题目内容
【题目】如图所示,水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻.导体棒ab长L=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T.现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.
(1)ab中的感应电动势多大?
(2)若定值电阻R=3.0Ω,导体棒的电阻r=1.0Ω,则对ab棒施加的水平拉力有多大?方向如何?
【答案】
(1)解:感应电动势:E=BLv=0.4×0.5×10=2V;
答:ab中的感应电动势2V;
(2)解:ab棒受到的安培力:F安培=BIL= =
=0.1N,
棒做匀速运动,由平衡条件得:F=F安培=0.1N,
由左手定则可知,安培力水平向左,则拉力水平向右;
答:对ab棒施加的水平拉力为0.1N,方向水平向右.
【解析】(1)由E=BLv求出感应电动势.(2)由欧姆定律求出电流,由安培力公式求出安培力,由平衡条件求出拉力大小与方向.
【考点精析】解答此题的关键在于理解电磁感应与力学的相关知识,掌握用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;求回路中电流强度;分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);列动力学方程或平衡方程求解.
【题目】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,需测量一个标有“3V,1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流.现有如下器材:
直流电源(电动势3.0V,内阻不计)
电流表A1(量程3A,内阻约0.1Ω)
电流表A2 (量程0.6A,内阻约5Ω)
电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
电压表V2(量程15V,内阻约200kΩ)
滑动变阻器R1(阻值0﹣10Ω,额定电流1A)
滑动变阻器R2 (阻值0﹣1kΩ,额定电流0.3A)
①该实验中,电流表应选择(填“A1”或“A2”),电压表应选择(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选择(填“R1”或“R2”).
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路,请在图乙方框中完成实验的电路图.
③表是学习小组在实验中测出的6组数据,某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出了5个数据的对应点,请你画出第4组数据的对应点,并作出该小灯泡的伏安特性曲线 .
U(V) | I(A) | |
1 | 0 | 0 |
2 | 0.5 | 0.17 |
3 | 1.0 | 0.30 |
4 | 1.5 | 0.39 |
5 | 2.0 | 0.45 |
6 | 2.5 | 0.49 |
④若将该灯泡与一个6.0Ω的定值电阻串联,直接接在题中提供的电源两端,请估算该小灯泡的实际功率P=W(保留两位有效数字).(若需作图,可直接画在第③小题图中)