如圖甲所示，在水平桌面上固定著兩根相距20cm、相互平行的無電阻軌道P和Q，軌道一端固定一根電阻為0．0l的導(dǎo)體棒a，軌道上橫置一根質(zhì)量為40g、電阻為0.0lΩ的金屬棒b，兩棒相距20cm．該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．開始時，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=0．10T(設(shè)棒與軌道間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，g取10m／s2)

(1)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度Bo的大小不變，從t=O時刻開始，給b棒施加一個水平向右的拉力，使它做勻加速直線運(yùn)動．此拉力F的大小隨時問t變化關(guān)系如圖乙所示.求勻加速運(yùn)動的加速度及b棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力．

(2)若從某時刻t=0開始,按圖丙中磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化圖象所示的規(guī)律變化，求在金屬棒b開始運(yùn)動前，這個裝置釋放的熱量是多少?

(1) a=5m/s2   f=0.2N

(2)產(chǎn)生焦耳熱為Q =0.036J


解析:

 (1)由圖象可得到拉力F與t的大小隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式為

  F=F0+

 當(dāng)b棒勻加速運(yùn)動時，根據(jù)牛頓第二定律有：

 F-f-F安=ma

 F安=B0??IL

 I=

 v=at

∴F安=

聯(lián)立可解得F=f+ma+

將據(jù)代入，可解得a=5m/s2   f=0.2N

(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，閉合電路中有恒定的感應(yīng)電流I，以b棒為研究對象，它受到的安培力逐漸增大，靜摩擦力也隨之增大，當(dāng)磁感應(yīng)度增大到b所受安掊力F與最大靜摩擦力f相等時開始滑動.

感應(yīng)電動勢：

E=

I=

棒b將要運(yùn)動時，有f=BtIL

∴Bt=

根據(jù)Bt=B0+,得t=1.8s

回路和產(chǎn)生焦耳熱為Q=I22rt=0.036J

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連．
（1）調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動．測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=
m
M
m
M
；
（2）在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動比較困難，有同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上（傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對木塊的拉力），使木板B向左運(yùn)動時，木塊A能夠保持靜止．若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=
F1
Mg
F1
Mg
；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動時，傳感器的讀數(shù)為F2
=
=
F1（填“＞”、“=”或“＜”）．

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科目：高中物理 來源：2013屆甘肅省甘谷一中高三第四次檢測物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（6分）為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連．

(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動．測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=            ；
(2)在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動比較困難，有同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對木塊的拉力)，使木板B向左運(yùn)動時，質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止．若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=         ；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動時，傳感器的讀數(shù)為F2，則有F2       F1(填“>”、“=”或“<”)．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年甘肅省高三第四次檢測物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（6分）為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連．

(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動．測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=             ；

(2)在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動比較困難，有同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對木塊的拉力)，使木板B向左運(yùn)動時，質(zhì)量為M的木塊A能夠保持靜止．若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=          ；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動時，傳感器的讀數(shù)為F2，則有F2       F1(填“>”、“=”或“<”)．

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年山東師大附中高三（上）期中物理試卷（解析版） 題型：解答題

為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連．
（1）調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動．測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=______；
（2）在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動比較困難，有同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上（傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對木塊的拉力），使木板B向左運(yùn)動時，木塊A能夠保持靜止．若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=______；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動時，傳感器的讀數(shù)為F2______F1（填“＞”、“=”或“＜”）．

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年廣西桂林十八中高三（上）第三次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，在木塊A和木板B上貼上待測的紙，將木板B固定在水平桌面上，沙桶通過細(xì)線與木塊A相連．
（1）調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少，使木塊A勻速向左運(yùn)動．測出沙桶和沙的總質(zhì)量為m，以及貼紙木塊A的質(zhì)量M，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=______；
（2）在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運(yùn)動比較困難，有同學(xué)對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，木塊A的右端接在力傳感器上（傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，從計(jì)算機(jī)上可讀出對木塊的拉力），使木板B向左運(yùn)動時，木塊A能夠保持靜止．若木板B向左勻速拉動時，傳感器的讀數(shù)為F1，則兩紙間的動摩擦因數(shù)μ=______；當(dāng)木板B向左加速運(yùn)動時，傳感器的讀數(shù)為F2______F1（填“＞”、“=”或“＜”）．

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