题目内容
【题目】如图所示,两根相互平行的金属导轨水平固定在匀强磁场中,导轨的左端与电源和滑动变阻器连接。金属棒ab垂直于平行导轨放置并能保持与导轨的良好接触,金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=
。若磁感应强度的方向为某一恰当方向时,金属棒能在安培力的作用下向右匀速运动,并且金属棒中的电流最小,则此磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为(不考虑金属棒切割磁感线产生电磁感应的影响)( )
![]()
A.37°
B.30°
C.45°
D.60°
【答案】B
【解析】
对处于平衡状态的金属棒进行受力分析可知,金属棒受如图所示的重力mg、安培力BIL、支持力N和摩擦力f四个力作用,考虑到支持力N和摩擦力f满足摩擦定律f=μN,即μ=
,这说明不论支持力N和摩擦力f具体是多少,它们的合力F合的方向都是取决于μ的定值,因此,可以将原来的四力平衡转化为三力平衡,所以安培力BIL的方向只有沿着垂直于F合的方向才能取得最小值,金属棒中的电流才能取得最小值,根据左手定则,磁感应强度的方向只能沿着F合的反方向,因此由
tanθ=
=μ
可解得
θ=30°
![]()
A.37°,与结论不相符,选项A错误;
B.30°,与结论相符,选项B正确;
C.45°,与结论不相符,选项C错误;
D.60°,与结论不相符,选项D错误;
【题目】小明在测定一节干电池的电动势E和内阻r的实验中,管理员给他提供了如下器材:
A.待测的干电池(E≈1.5V,r≈1.0Ω) | E.滑动变阻器R2(0~20Ω,10A) |
B.电流表A1(0~3mA,Rg1=100Ω) | F.电阻箱R0(0~999Ω) |
C.电流表A2(0~0.6A,Rg2约为0.1Ω) | G.开关和导线若干 |
D.滑动变阻器R1(0~2kΩ,1A) |
(1)由于没有电压表管理员给小明设计了如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验电路,并要求他用图像法处理实验数据,你认为应该选择图________作为实验电路,在你选择的电路中,为了操作方便且能更准确地进行测量,滑动变阻器应选________(填写器材前的字母代号)。
![]()
![]()
(2)小明选出合理的实验电路后,把与R0串联的电流表当作量程为0~3V的电压表使用,因此他应该将电阻箱R0的阻值调至________Ω。
(3)小明选出合理的实验电路后,严格按照实验步骤和操作规范进行实验,测出了六组电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2,并绘出了如图所示的I1-I2图线,则被测干电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留2位小数)