如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO.EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

如图甲所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动.轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为

的金属杆.在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PO、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于导轨下端,将重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。
小题1:若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度

为多大?
小题2:对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出

实验图线.图乙中画出了磁感应强度分别为

和

时的两条实验图线,试根据实验结果计算

与

的比值。

小题1:

小题2:

小题1:

匀速下降时,金属杆匀速上升,回路中产生的感应电动势为:

则

对

、

整体有：

由以上式子解得：

小题2:由(1)得:

由

图象可知:

所以解得:

练习册系列答案

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如图3-6-7所示,足够长的导线框abcd固定在竖直平面内,bc段电阻为R,其他电阻不计.ef是一电阻不计的水平放置的导体杆,质量为m,杆的两端分别与ab、cd良好接触,又能沿框架无摩擦滑下,整个装置放在与框面垂直的匀强磁场中.当ef从静止开始下滑,经过一段时间后,闭合开关S,则在闭合开关S后 ( )

图3-6-7

A．ef加速度的数值有可能大于重力加速度

B．如果改变开关闭合时刻,ef先后两次获得的最大速度一定不同

C．如果ef最终做匀速运动,这时电路消耗的电功率也因开关闭合时刻的不同而不同

D．ef两次下滑过程中,系统机械能的改变量等于电路消耗的电能与转化的内能之和

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（2）金属棒ab运动达到稳定状态后，1s钟内回路产生的焦耳热。

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（2003年全国理综卷）如图5所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω。在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s²，问此时两金属杆的速度各为多少？