题目内容
【题目】如图,ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒,ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上,导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中;cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为
的光滑平行导轨上,导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路,除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动,使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度为g=10m/s2。求:
![]()
(1)从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动?
(2)ab转动的角速度大小;
(3)作用在ab上的外力的功率。
【答案】(1)顺时针方向转动(2)40 rad/s(3)30W
【解析】
试题分析:(1)从上往下看,ab应沿顺时针方向转动
(2)对cd进行受力分析可知:mgsinθ=BIL
代入数据可得:流过ab和cd的电流I=
=
A=5A
根据闭合电路欧姆定律,ab产生的感应电动势E=I×(2R)=5×2×0.3V=3V
Ab切割磁感线产生感应电动势E=BLV
所以E=BL×
代入数据可得:E=![]()
所以:ω= 40 rad/s
(3)从能量转化和守恒的角度看,作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率,在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和:
所以:P=fava+fbvb+IE.
其中:fa=fb=![]()
va=ωr1=40×0.5m/s=20m/s
vb=ωr2=40×1.0m/s=40m/s
所以P=0.25×20 W +0.25×40 W +5×3 W =30 W
【题目】某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻,他设计了一个用标准电流表
来校对待测电流表
的满偏电流和测定
内阻的电阻,如图所示,已知
的量程略大于
的量程,图中
为滑动变阻器,
为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
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(1)实验过程包含了一下步骤,其合理的顺序依次为___________(填步骤的字母代号)
A.合上开关 |
B.分别将 |
C.记下 |
D.反复调节 |
E、合上开关![]()
F、调节
使
的指针偏转到满刻度,此时
的示数为
,记下此时
的示数
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的
内阻的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”“相等”)
(3)若要将
的量程扩大为I,并结合上述实验过程中测量的结果,写出在
上并联的分流电阻
的表达式,
=___________