题目内容
小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示。在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的计数为G1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的计数为G2,铜条在磁场中的长度L。
(1)判断铜墙条所受安培力的方向,G1和G2哪个大?
(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。
(1)(2),
解析试题分析:(1)根据棒向下运动,切割磁感线,产生感应电流,由右手定则可得感应电流方向为B到A,再由左手定则可得,安培力方向竖直向上;因此当棒不动时,棒不受安培力作用,所以
(2)由于铜条匀速运动,则有安培力等于重力,即有:安培力,根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律可求出电流大小为,而由从而可得出,磁感应强度大小,
考点:本题比较简单,考查了安培力的大小计算,应用公式时注意公式适用条件和公式中各个物理量的含义.并考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律.
练习册系列答案
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(12分)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要用到某元件(电阻约为20)。现需要描绘该元件的伏安特性曲线。实验室备有下列器材:
器材(代号) | 规格 |
电流表(A1) | 量程0~5mA,内阻约为50 |
电流表(A2) | 量程0~200mA,内阻约为10 |
电压表(V1) | 量程0~3V,内阻约为10k |
电压表(V2) | 量程0~15V,内阻约为25k |
滑动变阻器(R1) | 阻值范围0~10,允许最大电流1A |
滑动变阻器(R2) | 阻值范围0~1k,允许最大电流100mA |
直流电源(E) | 输出电压4V,内阻不计 |
开关(S)及导线若干 | |
②为达到上述目的,请在虚线框内画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号。
③现已描绘出该元件的伏安特性曲线如图。 若将该元件直接连接在一个电动势为3V,内阻为5的电源上,则该元件消耗的功率为 W。(保留3位有效数字)
如图(a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中用细线对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得。
(1)关于该实验,下列说法中正确的是
A.用砝码和小桶的总重力来表示F,对实验结果会产生误差 |
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高 |
C.使用电火花计时器时先使纸带运动,再接通电源 |
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板表面平行 |
a= m/s2 (加速度a的计算结果保留2位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车的加速度a/( m·s-2) | 1.25 | 1.00 | 0.80 | 0.50 | 0.40 |
小车的质量m/kg | 0.400 | 0.500 | 0.625 | 1.000 | 1.250 |
小车质量的倒数m-1/kg-1 | 2.50 | 2.00 | 1.60 | 1.00 | 0.80 |
利用上表数据,在(c)图坐标纸中选择合适物理量为坐标轴建立坐标系,作出直观反映与m关系的图像。从图线可得到的结论是