题目内容

【题目】如图所示,在一个磁感应强度为B的匀强磁场中,有一弯成45°角的金属导轨,且导轨平面垂直磁场方向.导电棒MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动,速度v的方向与Ox方向平行,导电棒与导轨单位长度的电阻为r

1)写出t时刻感应电动势的表达式.

2)感应电流的大小如何?

3)写出在t时刻作用在导电棒MN上的外力瞬时功率的表达式.

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

1MN棒匀速运动,经过时间t通过的位移为 x=vt,有效的切割长度为L=vttan45°,根据E=BLv求解感应电动势的瞬时表达式.
2)由数学知识求得回路的总长,得到总电阻,可由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小.
3)金属棒匀速运动时,外力的功率等于回路总的电功率,由功率公式P=I2R求解.

1MN匀速运动,则经过时间t导线离开O点的长度:x=vt
MN切割磁感线的有效长度是 L=vttan45°=vt
t时刻回路中导线MN产生的感应电动势为:E=BLv=Bv2t
2)回路的总电阻为:R=2vt+vtr
感应电流的大小为:
3)由上式分析可知,回路中产生的感应电流不变.金属棒匀速运动时,外力的功率等于回路总的电功率,则外力瞬时功率的表达式为:P=I2R=

练习册系列答案
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【题目】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______(选项”)。

(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:

A. 电流表A1:量程0~0.6 A,内阻约0.125 Ω

B. 电压表V1: 量程0~3 V,内阻约3 kΩ

C. 电压表V2: 量程0~15 V,内阻约15 kΩ

D. 滑动变阻器0~50 Ω

E. 滑动变阻器0~500 Ω

实验中电压表应选用_______;滑动变阻器应选用________;(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,其中5组数据的对应点已经标在图的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出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( 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

(5)甲电路中,产生误差的主要原因是__________________________________________

流经电压表所在支路的最大电流数量级约为_____________________________

(6)若采用甲电路图,实验过程中存在系统误差。在图所绘图像中,虚线代表没有误差情况下,电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像,实线是根据测量数据绘出的图像,则图中能正确表示二者关系的是______(选填选项下面的字母)。

(7)上述(6)中的实线是根据测量数据绘出的图像,其中UI分别表示电压表和电流表的示数。若字母RVRA分别表示电压表和电流表的内阻, E/span>r分别表示电池的电动势和内阻的真实值。那么,上述图像中的实线图像与U轴的截距为_________________,斜率为 _______________

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