试题  
高中数学
小学

数学 语文 英语

初中

数学 语文 英语 物理 化学 生物 地理 历史 思品

高中

数学 语文 英语 物理 化学 生物 地理 历史 政治

  • 如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连．导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场．从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线．假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变．导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好．不计电压传感器对电路的影响．g取10m/s2．求：（1）导体棒ab最大速度vm的大小；（2）在1.2s～2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连．导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场．从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线．假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变．导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好．不计电压传感器对电路的影响．g取10m/s2．求：
      （1）导体棒ab最大速度v      m的大小；
      （2）在1.2s～2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；
      （3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值．

      试题解答

      见解析
      解：（1）从乙图可知，t=2.4s时R两端的电压达到最大，Um=1.0V，由于导体棒内阻不计，故Um=Em=BLvm=1.0V，
      所以       vm=
      Em
      BL
      =1m/s ①
      （2）因为E=U=BLv，而B、L为常数，所以，在0～1.2s内导体棒做匀加速直线运动．设导体棒在这段时间内加速度为a．设t      1=1.2s时导体棒的速度为v1，由乙图可知此时电压U1=0.90V．
      因为 E      1=U1=BLv1 ②
      所以      v1=
      U1
      BL
      =0.9m/s
      在1.2s～2.4s时间内，根据功能原理
      1
      2
      mv12+P?△t=
      1
      2
      mvm2+Q③
      所以 Q=5.3J
      （3）导体棒做匀加速运动的加速度
      a=
      v1-0
      t
      =0.75m/s2
      当t=1.2s时，设拉力为F      1，则有
      F1=
      P
      v1
      =5N
      同理，设t=2.4s时拉力为F      2，则有
      F2=
      P
      vm
      =4.5N
      根据牛顿第二定律有
      F      1-f-F安1=ma④
      F      2-f-F安2=0⑤
      mg-N=0⑥
      又因为       F安1=BI1L=
      BLU1
      R
      ⑦
      F安2=BI2L=
      BLU2
      R
      ⑧
      f=μN⑨
      由④⑤⑥⑦⑧⑨，代入数据可求得：
      R=0.4Ω，μ=0.2
      答：（1）导体棒ab最大速度v      m的大小为1m/s；
      （2）在1.2s～2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q为5.3J；
      （3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ为0.2；电阻R的值为0.4Ω．
      标签
      必修2人教版解答题高中物理

    动能和势能的相互转化相关试题

    MBTS ©2010-2016 edu.why8.cn