题目内容
【题目】如图所示,两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内,并处在方向竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上。t=0时刻,MN棒与DE的距离为d,金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中;MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计空气阻力。
(1)若所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变,请根据法拉第电磁感应定律E=推导金属棒MN中的感应电动势E=BLv;
(2)若从t=0时刻起,所加的匀强磁场的磁感应强度B从B0开始逐渐减小时,恰好使回路中不产生感应电流,试从磁通量的角度分析磁感应强度B的大小随时间t的变化规律。
【答案】(1)推导过程见解析 (2)
【解析】
(1) ab棒做匀速直线运动在t时间内的位移为:
线框的面积变化量是:
则穿过闭合电路的磁通量的变化量是:
根据法拉第电磁感应定律得:
(2)由产生感应电流的条件可知,回路中不产生感应电流,则穿过回路的磁通量不变,
根据磁通量不变,应有:
解得:
【题目】如图甲是利用两个电流表A1和A2测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1和A1内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻大得多),A2为理想电流表。
(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线。(________)
(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至________(选填“a端”、“中央”或“b端”)。
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表A1和A2的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为
I1/mA | 0.120 | 0.125 | 0.130 | 0.135 | 0.140 | 0.145 |
I1/mA | 480 | 400 | 320 | 232 | 140 | 68 |
在如图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1-I2曲线。(________)
(4)利用所得曲线求得电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω。(保留两位小数)
(5)该电路中电源输出的短路电流Im=________A。