题目内容

【题目】如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1 T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05 m,电源的电动势为E=3 V,内阻r=0.1 Ω,限流电阻R0=4.9 Ω,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9 Ω,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5 V,则

A. 由上往下看,液体做逆时针旋转

B. 液体所受的安培力大小为 1.5×10-3N

C. 闭合开关后,液体热功率为0.81 W

D. 闭合开关10 s,液体具有的动能是3.69 J

【答案】ABD

【解析】

在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向;根据闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流值,然后根据安培力的公式计算安培力的大小,根据焦耳定律计算热功率,从而即可求解.

A.由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转,A错误;

B.电压表的示数为1.5V,则根据闭合电路的欧姆定律:,所以电路中的电流值,液体所受的安培力大小为,B正确;

C.玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为,则液体热功率为,C错误;

D10s末液体的动能等于安培力对液体做的功,通过玻璃皿的电流的功率:,所以闭合开关10s,液体具有的动能是:,D正确.

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