Question

如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电

如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出 图像。足够长光滑金属轨道电阻不计，倾角 θ =30°。轨道上端连接有阻值 R =1.0Ω的定值电阻，金属杆 MN 电阻 r =0.5Ω，质量 m =0.2kg，杆长 。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让金属杆从图示位置由静止开始释放，此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的 图像（设杆在整个运动过程中与轨道垂直， ）。试求： 图（a） 图（b）（1） t =0.5s时电阻 R 的热功率；（2）匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；（3）估算0~1.2s内通过电阻 R 的电量大小及在 R 上产生的焦耳热。

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Answer 1

（1） （2） （3） （1.26C~1.33C格均正确）

试题分析： 解：（1）由 I ? t 图像可知当 t =0.5s时， I =1.10A；                                                     （2）由图知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A，          杆受力平衡：                                                     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129格（126~133格均正确） （1.26C~1.33C格均正确）            由图知：1.2s末杆的电流 I =1.50A                                                                                                                                                                      点评：本题电路结构较为复杂，关键要理解图象的物理意义．