题目内容
【题目】如图所示,足够长的U形框架宽度是L=0.5m,底端接有一个定值电阻R=2Ω,框架电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ=37°角,磁感应强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为m=0.1kg、有效电阻r=1Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时,通过导体棒横截面的电荷量为Q=2C,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)导体棒匀速运动的速度大小;
(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动,这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功。
【答案】(1)2.4m/s;(2)0.704J
【解析】
(1)导体棒受力如图所示,匀速下滑时,由力平衡可得
mgsinθ=μmgcosθ+F安
其中安培力
F安=BIL
电流强度
I=
感应电动势
E=BLv
联立解得
v=2.4m/s
(2)通过导体棒的电荷量
其中平均电流
设导体棒下滑位移为x,则
ΔΦ=BxL
由以上各式得
x==12m
全程由动能定理得
mgxsinθ-W安-μmgxcosθ=mv2
其中克服安培力做功W安等于电功W,则
W=mgxsinθ-μmgxcosθ-mv2=2.112J
导体棒的有效电阻消耗的电功
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】一课外实验小组用如右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=20.0Ω);V可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理图(a)将图(b)中实物连线补充完整_______(还差两条连线);
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表V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)