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如圖9－3－2甲所示為兩根平行放置的相距L＝0.5 m且足夠長的固定金屬直角導軌，一部分水平，另一部分豎直．質量均為m＝0.5 kg的金屬細桿ab、cd始終與導軌垂直且接觸良好形成閉合回路，水平導軌與ab桿之間的動摩擦因數為μ，豎直導軌光滑．ab與cd之間用一根足夠長的絕緣細線跨過定滑輪相連，每根桿的電阻均為R＝1 Ω，其他電阻不計． ．整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現用一平行于水平導軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開始向右運動， ab桿最終將做勻速運動，且在運動過程中cd桿始終在豎直導軌上運動．當改變拉力F的大小時，ab桿相對應的勻速運動的速度v的大小也隨之改變，F與v的關系圖線如圖9－3－2乙所示．不計細線與滑輪之間的摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2.求：(1)桿與水平導軌之間的動摩擦因數μ和磁感應強度B各為多大？

(2)若ab桿在F＝9 N的恒力作用下從靜止開始向右運動8 m后達到勻速狀態(tài)，則在這一過程中整個回路產生的焦耳熱為多少？

解析：(1)設ab桿勻速運動時的速度為v，則回路中產生的感應電動勢E＝BLv①

回路中的感應電流

ab桿所受到的安培力

以T表示細線的拉力，對ab桿有F＝F安＋T＋μmg④

對cd桿有T＝mg⑤

聯立③④⑤式，解得：

由圖乙可知：當F1＝9 N時，v1＝4 m/s；當F2＝11 N時，v2＝8 m/s

將數據代入⑥式，解得：μ＝0.4，B＝2 T．⑦

(2)ab桿從靜止開始向右運動直到勻速運動的過程中，設回路產生的焦耳熱為Q，對ab、cd組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律有

解得：Q＝8 J．⑨

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖9－3－23甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間、L3L4之間存在勻強磁場，大小均為1 T，方向垂直于虛線所在平面．現有一矩形線圈abcd，寬度cd＝L＝0.5 m，質量為0.1 kg，電阻為2 Ω，將其從圖示位置靜止釋放(cd邊與L1重合)，速度隨時間的變化關系如圖乙所示，t1時刻cd邊與L2重合，t2時刻ab邊與L3重合，t3時刻ab邊與L4重合，已知t1～t2的時間間隔為0.6 s，整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向．(重力加速度g取10 m/s2)則(　　)．

圖9－3－23

A．在0～t1時間內，通過線圈的電荷量為0.25 C

B．線圈勻速運動的速度大小為8 m/s

C．線圈的長度為1 m

D．0～t3時間內，線圈產生的熱量為4.2 J

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖9－3－24甲所示，水平面上固定一個間距L＝1 m的光滑平行金屬導軌，整個導軌處在豎直方向的磁感應強度B＝1 T的勻強磁場中，導軌一端接阻值R＝9 Ω的電阻．導軌上有質量m＝1 kg、電阻r＝1 Ω、長度也為1 m的導體棒，在外力的作用下從t＝0開始沿平行導軌方向運動，其速度隨時間的變化規(guī)律是v＝2，不計導軌電阻．求：

(1)t＝4 s時導體棒受到的安培力的大��；

(2)請在如圖乙所示的坐標系中畫出電流平方與時間的關系(I2－t)圖象．

圖9－3－24

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科目：高中物理 來源：2012年人教版高中物理選修3-413.4實驗：用雙縫干涉測量光的波長（解析版） 題型：實驗題

現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件，要把它們放在如圖13－4－9所示的光具座上組裝成雙縫干涉實驗裝置，用以測量紅光的波長．

圖13－4－9

(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序應為C、________、A.

(2)本實驗的實驗步驟有：

①取下遮光筒左側的元件，調節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；

②按合理順序在光具座上放置各光學元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；

③用米尺測量雙縫到屏的距離；

④用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離 .

在操作步驟②時還應注意______________和________________．

(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖13－4－10甲所示．然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時如圖乙中手輪上的示數為______ mm，求得相鄰亮紋的間距Δx為______mm.

圖13－4－10

(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4 m，測得雙縫到屏的距離l為0.700 m，由計算公式λ＝__________，求得所測紅光波長為________nm

 

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科目：高中物理 來源：人教版2012學年高三物理一輪復習探究決定導線電阻的因素專項訓練 題型：選擇題

有一根圓臺狀勻質合金棒如圖實－5－27甲所示，某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率ρ、長度L和兩底面直徑d、D有關．他進行了如下實驗：

 

 (1)用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L.圖乙中游標卡尺(游標尺上有20

個等分刻度)的讀數L＝________cm.

(2)測量該合金棒電阻的實物電路如圖丙所示(相關器材的參數已在圖中標出)．該合金棒

的電阻約為幾個歐姆．圖中有一處連接不當的導線是________．(用標注在導線旁的數字

表示)

(3)改正電路后，通過實驗測得合金棒的電阻R＝6.72 Ω，根據電阻定律計算電阻率為ρ、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd＝13.3 Ω、RD＝3.38 Ω.他發(fā)現：在誤差允許范圍內，電阻R滿足R2＝Rd·RD，由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R＝________.(用ρ、L、d、D表示)

【解析】：(1)首先確定游標卡尺的精度為20分度，即為0.05 mm，然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數99.00 mm，注意小數點后的有效數字要與精度一樣，再從游標尺上找出對的最齊一根刻線，精度×格數＝0.05×8 mm＝0.40 mm，最后兩者相加，根據題目單位要求換算為需要的數據，99.00 mm＋0.40 mm＝99.40 mm＝9.940 cm.

(2)本實驗為測定一個幾歐姆的電阻，在用伏安法測量其兩端的電壓和通過電阻的電流時，因為安培表的內阻較小，為了減小誤差，應用安培表外接法，⑥線的連接使用的是安培表內接法．

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