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如图所示,光滑足够长导轨倾斜放置,导轨间距为L=1 m,导轨平面与水平面夹角为=30°,其下端连接一个灯泡,灯泡电阻为R=2 Ω,导体棒ab垂直于导轨放置,除灯泡外其它电阻不计.两导轨间的匀强磁场的磁感应强度为B=0.5 T,方向垂直于导轨所在平面向上.将导体棒从静止释放,在导体棒的速度v达到2 m/s的过程中通过灯泡的电量q=2 C.随着导体棒的下滑,其位移x随时间t的变化关系趋近于x=4t-2(m).取g=10 m/s2,求:
(1)导体棒的质量m;
(2)当导体棒速度为v=2 m/s时,灯泡产生的热量Q;
(3)辨析题:为了提高ab棒下滑过程中小灯泡的最大功率,试通过计算提出两条可行的措施.
某同学解答如下:小灯泡的最大功率为P=(其中vm为下滑的最大速度),因此提高ab棒下滑过程中小灯泡的最大功率的措施有:增大磁感应强度B、…….由此所得结果是否正确?若正确,请写出其他两条可行的措施;若不正确,请说明理由并给出正确的解答.
(1)将质量为5 kg的铅球(可视为质点)从距沙坑表面1.25 m高处由静止释放,从铅球接触沙坑表面到陷入最低点所历经的时间为0.25 s,不计空气阻力,重力加速度g=10 m/s2.则铅球对沙子的平均作用力大小为________N,方向________.
(2)某同学家里有一个“3.8 V,1.5 W”的小灯泡.
①该同学使用多用电表粗略测量小灯泡不工作时的电阻.请你根据实验要求,完成下列实验步骤.
a.用螺丝刀旋动指针定位螺丝,使指针对准电流的“0”刻线;
b.将选择开关旋转到电阻档________的位置(“×1”、“×10”、“×100”);
c.将红、黑表笔插入插孔,________;
d.表盘指针位置如图所示,小灯泡不工作时的电阻约为________Ω;
e.测量完毕,拔出两表笔,将选择开关旋转到交流电压最高档.
②为描绘该小灯泡的伏安特性曲线,到实验室寻找到了一些仪器,规格及数量如下:
A.电流表一只(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电压表一只(0~3 V,内阻约为3 kΩ)
C.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流为2 A)
D.滑动变阻器R2(0~200 Ω,额定电流为0.2 A)
E.蓄电池(电动势6 V,内电阻约为0.5 Ω)
F.开关、导线若干,待测灯泡一个
在描绘小灯泡伏安特性曲线时,选择合适的器材,连接实验电路如图,在连接电压表时发现,电压表的量程不能满足实验要求,该同学想到用多用电表直流电压档完成实验,将选择开关旋转到直流电压“5 V”档(内阻约为几千欧姆),然后将黑表笔接在________,红表笔接在________(填a、b或c),完成实验.
(3)某物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数.实验装置如图所示,表面粗糙、一端装有定滑轮的长木板放在水平的实验台上;木板上有一滑块,滑块右端固定一个轻小动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻细绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动.(忽略滑轮的摩擦)
①放开钩码,滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数F,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码的个数,重复实验,以弹簧测力计的示数F为纵轴,加速度a为横轴,得到的图像是纵轴截距大小等于b的一条倾斜直线,如图所示;已知滑块和轻小动滑轮的总质量为m,重力加速度为g.则滑块和长木板之间的动摩擦因数μ=________.
②写出能减小实验误差的一条有效措施________.
一个额定功率为0.1W的电阻Rx,其阻值不详,有两个研究性学习小组分别设计了以下实验方案测量该电阻.
①第一组同学先用欧姆表粗测其阻值,其结果如下图所示,该组同学还备有以下器材.
A.电流表,量程0~500μA,内阻约150Ω
B.电流表,量程0~10mA,内阻约10Ω
C.电压表,量程0~3V,内阻约5KΩ
D.电压表,量程0~15V,内阻约10KΩ
E.干电池两节,每节电动势为1.5V
F.直流稳压电源,输出电压12V,额定电流1A
G.滑动变阻器,0~50Ω,0.5A
H.电键一只,导线若干
试帮助该组同学选择合适的器材及适当的电路,较精确地测量Rx.
Ⅰ. 欧姆表测得的Rx约为 Ω;
Ⅱ. 电流表应该选择 ,电压表应该选择 ,电源应该选择 (选填字母代号即可);
Ⅲ. 请在下图中选择合适的电路图测量该电阻Rx,要求电流表电压表的读数从零始 .
②第二组同学选择合适的器材后,利用如下图所示的电路进行测量,他们的主要实验步骤如下:
第一步:将开关
第二步:将开关S2接1,记录此时电压表、电流表示数U2、I2.
Ⅰ
Ⅱ
.简要分析此实验方案为何能避免因电表内阻而引起的实验误差. .由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx= ;S2接2,闭合开关S1,调节滑动变阻器RP和RW,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数U1、I1; 查看习题详情和答案>>