[题目]如图1所示.两根与水平面成角的足够长光滑金属导轨平行放置.导轨间距为.导轨底端接有阻值为的电阻R.导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中.磁场方向垂直于导轨平面斜向上.磁感应强度现有一质量为.电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为的物体相连.细绳与导轨平面平行将金属棒与M由静止释放.棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动运动过程中.棒与� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图1所示，两根与水平面成角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为，导轨底端接有阻值为的电阻R，导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度现有一质量为、电阻为的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为的物体相连，细绳与导轨平面平行将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触取重力加速度求：

（1）金属棒匀速运动时的速度；

（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；

（3）若保持某一大小的磁感应强度不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图象如图2所示，请根据图中的数据计算出此时的；

（4）改变磁感应强度的大小为，，其他条件不变，请在坐标图2上画出相应的图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义．

【答案】（1）4m/s（2）1.2J（3）（4）

【解析】（1）金属棒受力平衡，所以

Mg＝mg sin θ＋（1）（2分）

所求速度为：v＝＝4 m/s （2）（2分）

（2）对系统由能量守恒有：

Mgs="mgs" sin θ+2Q+（M＋m）v2 （3）（3分）

所求热量为： Q＝（Mgs－mgs sin θ）/2－（M＋m）v2/4＝1.2 J （4）（2分）

（3）由上（2）式变换成速度与质量的函数关系为：

v＝＝M－（5）（2分）

再由图象可得：＝，B1＝0.54 T （2分）

（4）由上（5）式的函数关系可知，当B2＝2B1时，图线的斜率减小为原来的1/4。（画出图线3分）

与M轴的交点不变，与M轴的交点为M="m" sinθ。（2分）

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C. 从cd两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为a1∶a2＝2∶1

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（1）第二象限内电场强度E的大小；

（2）电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角θ；

（3）①若有界磁场是圆形，求圆形磁场的最小面积S1；

②若有界磁场是三角形，求三角形磁场的最小面积S2；

③若有界磁场是矩形，求矩形磁场的最小面积S3。

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A. 通过R的电流峰值为，频率为50Hz

B. 通过R的电流峰值为，频率为100Hz

C. 通过R的电流峰值为，频率为50Hz

D. 通过R的电流峰值为，频率为100Hz

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