题目内容
【题目】如图甲所示,导体棒MN置于水平导轨上,PQMN所围的成面积为S,PQ之间有阻值为R的电阻,不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场,规定磁场方向竖直向上为正,在0~2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示,导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 在0~2t0时间内,导轨棒受到的导轨的摩擦力方向先向左后向右,大小不变
B. 在0~t0内,通过导体棒的电流方向为N到M
C. 在t0~2t0内,通过电阻R的电流大小为
D. 在0~2t0时间内,通过电阻R的电荷量为
【答案】B
【解析】
由楞次定律判断出导体棒的运动趋势,然后判断摩擦力方向;由楞次定律求出感应电流方向;由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,然后由欧姆定律求出感应电流;由法拉第电磁感应定律求出感应电动势,由欧姆定律求出感应电流,然后由电流定义式求出电荷量。
由图乙所示图象可知,0~t0内磁感应强度减小,穿过回路的磁通量减小,由楞次定律可知,为阻碍磁通量的减少,导体棒具有向右的运动趋势,导体棒受到向左的摩擦力,在t0~2t0内,穿过回路的磁通量增加,为阻碍磁通量的增加,导体棒有向左的运动趋势,导体棒受到向右的摩擦力,在两时间段内摩擦力方向相反;0~t0内产生的感应电动势与感应电流的大小不变,但磁感应强度是不会的,所以安培力是变化的,同理,在t0~2t0内安培力也是变化的,所以0~2t0内摩擦力的大小也是变化的,故A错误;由图乙所示图象可知,在0~t0内磁感应强度减小,穿过闭合回路的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,通过导体棒的电流方向为N到M,故B正确;由图乙所示图象,应用法拉第电磁感应定律可得,在t0~2t0内感应电动势:,感应电流为:,故C错误;由图乙所示图象,应用法拉第电磁感应定律可得,在0~t0内感应电动势:;感应电流为:,电荷量:;同理,在t0~2t0内的电荷量:q2=I2t0= ;由于在0~t0内的电流方向与t0~2t0内感应电流的方向相反,所以在0~2t0时间内,通过电阻R的电荷量为:q=q2﹣q1=.故D错误。故选B.
【题目】一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω);可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线_____________;
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;
(4)待测电阻阻值的表达式Rx=_____________(用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
U1/V | 0.25 | 0.30 | 0.36 | 0.40 | 0.44 |
U2/V | 0.86 | 1.03 | 1.22 | 1.36 | 1.49 |
3.44 | 3.43 | 3.39 | 3.40 | 3.39 |
(6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小数)