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如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接...

如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距L=05m,左端接有阻值R=0的电阻,一质量m=01kg,电阻r=0的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=04T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=9m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:

1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻R的电荷量q

2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2

3)外力做的功

 

(1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J 【解析】试题分析:(1)设金属棒匀加速运动的时间为,回路的磁通量的变化量为,回路中的平均感应电动势为,由法拉第电磁感应定律得①其中② 设回路中的平均电流为,由闭合电路欧姆定律得③则通过电阻R的电荷量为④ 联立①②③④式,得代入数据得 (2)设撤去外力时金属棒的速度为v,对于金属棒的匀加速运动过程,由运动学公式得⑤ 设金属棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做的功为W,由动能定理得⑥ 撤去外力后回路中产生的焦耳热⑦ 联立⑤⑥⑦式,代入数据得⑧ (3)由题意知,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比,可得⑨ 在金属棒运动的整个过程中,外力F克服安培力做功,由功能关系可知⑩ 由⑧⑨⑩式得. 考点:考查了导体切割磁感线运动 【名师点睛】解决该题关键要分析物体的运动情况,清楚运动过程中不同形式的能量的转化,知道运用动能定理求解变力做功,应用好电荷量的表达式知道应用闭合电路欧姆定律求解路端电压,同时注意M、N两端的电压的正负,有一定的难度.  
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考点分析:
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在倾角θ=30°的斜面上固定一金属框,金属框宽L=025m,接入电动势E=12V、内阻不计的电源.垂直于框架放有一根质量m=02kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数为,整个装置放在垂直于框面向上的匀强磁场中,如图所示,磁感应强度B=08T.当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,金属框架与金属棒的电阻不计,g=10m/s2

 

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如图所示,在电场强度的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷量的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩因数μ=02,取g=10m/s2,求:

1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?

2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)

 

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实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为,查得铜的电阻率为,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻,从而确定导线的实际长度。

可供使用的器材有:

电流表:量程06A,内阻约02Ω;

电压表:量程3V,内阻约9kΩ;

滑动变阻器R1:最大阻值5Ω;

滑动变阻器R2:最大阻值20Ω;

定值电阻:R0=3Ω;

电源:电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干。

回答下列问题:

1实验中滑动变阻器应选         填“”或“,闭合开关S前应将滑片移至       填“a”或“b”

2在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。

3调节滑动变阻器,当电流表的读数为时,电压表示数如图乙所示,读数为_________V。

4导线实际长度为          m保留2位有效数字

 

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某学生实验小组利用图a所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻使用的器材有:

多用电表;

电压表:量程5V,内阻十几千欧;

滑动变阻器:最大阻值5kΩ;

导线若干

回答下列问题:

1将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔______,调零点

2将图a中多用电表的红表笔和______填“1”或“2”端相连,黑表笔连接另一端

3将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图b所示,这时电压表的示数如图c所示多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______V

4调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零此时多用电表和电压表的读数分别为120kΩ和400V从测量数据可知,电压表的内阻为             

5多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图d所示根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为______V,电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为______kΩ

 

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一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知  

A该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin25tV

B该交流电的频率为25Hz

C该交流电的电压有效值为

D若将该交流电压加在阻值R=100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50W

 

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