题目内容
【题目】如图所示,在竖直平面内,水平且平行的Ⅰ、Ⅱ虚线间距为L,其间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一长为2L、宽为L矩形线框质量为m,电阻为R.开始时,线框下边缘正好与虚线Ⅱ重合,由静止释放,线框上边缘进入磁场后线框一直做减速运动,经过一段时间后,线框上边缘经过虚线Ⅱ瞬间加速度恰为0.重力加速度为g,不计空气阻力.求矩形线框穿过磁场过程中:
(1) 上边缘经过虚线Ⅱ瞬间,线框中的电流;
(2) 磁通量变化率的最大值;
(3) 线框中产生的焦耳热.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析:(1) 线框上边缘经过虚线Ⅱ瞬间加速度恰为0,即合外力为零,由平衡条件求解;
(2)根据法拉第的电磁感应定律和进行求解;
(3)由动能定理求解线框中产生的焦耳热。
解:(1)根据BIL=mg,得;
(2) 线框上边刚进磁场时磁通量的变化率最大
解得:;
(3) 设线框上边缘通过虚线Ⅱ瞬间线框速度为v2,则
BLv2=IR
设线框穿过磁场过程中克服安培力做的功为W,根据动能定理
解得:。
【题目】(9分)现有一刻度盘总共有N小格、且刻度均匀,量程未准确确定的电压表V1,已知其量程在13—16V之间,内阻。为测定其准确量程U1,实验室提供了如下表所列的器材,要求方法简洁,尽可能减少误差,并能测出多组数据。
器材(代号) | 规格 |
标准电压表V2 | 量程3V,内阻r2=30kΩ |
电流表A | 量程3A,内阻r3=0.01Ω |
滑动变阻器R | 总阻值1kΩ |
稳压电源E | 20V,内阻很小 |
开关S、导线若干 |
某同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种电路图:
你认为选择_______电路图测量效果最好。(填“甲”、“乙”、“丙”)
(2)根据测量效果最好的那个电路图,将下列有关器材连接成测量电路。
(3)若选择测量数据中的一组来计算V1的量程U1,则所用的表达式U1=_ __,式中各符号表示的物理量是:____。
【答案】(1)乙;(2)实物连线见解析;(3);其中N:V1的总格数;N1:V1的读出格数,U2:V2的读数,R1:待测表内阻,R2:V2表内阻。(两个表内阻可以用150和30代替)
【解析】
试题分析:(1)待测电压表允许的最大电流为:,而电流表A 的量程为3A,所以两者串联不合适,图甲不合适;图丙中两电压表的量程相差较大,两表并联也不合适;电压表V2允许的最大电流,所以两电表可以串联,图乙正确;(2)测量电路如图:
(3)通过两电表的电流,V1两端的电压:,V1的量程为:,其中其中N:V1的总格数;N1:V1的读出格数;U2:V2的读数;R1:待测表内阻;R2:V2表内阻。
考点:测量电压表的量程。
【题型】实验题
【结束】
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【题目】如图所示,质量为M的导体棒ab的电阻为r,水平放在相距为l的竖直光滑金属导轨上.导轨平面处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.导轨上方与一可变电阻R连接,导轨电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好.重力加速度为g.
(1)调节可变电阻的阻值为R1=3r,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为+q的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间,恰好能匀速通过.求棒下滑的速率v和带电微粒的质量m.
(2)改变可变电阻的阻值为R2=4r,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时,将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板间,若微粒最后碰到金属板并被吸收.求微粒在金属板间运动的时间t.