Question

如圖（a）為一研究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中電流傳感器（相當(dāng)于一只理想的電流表）能將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出圖像。足夠長光滑金屬軌道電阻不計(jì)，傾角θ=30°。軌道上端連接有阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN電阻r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg，桿長。在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，此后計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖（b）所示的圖像（設(shè)桿在整個(gè)運(yùn)動過程中與軌道垂直，）。試求：

圖（a）                                                 圖（b）
（1）t=0.5s時(shí)電阻R的熱功率；
（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）估算0~1.2s內(nèi)通過電阻R的電量大小及在R上產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

（1）（2）（3）（1.26C~1.33C格均正確）      

解析試題分析：
解：（1）由I?t圖像可知當(dāng)t=0.5s時(shí)，I=1.10A；       
                                            
（2）由圖知，當(dāng)金屬桿達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)的電流為1.60A，         
桿受力平衡：                                                   
解得                     
（3）1.2s內(nèi)通過電阻的電量為圖線與t軸包圍的面積，由圖知：
總格數(shù)為129格（126~133格均正確）
（1.26C~1.33C格均正確）           
由圖知：1.2s末桿的電流I=1.50A                                       

                

                
                                                    

       
                              
考點(diǎn)：電功率、電磁感應(yīng)、閉合電路歐姆定律。
點(diǎn)評：本題電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，關(guān)鍵要理解圖象的物理意義．