题目内容
【题目】如图所示,间距为L的两根长直平行导电轨道M、N所在平面与水平面夹角为θ,处于磁感强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面,与两轨道垂直放置的导体棒cd与轨道接触良好,但因为摩擦而处于静止状态,其质量为M.另一根导体棒ab质量为m,垂直两轨道放置并由静止开始沿轨道无摩擦由上方滑下,当沿轨道下滑距离为s时,达到最大速度,在ab下滑过程中,cd棒始终保持静止.ab棒与导轨接触良好,两棒电阻均为R,导轨电阻不计.
求:(1)当ab棒达到最大速度后,cd棒受到的摩擦力;
(2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中,ab与cd棒上产生的总热量。
【答案】(1) (2)
【解析】 (1)设ab最大速度为vm,对ab棒,由平衡条件,有:
而最大感应电流:
所以最大速度:
cd棒静止,由平衡条件,得cd棒受到的摩擦力:
(2)从ab棒开始下滑到达到最大速度的过程中,由能量守恒定律,得ab与cd棒上产生的总热量:
联立解得:
【题目】(10分)某研究性学习小组为了设计一款电子产品,需要选用某种电学元件.实验中首先要描绘该元件的伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
A.待测元件(额定电压3 V、额定电流约为450 mA)
B.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
C.电流表A2(量程0~1 A,内阻约为1 Ω)
D.电压表V(量程0~3 V,内阻约为1 kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,允许最大电流1 A)
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~1 kΩ,允许最大电流100 mA)
G.直流电源E(输出电压4.5 V,内阻不计)
H.开关S,导线若干
I.多用电表
(1)为提高实验的准确程度,电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 .(以上均填器材代号或符号)
(2)请在甲图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
(3)实验中得到了如下表所示几组数据,请在图乙中画出该元件的U–I图象.
电流(A) | 0.00 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.36 | 0.39 | 0.41 | 0.43 |
电压(V) | 0.00 | 0.20 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
(4)将上述两个电学元件及一个R0=10 Ω的定值电阻、一个电动势E=4.5 V(内阻不计)的电源串联成闭合电路,此时每个元件的实际功率为 W.(结果保留两位有效数字)