Question

（20分）其同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電測(cè)速裝置，工作原理如圖所示。一個(gè)半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長(zhǎng)為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個(gè)半徑為r=R/3的圓盤(pán)，圓盤(pán)和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)上繞有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，下端掛著一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。a點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，b點(diǎn)通過(guò)電刷與O端相連。測(cè)量a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時(shí)，測(cè)得U=0.15V。（細(xì)線與圓盤(pán)間沒(méi)有滑動(dòng)國(guó)，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)，重力加速度g=10m/s²）

（1）測(cè)U時(shí)，a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？
（2）求此時(shí)鋁塊的速度大小；
（3）求此下落過(guò)程中鋁塊機(jī)械能的損失。

Answer 1

（1）正極 （2）2 m/s （3）0.5J

試題分析:（1）根據(jù)右手定則可判斷a點(diǎn)為電源的正極，故a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”
（2）由電磁感應(yīng)定律得      
聯(lián)立解得v="2" m/s
（3）根據(jù)能量守恒得：