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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与...

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.(g取10m/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小.

(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由ab,求磁感应强度的大小与方向.

 

(1)a=4m/s2 (2)v=10m/s (3)B=0.4T, 磁场方向垂直导轨平面向上 【解析】(1)金属棒开始下滑的初速为零,由牛顿第二定律得: mgsinθ-μmgcosθ=ma…① 由①式解得:a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2…② 故金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小为4m/s2. (2)设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F, 棒在沿导轨方向受力平衡,由平衡条件得:mgsinθ-μmgcosθ-F=0…③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:P=Fv…④ 由③、④两式解得: …⑤ 故当金属棒下滑速度达到稳定时,棒的速度大小为10m/s. (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B,感应电流为: …⑥ 功率为:P=I2R…⑦ 由⑥、⑦两式解得: …⑧ 故磁感应强度的大小为0.4T,方向垂直导轨平面向上.
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考点分析:
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如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:

(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小

(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小

(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与O点的水平位移x.

 

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如图所示,半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量质量为m,电荷量为q的带正电的粒子,沿直径方向以速率vP点射入磁场,粒子射出磁场时的位置为Q,已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的,不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:

(1)该匀强磁场的磁感应强度大小;

(2)粒子在磁场中运动的时间。

 

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利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。

(1)应该选择的实验电路是图中的_____。(选填”)

(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:

A.电压表(0~15V)

B.电压表(0~3V)

C.滑动变阻器(0~50Ω)

实验中电压表应选用_____。(选填相应器材前的字母)

(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上,请画出U﹣I图线__

序号

1

2

3

4

5

6

电压U(V)

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流I(A)

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

 

(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势 E=_____V,内电阻r=_____Ω。

 

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用多用表的欧姆档测量阻值约为几十的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上.

a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔

b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔

c.旋转S使其尖端对准欧姆档×1k

d.旋转S使其尖端对准欧姆档×100

e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔._____

根据如图指针位置,此被测电阻的阻值约为_____Ω.

 

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用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图所示,从图中读出外径为_____ mm。

 

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