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如图所示,两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R...

如图所示,两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。导轨x>0—侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m,x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变。求:

(1)回路中的电流I:

(2)金属棒从x=0运动到x=2m过程中,安培力做功大小W

(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中,外力做功大小W。

 

(1)2A(2)1.6J(3)W=1.42J 【解析】(1)金属棒切割产生感应电动势为: , 由闭合电路欧姆定律,电路中的电流 (2)当x=0m时, x=2m时, , 安培力随磁感应强度及位移x是线性变化,金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小, (3)根据题意可知x=2m处, 因为金属棒切割磁感线产生的感应电流不变,所以有 解得 根据动能定理可得,解得  
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考点分析:
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如图所示,匀强磁场中有矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N=100,边长ab=1.0m,bc=0.5m,电阻r=2Ω,磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T,在1~5s从0.2T均匀变化到-0.2T,取垂直纸面向里为磁场正方向。 求:

(1)0.5s时,线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向:

(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;

(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。

 

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如图所示,水平面内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上,t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止 开始运动,t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域, 且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ。求:

(1)金属杆在磁场中运动时产生的感应电动势的大小E;

(2)金属杆进入磁场区域后,电阻消耗的电功率P

 

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在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,将所有器材按要求安装在如图1所示的光具座上,然后接通电源使光源正常工作。已知实验中选用缝间距d=0.2mm的双缝,像屏与双缝之间的距离l=0.7m。

(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。用某单色光照射双缝得到 如图2所示的干涉图样,分划板在图中A、B位置时的游标卡尺读数分别如图3、图4所示, 求得相邻亮纹之间的间距△x=________mm。

(2)利用题目中的已知量和测量结果就可算出这种单色光的波长,其字母表达式为λ=______ (用题目中已知量和测量量的字母表示);带入数据,可计算出λ=_______nm。

(3)下列现象中能够观察到的有______

A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽

B.将光源向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽

C.换一个两缝间距较大的双缝屏,干涉条纹间距变窄

D.去掉滤光片后,干涉现象消失

 

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在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,

(1)某同学的操作步骤如下:

①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液往量筒中滴一滴,测出它的体积;

②往边长约40ml的浅盘里倒入约2深的水,待水面稳定后,用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待其散幵;

③将玻璃板轻放在浅盘上,用细彩笔把油酸膜的形状画在玻璃板上;

④将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算出油酸膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。

改正其中的错误:__________________________________________________

(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,―滴溶液的体积为4.8×10-3ml,其形成的油酸膜面积为40cm2,由此估测出油酸分子的直径为_________m(保留2位有效数字)。

 

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如图所示为某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图像,由图像可知

A. 该交流电的周期为4s

B. t=0.03s时,穿过线圈的磁通量最大

C. 该交流发电机线圈转动的角速度为

D. 电动势的瞬时值与时间的关系为

 

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