题目内容
【题目】如图甲所示,足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置,两导轨间距离为L=1.0m,导轨平面与水平面间的夹角为,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上,导轨的M、P两端连接阻值为的电阻,金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连,金属棒ab的质量m=0.20kg,电阻,重物的质量M=0.60kg,如果将金属棒和重物由静止释放,金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示,不计导轨电阻,,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0.6s内通过电阻R的电量;
(3)在0.6s内电阻R产生的热量。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
试题由图乙看出,ab棒最终做匀速运动,其斜率等于速度,由数学知识求得斜率,即可得到ab棒匀速运动的速度.根据平衡条件和安培力公式F=BIL结合,即可求得B;根据电量公式q=I△t,闭合电路欧姆定律:,法拉第电磁感应定律:,联立可得通过电阻R的电量;由能量守恒定律求电阻R中产生的热量。
(1)由题图乙得ab棒匀速运动时的速度,
感应电动势E=BLv,感应电流
棒所受安培力:,
棒ab匀速时,棒受力平衡:
解得:
(2)由图乙得,在0.6s内ab棒上滑的距离s=1.40m,根据电量公式q=I△t,闭合电路欧姆定律:,法拉第电磁感应定律:,联立可得通过电阻R的电量:
(3)设0.6s内整个回路产生的热量为Q,
由能量守恒定律得,
代入数据解得:
电阻R产生的热量:
【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)图1是实验所用电路图。请根据图1的电路图,将图2中的实物图补充完整_________。
(2)现有电流表(0 ~ 0.6 A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0 ~ 15 V) B.电压表(0 ~ 3 V)
C.滑动变阻器(0 ~ 20 ) D.滑动变阻器(0 ~ 100 )
实验中电压表应选用________,滑动变阻器应选用________。(选填字母)
(3)实验中,某同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图3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) | 1.35 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.15 | 1.10 |
电流I(A) | 0.12 | 0.14 | 0.24 | 0.30 | 0.36 | 0.42 |
(4)根据图3中所画图线可得出干电池的电动势E =_______V,内电阻r =________Ω。(小数点后均保留两位数字)
(5)若实验室中不能提供合适的电压表,只能提供一个电流表,一个电阻箱,开关和导线若干,来测量一节干电池的电动势和内阻。请你设计实验,将实验电路图画在虚线框中,并说明需要记录哪些数据和数据处理的方法。_______________
需记录的数据:_______________
数据处理的方法:_________________