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如图所示,长为l,阻值r=0.3W、质量m=0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面的两条平行光滑金属导轨上,导轨间距也是l,接触良好,导轨电阻不计.导轨左端接有R=0.5W的电阻,量程为03.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为01.0V的电压表跨接在R两端.垂直导轨平面的匀强磁场竖直向下.现以向右以恒定外力F使CD向右运动,当其以速度v=2m/s匀速滑动时,观察到电路中有一个电表正好满偏,另一个未满偏.问:

1此时满偏的是什么表?为什么?

2拉动金属棒的外力F多大?

3此时撤去外力F,金属棒逐渐慢下来并最终停止运动.求从撤去外力到金属棒停止的过程中通过电阻的电荷量多大?

 

答案:见详解
解析:

(1)此时满偏的是伏特表,因为若电流表满偏,则据U=IR=3´0.5=1.5V,伏特表已超量程,所以不合题意.

(2)∵ CD匀速运动,

∴ 据能量守恒定律可知:外力F的功率与电路中产生的焦耳热功率相等,即:

F×v=I2×R

(3)由(2)中可知F=F=BIL=1.6N.

BL=0.8N/A.

对棒上撤去外力至停下的过程用动量定理:

Dmv=F×t

即:0.1´2=BLI×t=0.8Q,

∴ Q=0.25C.

 


提示:


练习册系列答案
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(2013?梅州一模)如图所示,质量为m=O.1kg、电阻r=O.1Ω的导体棒MN,垂直放在相距为L=O.5m的平行光滑金属导轨上.导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,并处于磁感应强度大小为B=0.4T方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,导轨下端接有阻值R=0.3Ω的电 阻,棒在外力F作用下,以v=8m/s的速度沿导轨向上做匀速运动,经过一定时间后撤去外力,棒继续运动一段距离s=2m后到达最高位置,导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与 导轨保持良好接触,重力加速度S取10m/s2,求
(1)棒MN向上匀速运动过程,回路中的电流
(2)从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程,通过电阻R 的电荷量q;
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1
vm
1
R
的关系如图所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.求:
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1
(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的加速度为
1
2
gsinθ时,此时金属杆ab运动的速度;
(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的速度为
vm
2
时,定值电阻R1消耗的电功率.
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网光滑的平行金属导轨长L=2m,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角 θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.6Ω的电阻,轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=1T,如图所示.有一质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属棒曲,放在导轨最上端,其余部分点阻不计.当棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量Q1=0.6J,取g=10m/s2,试求:
(1)当棒的速度V=2m/s时.电阻R两端的电压.
(2)棒下滑到轨道最底端时的速度大小.
(3)棒下滑到轨道最底端时的加速度大小.

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