题目内容
【题目】如图所示,两根平行长直金属轨道,固定在同一水平面内,间距为d,其左端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.一质量为m的导体棒ab垂直于轨道放置,且与两轨道接触良好,导体棒与轨道之间的动摩擦因数为μ,导体棒在水平向右、垂直于棒的恒力F作用下,从静止开始沿轨道运动距离l时,速度恰好达到最大(运动过程中导体棒始终与轨道保持垂直).设导体棒接入电路的电阻为r,轨道电阻不计,重力加速度大小为g,在这一过程中 ( )
A.导体棒运动的平均速度为
B.流过电阻R的电荷量为
C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于回路产生的电能
D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于导体棒增加的动能
【答案】B,D
【解析】解:
A、杆匀速运动时速度最大.设杆的速度最大值为v,此时杆所受的安培力为FA=BId=B d= ,而且杆受力平衡,则有F=FA+μmg,解得,v= ,由于杆做变速运动,因此平均速度不可能为 .故A错误.
B、流过电阻R的电荷量为 q= = .故B正确.
C、D、根据动能定理得:恒力F做的功、摩擦力做的功、安培力做的功之和等于杆动能的变化量,而摩擦力做负功,安培力也做负功,则知恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量,恒力F做的功与摩擦力做的功之和大于杆动能的变化量.故C错误,D正确.
故选:BD
【考点精析】认真审题,首先需要了解电磁感应与电路(用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;画等效电路;运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解),还要掌握电磁感应与力学(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)的相关知识才是答题的关键.
【题目】一个小灯泡的额定电压为2.0V.额定电流约为0.5A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线.
A.电源E:电动势为3.0V,内阻不计;
B.电压表V1:量程为0~3V,内阻约为1KΩ
C.电压表V2:量程为0~15V,内阻约为4KΩ
D.电流表A1:量程为0~3A,内阻约为0.1Ω;
E.电流表A2:量程为0~0.6A,内阻约为0.6Ω;
F.滑动变阻器R1:最大阻值为l0Ω,额定电流为0.6A;
G.滑动变阻器R2:最大阻值为l5Ω,额定电流为1.0A;
H.滑动变阻器R3:最大阻值为l50Ω,额定电流为1.0A;
I.开关S,导线若干.
实验得到如下数据(I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压):
I/A | 0.00 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U/V | 0.00 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(1)实验中电压表应选用;电流表应选用;滑动变阻器应选用(请填写选项前对应的字母).
(2)请你不要改动已连接导线,在下面的实物连接图1中把还需要连接的导线补上.
(3)在图2坐标中画出小灯泡的U﹣I曲线 . 并简述该图线不是直线的主要原因 .
(4)若将本题中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是2.0Ω的电池两端,则小灯泡的实际功率约为(保留两位有效数字).