题目内容
【题目】如图所示,有五根完全相同的金属杆,其中四根固连在一起构成正方形闭合框架,固定在绝缘水平桌面上,另一根金属杆ab搁在其上且始终接触良好.匀强磁场垂直穿过桌面,不计ab杆与框架的摩擦,当ab杆在外力F作用下匀速沿框架从最左端向最右端运动过程中( )
A.外力F是恒力
B.桌面对框架的水平作用力保持不变
C.ab杆的发热功率先变小后变大
D.正方形框架产生的总热量大于ab杆产生的总热量
【答案】C
【解析】解:
A、ab向右匀速运动,产生的感应电动势为E=BLv,是定值,ab可以看做电源,框架构成外电路,当ab运动到框架的中间位置时,外电路电阻最大,等于ab的电阻,因此在ab运动过程中,外电路总电阻R先增大后减小,由I= 可知,电路电流先减小后增大,ab受到的安培力为FB=BIL,可知安培力先减小后变大,ab匀速运动,由平衡条件得:F=FB,所以外力F先减小后增大,故A错误;
B、由A可知,电路电流先减小后增大,框架受到的安培力FB框=BIL,先减小后增大,由平衡条件可知,桌面对框架的水平作用力与所受的安培力大小相等,所以桌面对框架的水平作用力先变小后变大,故B错误;
C、通过ab的电流I先减小后增大,则ab杆的发热功率P=I2Rab,先减小后变大,故C正确;
D、当ab在框架的中央时,内外电阻相等,除此之外,外电阻总是小于内电阻的,由U=IR可知,外电压小于等于内电压,由Q=W=UIt可知外电路产生的总热量小于ab杆产生的总热量,故D错误;
故选:C.
【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】某课外学习小组想描绘标有“4V、2W”的小灯泡的U﹣I图象,除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表(量程5.0V,内阻约为5kΩ)
D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为6.0V,内阻约为1.5Ω)
(1)实验中所用的电流表应选;电压表应选;滑动变阻器应选 . (只需填器材前面的字母代号)
(2)将图甲中的实物连接成实验所需的电路(有两根导线已经接好) . 实验开始时,滑动变阻器的滑片应该置于最端.(填“左”或“右”)
(3)经过正确的操作,测得的数据如下表:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
U/V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.8 | 3.2 | 3.6 | 4.0 |
I/A | 0 | 0.12 | 0.22 | 0.30 | 0.36 | 0.40 | 0.43 | 0.46 | 0.48 | 0.49 | 0.50 |
请在图乙中描点画出小灯泡的U﹣I曲线.
(4)若某干电池的端电压U与电流I的关系如图乙中图线a所示,那么将本题中的小灯泡接在该干电池的两端时,小灯泡的实际功率是W.