题目内容
【题目】如图所示,间距为d、倾角为α的两根光滑足够长的金属导轨间,有一竖直向上的匀强磁场,导轨上放有质量为m的金属棒MN,接触良好。在与导轨连接的电路中,变阻器的总电阻为R,定值电阻阻值为2R,导轨和金属棒电阻不计。电源正负极未画出,电动势为E,内阻r为,当滑片P处于中央位置时,金属棒恰静止在导轨上,重力加速度未g。求:
(1)金属棒MN中电流大小和方向;
(2)匀强磁场的磁感应强度B;
(3)移动滑片P,金属棒将如何运动?请简述理由。
【答案】(1),方向从N到M,(2),(3)如果向右移动滑片P,金属棒将沿斜面向下运动,最后匀速运动;如果向左移动滑片P,金属棒将沿斜面向上运动,最后匀速运动。
【解析】
(1)根据左手定则可知MN受到的安培力方向向左,则MN中的电流方向从N到M;
并联部分的电阻为:
R并==
电路总电阻为:
R总=R并+=1.1R
电路总电流为:
I总==
金属棒MN中电流大小为:
I==;
(2)导体棒处于静止状态,根据平衡条件可得:
BILcosα=mgsinα
解得:B==;
(3)如果向右移动滑片P,并联部分的电阻减小、电压减小,通过MN的电流减小,金属棒将沿斜面向下运动,随着速度增大,感应电动势增大,电流增大,安培力增大,最后匀速运动;
如果向左移动滑片P,并联部分的电阻增大、电压增大,通过MN的电流增大,金属棒将沿斜面向上运动,随着速度增大,感应电动势增大,电流减小,安培力减小,最后匀速运动。
【题目】某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。
A.待测电压表(量程3V,内阻约几千欧)
B.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电池组(电动势约3V,内阻可忽略)
D.滑动变阻器R0
E.变阻箱R(0﹣9999Ω)
F.开关和导线若干
(1)图甲是某同学设计的电路,大家讨论后一致认为此电路不可行,你认为原因是_____;
A.R0阻值较小
B.电流表存在内阻
C.电压表无法准确读数
D.电流表无法准确读数
(2)同学们改用图乙电路进行测量,设电阻箱的阻值R,电压表的示数为U,为了根据图象能求得电压表的内阻,应该作_____图线(选“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣);
(3)请根据你选择的坐标轴和下表的数据,在图丙中标上合适的标度作出相应图线__;
R/kΩ | 0.6 | 1.5 | 2 | 3 | 4 | 5 |
U/V | 2.5 | 2 | 1.8 | 1.5 | 1.3 | 1.13 |
/kΩ﹣1 | 1.67 | 0.67 | 0.5 | 0.33 | 0.25 | 0.20 |
/V﹣1 | 0.40 | 0.50 | 0.56 | 0.67 | 0.78 | 0.88 |
(4)根据你所画出的图线,求出电源的电动势E=_____V,电压表内阻Rv=_____kΩ(保留两位有效数字)。