[题目]如图甲所示.将一间距为L＝1 m的U形光滑导轨固定倾角为θ＝30°.轨道的上端与一阻值为R＝1 Ω的电阻相连接.整个空间存在垂直轨道平面向下的匀强磁场.磁感应强度大小B未知.将一长度也为L＝1 m.阻值为r＝0．5 Ω.质量为m＝0．4 kg的导体棒PQ垂直导轨放置(导体棒两端均与导轨接触)．再将一电流传感器按照如图甲所示� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图甲所示，将一间距为L＝1 m的U形光滑导轨（不计电阻）固定倾角为θ＝30°，轨道的上端与一阻值为R＝1 Ω的电阻相连接，整个空间存在垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B未知，将一长度也为L＝1 m、阻值为r＝0．5 Ω、质量为m＝0．4 kg的导体棒PQ垂直导轨放置（导体棒两端均与导轨接触）．再将一电流传感器按照如图甲所示的方式接入电路，其采集到的电流数据能通过计算机进行处理，得到如图乙所示的I－t图象．假设导轨足够长，导体棒在运动过程中始终与导轨垂直．已知重力加速度g＝10 m/s2．

（1）求0．5 s时定值电阻的发热功率；

（2）求该磁场的磁感应强度大小B；

（3）估算0～1．2 s的时间内通过传感器的电荷量以及定值电阻上所产生的热量．

【答案】（1）1．21 W （2）1．25 T．（3）1．65 J

【解析】试题分析：（1）由I-t图象可知当t=0．5s时，I=1．10A；

P=I2R=1．102×1．0W=1．21W

（2）由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1．60A，

稳定时杆匀速运动，受力平衡，则有：mgsinθ=BIL

解得

（3）1．2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知，总格数为130格，q=130×0．1×0．1C=1．30C

由图知，1．2s末杆的电流I=1．50A

由闭合电路欧姆定律得

得

又

所以：

根据能量守恒得 mgxsinθ＝mv2+Q，

电路中产生的总热量为 Q＝mgxsinθmv2＝2．47J

QR＝Q＝1．65J

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D．a、b两粒子在磁场中飞行的时间之比为1:1

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A. a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度

B. b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度

C. a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度

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①关于本实验下列说法正确的是：___________
A．入射小球的质量应比被碰小球质量大

B．小球与斜槽间的摩擦对实验没有影响
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D. 斜槽一定要固定好，末端切线不需要调节水平

② 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．
接下来要完成的必要步骤是_______________．(填选项的符号)
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
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(用②中测量的量表示)；

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