问题标题:
【如图(甲)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传输到计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图象.】
问题描述:

如图(甲)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传输到计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I-t图象.已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5Ω,杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1kg,杆长L=1m.实验时,先断开K,取下细线调节轨道倾角,使杆恰好能沿轨道匀速下滑.然后固定轨道,闭合K,在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让杆在悬挂物M的牵引下,从图示位置由静止开始释放,此时计算机屏幕上显示出如图(乙)所示的I-t图象(设杆在整个运动过程中与轨道垂直,且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆,导轨的电阻、细线与滑轮间的摩擦及滑轮的质量均忽略不计).

试求:(1)t=0.2s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0~0.4s内流过电阻R的电荷量.

阮秀凯回答:
  (1)由图象知t=0.2s时电路中电流I=0.6A;电阻R的热功率P=I2R=0.62×0.5W=0.18W;(2)由图知:杆达到稳定运动时的电流为I=1.0A,K断开时:mgsinθ=μmgcosθ,K闭合后杆稳定运动时:Mg+mgsinθ=μmgcos...
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