题目内容
【题目】如图所示,两根相距L=0.5 m的光滑平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,导轨的左端用R=3 Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1 Ω的金属杆ab,质量m=0.2 kg,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2 T,现对杆施加水平向右的拉力F=2 N,使它由静止开始运动,求:
(1)杆能达到的最大速度vm为多大?
(2)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中通过的位移x1=10 m,电阻R上产生的电热QR为多少?
(3)若杆达到最大速度后撤去拉力,则其继续向前运动的最大位移x2多大?
【答案】vm=8 m/s;QR= 10.2 J;x2=6.4 m
【解析】
(1)当导体棒加速度为零时,速度最大,根据平衡条件,有:F=F安=ILB,感应电流:I= 代入数据联立可得vm=8 m/s
(2)对导体棒由动能定理可得: Fx1+W安= mv2,根据功能关系有:Q=-W安,因为外电阻与内阻为串联关系,根据焦耳定律可知:QR= Q ,联立可得QR= 10.2 J
(3)对导体棒由动量定理可得:-BLIt = 0-mv,感应电动势:,电流:,电量:= ,联立可得x2=6.4 m
【题目】在测定金属的电阻率的实验中,某种待测材料金属丝接入电路部分的长度约为50cm,所用测量仪器均已校准。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)某实验小组用伏安法测金属丝的电阻Rx,记录实验数据如下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 |
I/A | 0.02 | 0.06 | 0.16 | 0.22 | 0.34 | 0.46 | 0.52 |
由以上实验数据可知:
①本实验的电流表选用的是____、电压表选用的是___、滑动变阻器选用的是____(填写以下器材前的字母)。
A.电流表A1(0~100 mA,内阻约为10 Ω)
B.电流表A2(0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V1(0~3 V,内阻约为3 kΩ)
D.电压表V2(0~15 V,内阻约为15 kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~1000 Ω,0.2 A)
F.滑动变阻器R2(0~20 Ω,2 A)
②测量Rx是采用下图中的____(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)电路图。
③可以估算出金属丝电阻率约为____(填选项前的字母)。
A.1×10-2Ω·m
B.1×10-3Ω·m
C.1×10-6Ω·m
D.1×10-8Ω·m