[题目]如图所示.两条间距L1=0.5m的平行光滑金属直导轨.沿与水平地面间夹角θ=30°的方向固定放置.空间存在垂直导轨所在的斜面向上的匀强磁场.其磁感应强度B随时间变化的关系为B=0.2t(T).垂直导轨放置的金属棒ab固定.金属棒cd在平行于斜面向上的力F作用下保持静止.金属棒cd的质量为m=0.2kg.金属棒ab的电阻R1=0.2Ω.金属棒cd的电阻R2=0.3Ω.两金属棒之� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，两条间距L1=0.5m的平行光滑金属直导轨，沿与水平地面间夹角θ=30°的方向固定放置。空间存在垂直导轨所在的斜面向上的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的关系为B=0.2t(T)。垂直导轨放置的金属棒ab固定，金属棒cd在平行于斜面向上的力F作用下保持静止，金属棒cd的质量为m=0.2kg，金属棒ab的电阻R1=0.2Ω，金属棒cd的电阻R2=0.3Ω，两金属棒之间的距离为L2=0.2m，取g=10m/s。求：

(1)力F随时间变化的表达式

(2)在t0=1000s内金属棒cd产生的焦耳热Q

【答案】(1)；(2)0.48J

【解析】

(1)由法拉第电磁感应定律可知金属棒与导轨组成的回路产生的电动势为

回路中的感应电流

根据楞次定律和左手定则可知金属棒受到的安培力沿斜面向下，由平衡条件可得

解得

(2)由焦耳定律得

总

由电路关系得

总

解得金属棒产生的焦耳热

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A、待测电源E：电动势约，内阻在间

B、待测G表：量程，内阻在间

C、电流表A：量程2A，内阻约

D、电压表V：量程300mV，内阻约

E、定值电阻：；

F、滑动变阻器：最大阻值，额定电流1A

G、电阻箱：

H、开关S一个，导线若干

（1）小亮先利用伏安法测量G表内阻．

①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是______；填元件序号字母

②说明实验所要测量的物理量______；

③写出G表内阻的计算表达式______．

（2）测出后，小聪把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r．

①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，

（______）

②若利用测量的数据，作出的G表示与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势______V，内阻______

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A.B.C.D.

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