足够长的平行导轨,MQ⊥MN,导轨 平面...

manfen5.com 满分网如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m且足够长的平行导轨,MQ⊥MN,导轨  平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接一个R=4Ω的电阻.一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度B=1T.将一根质量m=0.05kg、电阻r=1Ω的金属棒ab,紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨的电阻不计.现静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd离NQ的距离s=0.2m.g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8. 问:
(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(2)金属棒达到的稳定速度多大?
(3)若将金属棒滑行至以处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁场的磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则t=1s时磁感应强度多大?
(1)静止释放金属棒,金属棒沿导轨先做加速减小的变加速运动,最后做匀速运动,达到稳定状态.由平衡条件和电磁感应知识求出电流. (2)根据电动势公式求出速度. (3)回路中磁通量不变时,不产生感应电流.由此条件求出t=1s时磁感应强度. 【解析】 (1)(2)由图,根据平衡条件, 得mgsinθ=f+F=μmgcosθ+F  代入数据,得F=0.1N 又安培力F=BIL,I=,得F=      v==2m/s      I=0.2A    (3)BLs=B1(s+vt)L,得B1=≈0.1T 答:(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流为0.2A.     (2)金属棒达到的稳定速度为2m/s.     (3)t=1s时磁感应强度为0.1T.
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考点分析:
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(2)在探究加速度与力、质量的关系实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出.
①当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力.
②在验证牛顿第二定律的实验中,下列做法错误的是______
A、平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B、每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力平衡摩擦力时,应将装砂的小桶用细绳绕过滑轮
C、实验时先放开小车,再接通打点计时器电源
D、小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出
③在保持小车及车中的砝码质量M一定时,探究加速度与所受合力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,两位同学得到的a-F关系分别如图所示. 其原因分别是____________
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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