()8如圖（a）所示，輪軸的輪半徑為2r，軸半徑為r，它可以繞垂直于紙面的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，圖（b）為輪軸的側(cè)視圖。輪上繞有細(xì)線，線下端系一質(zhì)量為M的重物，軸上也繞有細(xì)線，線下端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN，在QN之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)。磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降，運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌接觸良好。

（1）當(dāng)重物勻速下降時(shí)，細(xì)繩對(duì)金屬桿的拉力T多大？

（2）重物M勻速下降的速度v多大？

（3）對(duì)一定的B，取不同的M，測(cè)出相應(yīng)的M作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v值，得到實(shí)驗(yàn)圖線如圖（c）。試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算此實(shí)驗(yàn)中的金屬桿質(zhì)量m和磁感強(qiáng)度B。已知L=4m,R=1Ω

 


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解析:

（1）輪軸的平衡：Mg2r=Tr （2分）     T=2Mg（1 分）

（2）金屬桿平衡時(shí)速度為Vm,,ε=BL Vm,(1分)     I==(1分)

F=BLI=（1分）

金屬桿平衡：T=mg+F    (1分 )       Vm,= （2分）

VM=2 Vm =2  （1分）

（3）由圖可知當(dāng)M=2kg時(shí)VM=0，m=4kg(2分)

當(dāng)M=12kg時(shí)，VM=16m/s,  且已知L=4m,R=1Ω代入VM公式可得B=1.25T(2分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（a）所示，兩個(gè)平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖（b）表示的電壓．t=0時(shí)，Q板比P板電勢(shì)高5V，此時(shí)在兩板的正中央M點(diǎn)有一個(gè)電子，速度為零，電子在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)．使得電子的位置和速度隨時(shí)間變化．假設(shè)電子始終未與兩板相碰，在0＜t＜8×10-10s的時(shí)間內(nèi)，這個(gè)電子處于M點(diǎn)的右側(cè)，速度方向向左且大小逐漸減小的時(shí)間是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?上海）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路研究電源輸出功率變化情況．電源E電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻恒定，R1為滑動(dòng)變阻器，R2、R3為定值電阻，A、V為理想電表．
（1）若滑動(dòng)片P由a滑至b時(shí)A示數(shù)一直變小，則R1和R2必須滿足的關(guān)系是
R1≤R2
R1≤R2
．
（2）若R1=6Ω，R2=12Ω，電源內(nèi)電阻r=6Ω，當(dāng)滑動(dòng)片P由a滑至b時(shí)，電源E的輸出功率P隨外電路總電阻R的變化關(guān)系如圖（b）所示，則R3的阻值應(yīng)該選擇
B
B
．
A．2Ω        B．4Ω
C．6Ω        D．8Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?黃浦區(qū)二模）如圖（a）所示，斜面傾角為37°，一寬為d=0.43m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行．在斜面上由靜止釋放一長(zhǎng)方形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行．取斜面底部為零勢(shì)能面，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，線框的機(jī)械能E和位移s之間的關(guān)系如圖（b）所示，圖中①、②均為直線段．已知線框的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.06Ω，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）求金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）求金屬線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t；
（3）求金屬線框穿越磁場(chǎng)的過程中，線框中產(chǎn)生焦耳熱的最大功率Pm；
（4）請(qǐng)?jiān)趫D（c）中定性地畫出：在金屬線框從開始運(yùn)動(dòng)到完全穿出磁場(chǎng)的過程中，線框中感應(yīng)電流I的大小隨時(shí)間t變化的圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：

足夠長(zhǎng)光滑斜面BC的傾角α=53°，小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，水平面與斜面之間B點(diǎn)有一小段弧形連接，一質(zhì)量m=2kg的小物塊靜止于A點(diǎn)．現(xiàn)在AB段對(duì)小物塊施加與水平方向成α=53°的恒力F作用，如圖（a）所示，小物塊在AB段運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖象如圖（b）所示，到達(dá)B點(diǎn)迅速撤去恒力F．（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：
（1）小物塊所受到的恒力F；
（2）小物塊從B點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，到返回B點(diǎn)所用的時(shí)間；
（3）小物塊能否返回到A點(diǎn)？若能，計(jì)算小物塊通過A點(diǎn)時(shí)的速度；若不能，計(jì)算小物塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)離B點(diǎn)的距離．
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