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【题目】半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出).直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略.重力加速度大小为g.求:

(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;

(2)外力的功率.

【答案】(1)方向为C→D 大小为 (2)

【解析】根据右手定则、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒定律解题.

(1)根据右手定则,得导体棒AB上的电流方向为B→A,

故电阻R上的电流方向为C→D.

设导体棒AB中点的速度为v,则v=

而vA=ωr,vB=2ωr

根据法拉第电磁感应定律,导体棒AB上产生的感应电动势E=Brv

根据闭合电路欧姆定律得I=

联立以上各式解得通过电阻R的感应电流的大小为I=.

(2)根据能量守恒定律,外力的功率P等于安培力与摩擦力的功率之和,

即P=BIrv+fv,

而f=μmg

解得P=

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1)电压表和电流表示数?

2)电阻R上所消耗的电功率是多少?

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A. 导体棒CD内有电流通过,方向是DC

B. 导体棒CD内有电流通过,方向是CD

C. 磁场对导体棒CD的作用力向左

D. 磁场对导体棒AB的作用力向右

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(1)让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:______

a.斜槽必须光滑

b.通过调节使斜槽的末端保持水平

c.每次释放小球的位置必须相同

d.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触

e.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线

2)如图所示是某同学在做研究平抛物体的运动的实验时得到的物体运动轨迹的一部分,Oabc是运动轨迹上的四个点,O点为坐标原点建立直角坐标系(Oa部分不完整),abc三点的坐标如图,则物体运动的初速度为_______m/sg=10m/s2).(结果保留2位有效数字)

3)小球运动到b点的速度为_____m/s(可用根号表示)

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1若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;

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A. b中的水银面也上升Δh

B. b中的水银面也上升,但上升的高度小于Δh

C. 气柱中气体压强的减少量等于高为Δh的水银柱所产生的压强

D. 气柱中气体压强的减少量等于高为2Δh的水银柱所产生的压强

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