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如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场...

如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2.求出金属棒的质量。

 

 

【解析】 试题分析:依题意,开关闭合后,电流方向从b到a,由左手定则可知,金属棒所受安培力方向竖直向下。 开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长为.由胡克定律和力的平衡条件得 式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小。 开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为② 式中,I是回路电流,L是金属棒的长度。两弹簧各自再伸长了,由胡克定律和力的平衡条件得③ 由欧姆定律有 式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻。 联立①②③④式,并代入题给数据得⑤ 考点:考查了有安培力时的共点力平衡 【名师点睛】在闭合前,导体棒处于平衡状态,在闭合后,根据闭合电路的欧姆定律求的电流,根据左手定则判断出安培力的方向,根据F=BIL求的安培力,由共点力平衡求的质量.  
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考点分析:
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国庆群众游行队伍中的国徽彩车,不仅气势磅礴而且还是一辆电动车,充一次电可以走100公里左右.假设这辆电动彩车的总质量为m=6.75×103 kg,当它匀速通过天安门前L=500 m的检阅区域时用时t=250 s,驱动电机的输入电流I=10 A,输入电压为U=300 V,电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍.g取10 m/s2,不计摩擦,只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量,求:

(1)驱动电机的输入功率.

(2)电动彩车通过天安门前时牵引力的功率.

(3)驱动电机的内阻和机械效率.

 

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如图所示,一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B,静止在图示位置,若固定的带正电的小球A的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中,求A、B两球间的距离.

 

 

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现要测量电源的电动势E及内阻r(E约为6V,r约为1.5Ω)。给出以下器材:量程3V的理想电压表V,量程0.6A的电流表A(具有一定内阻),固定电阻R=8.5Ω,滑线变阻器R′(0―10Ω),开关S,导线若干。

利用给出的器材画出实验电路原理图(图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出)。

实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2。则可以求出E=           ,r=         。(用I1,I2,U1,U2及R表示)

 

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“5 V,2.5 W”的小灯泡、导线和开关外,还有:

A.直流电源(电动势约为5 V,内阻可不计)

B.直流电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)

C.直流电流表(量程0~600 mA,内阻约为5 Ω)

D.直流电压表(量程0~15 V,内阻约为15 kΩ)

E.直流电压表(量程0~5 V,内阻约为10 kΩ)

F.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,允许通过的最大电流为2 A)

G.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,允许通过的最大电流为0.5 A)

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.

(1)实验中电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________(均用序号字母表示).

(2)请按要求将图中所示的器材连成实验电路.

(3)某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示.现把实验中使用的小灯泡接到如图所示的电路中,其中电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,定值电阻R=9 Ω,此时灯泡的实际功率为________W(结果保留两位有效数字)

 

 

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回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,下列说法中正确的是(   

A.增大匀强电场间的加速电压

B.增大磁场的磁感应强度

C.减小狭缝间的距离

D.增大D形金属盒的半径

 

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