如圖甲所示,MN、PQ為間距L=0 .5m足夠長的平行導軌,NQ⊥MN,導軌的電阻均不計。導軌平面與水平面間的夾角,NQ間連接有一個R=4Ω的電阻。有一勻強磁場垂直于導軌平面且方向向上,磁感應(yīng)強度為B0=1T。將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上,且與導軌接觸良好,F(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度,已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C,且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行。取g=10m/s2。求:
(1)金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)cd離NQ的距離s;
(3)金屬棒滑行至cd處的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;
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科目:高中物理 來源:2013-2014學年山東省淄博市高三上學期期末物理試卷(解析版) 題型:計算題
(13分)如圖甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導軌,間距L=2.0m;R是連在導軌一端的電阻,質(zhì)量m=1.0kg的導體棒ab垂直跨在導軌上,電壓傳感器與這部分裝置相連。導軌所在空問有磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向豎直向下的勻強磁場。從t=0開始對導體棒ab施加一個水平向左的外力F,使其由靜止開始沿導軌向左運動,電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所示,其中OA段是直線,AB段是曲線、BC段平行于時間軸。假設(shè)在從1.2s開始以后,外力F的功率P=4.5W保持不變。導軌和導體棒ab的電阻均可忽略不計,導體棒ab在運動過程中始終與導軌垂直,且接觸良好。不計電壓傳感器對電路的影響(g=10m/s2)。求
(1)導體棒ab做勻變速運動的加速度及運動過程中最大速度的大;
(2)在1.2s~2.4s的時間內(nèi),該裝置產(chǎn)生的總熱量Q;
(3)導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ和電阻R的值。
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