小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,电火花打点计时器(或打点计时器),低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。
⑴电磁打点计时器
① 工作电压:4-6V的交流电源
② 打点周期:T=0.02s,f=50赫兹
⑵电火花计时器
① 工作电压:220V的交流电源
② 打点周期:T=0.02s,f=50赫兹
③ 打点原理:它利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时器,当接通220V的交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生电火花,于是在纸带上就打下一系列的点迹。
⑵由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法
0、1、2…为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、…为相邻两计数点间的距离,若
△s=s2-s1=s3-s2=…=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
⑶由纸带求物体运动加速度的方法
⑷由纸带求物体运动速度的方法:
3.测定匀变速直线运动的加速度。
2.掌握判断物体是否作匀变速运动的方法。(
1.练习使用打点计时器,学会用打上的点的纸带研究物体的运动。
26.解析:(1)金属棒机械能的减少量 ①
(2)速度最大时金属棒产生的电动势 ②
产生的电流 ③
此时的安培力 ④
由题意可知,受摩擦力 ⑤
由能量守恒得,损失的机械能等于金属棒克服摩擦力做功和产生的电热之和
电热 ⑥
上端电阻中产生的热量 ⑦
联立①②③④⑤⑥⑦式得: ⑧
25.解析:(1)顺时针方向
(2)最大速度时方框受到的安培力与重力平衡
F安 = 2 BIL = 2BL = = mg
vm =
(3)ma = mg - F安 = mg - 2 BIL
I = P= I2R =
(4)mgh =mvt2+ I02Rt I=
24. 解析:(1)磁场的方向:垂直斜面向下
(2)当S与1接通时
导体棒上的电流
导体棒的发热功率
(3)S与1接通时,导体棒平衡有:
S与2接通后,导体棒切割磁感线产生电流,最后匀速运动单位时间内扫过面积最大
匀速运动时
得单位时间扫过最大面积为
2
23.解析:⑴设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为Iab,dc边的电流为Idc,有:
金属框受重力和安培力,处于静止状态,有:
联立三式解得:
⑵由⑴可得:
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有:E=B1L1
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则:
根据闭合电路欧姆定律,有:
联立解得:
22.解析:(1)导体棒MN运动时产生的感应电动势为
导体棒MN的电阻为
当导体杆MN的位移时,导体杆右侧金属框的电阻为
此时MN两端的电压为
(2)在上述位置时感应电流大小为
安培力大小
由于导体杆做匀速运动,外力F等于安培力,即
(3)金属框上消耗的电功率为
当 ,即时,P最大。
此时有
可得
此时最大功率为
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