题目内容

【题目】如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。在O点与导轨间接入一阻值为r的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。下列说法正确的是( )

A.导体棒O点的电势比A点的电势低

B.在导体棒的内部电流由A点至O点

C.在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为

D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为

【答案】AD

【解析】

AB.长度为2L的导体棒切割小圆内磁感线产生的感应电动势为:

E1==2BωL2,

根据右手定则知O点的电势比棒上虚线处的电势高,导体棒在小圆与导轨之间的环形区域切割磁感线产生的感应电动势为:

E2=2BL=5BωL2,

根据右手定则知,A点的电势比棒上虚线处的电势高,因E1<E2,对比可知,O点的电势比A点的电势低,在导体棒的内部电流由O点至A点,故A正确,B错误;

C.导体棒旋转切割磁感线时,电路中电流为:

周期为:

T=,

在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r的电荷量为:

q=It=,

故C错误;

D.在导体棒旋转一周的时间内,电阻r产生的焦耳热为:

Q=I2rT=,

故D正确。

故选AD。

练习册系列答案
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【题目】某实验小组,通过实验测量某种电阻丝材料的电阻率,可供使用的器材有:

A.一段长1 m左右、电阻约为20 Ω的电阻丝

B.带有刻度尺的长木板及金属夹

C.电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω)

D.电压表V(量程0~3.0 V,内阻约3 kΩ)

E.定值电阻R0=15 Ω

F.电阻箱R(0~999.9 Ω)

G.开关、导线若干

实验操作步骤如下:

①将电阻丝固定在长木板上,金属夹夹在电阻丝的不同位置改变电阻丝连入电路的长度;

②用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;

③将实验器材按照图甲所示电路连接,并将电阻箱阻值调至最大;

④将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,并记录电压表示数U,然后断开开关,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

⑤改变金属夹位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电压表示数再次为U,重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

⑥断开开关,整理好器材。

(1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d=__ mm,实验时电压表示数如图丙所示,则U=__ V;

(2)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,描绘出了如图丁所示的R—L关系图线,结合图中所标数据及测出的电阻丝直径d,电阻丝的电阻率表达式为ρ=____;

(3)本实验中,电压表不是理想电表,对电阻率的测量结果___(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

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