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【題目】如圖所示,兩條平行的光滑金屬導軌固定在傾角為θ的絕緣斜面上,導軌上端連接一個定值電阻.導體棒ab放在導軌上,與導軌垂直并良好接觸.斜面上水平虛線PQ以下區域內,存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場.現對a棒施以平行導軌斜向上的恒定拉力,使a棒沿導軌勻速向上運動,此時放在導軌下端的b棒恰好靜止.當a棒運動到磁場的上邊界PQ處時,撤去拉力,a棒將繼續沿導軌向上運動一段距離后再向下滑動,a棒滑回PQb棒已滑離導軌.已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為Rb棒的質量為m恒定拉力與b棒的質量大小關系為恒定拉力=mgsinθ重力加速度為g,導軌電阻不計.求:

1a棒在磁場中沿導軌向上運動的過程中,a棒中的電流Iab棒中的電流Ib之比;

2a棒質量ma

(3)a棒滑回PQ剛進入磁場向下運動時所受的安培力FA ′ 的大小,并判斷a棒在磁場中向下運動時做什么運動?

【答案】(1)2;(2) ;(3)magsinθ a棒沿導軌勻速向下運動

【解析】(1)a棒沿導軌向上運動時,a棒、b棒及電阻R中的電流分別為IaIbIR,有

IRRIbRb IaIRIb

由①②解得

(2)對b棒靜止有:IbLBmgsinθ

a棒勻速有:FIaLBmagsinθ

解得mam

(3)由于a棒在PQ上方滑動過程中機械能守恒,因而a棒在磁場中向上滑動的速度v1大小與在剛回到磁場的速度v2大小相等,即v1v2v 

設磁場的磁感應強度為B,導體棒長為L.a棒在磁場中運動時產生的感應電動勢為

EBLva棒沿斜面向上運動時

FIaLBmagsinθ

所以 FAIaLB=

a棒滑回PQ剛進入磁場向下運動時,a棒中的電流為Ia,則Ia  

FA ′=IaLB 

因為FA ′=magsinθ 所以a棒返回磁場又恰能沿導軌勻速向下運動.

練習冊系列答案
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(2)實驗中得到圖3所示的紙帶,通過測量_________兩點間的距離計算小車獲得的速度(選填“AB”或BC”).

(3)關于該實驗,下列敘述正確的是______

A.每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值

B.每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致

C.放小車的長木板應該使其水平放置

D.先接通電源,再讓小車在橡皮筋的作用下彈出

(4)甲、乙兩位同學的實驗操作均正確.甲同學根據實驗數據作出了功和速度的關系圖線,即W-v圖,如圖(2)甲,并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結論.乙同學根據實驗數據作出了功與速度平方的關系圖線,即W-v2圖,如圖(2)乙,并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結論.關于甲、乙兩位同學的分析,你的評價是_______

A.甲的分析不正確,乙的分析正確

B.甲的分析正確,乙的分析不正確

C.甲和乙的分析都正確

D.甲和乙的分析都不正確

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1導體棒產生的感應電動勢的瞬時值表達式.

2整個電路在1分鐘內產生的熱量.

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