(20分)如圖甲所示,間距為 L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為 q的斜面上。在 MNPQ矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應強度為 B;在 CDEF矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面向下的磁場,磁感應強度 Bt 隨時間 t變化的規(guī)律如圖乙所示,其中 Bt的最大值為 2B。現將一根質量為 M、電阻為 R、長為 L的金屬細棒 cd跨放在 MNPQ區(qū)域間的兩導軌上并把它按住,使其靜止。在 t=0 時刻,讓另一根長也為 L的金屬細棒 ab從 CD上方的導軌上由靜止開始下滑,同時釋放 cd棒。已知 CF長度為 2L,兩根細棒均與導軌良好接觸,在 ab從圖中位置運動到 EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為 g;tx是未知量。
(1)求通過 cd棒的電流,并確定 MN PQ區(qū)域內磁場的方向;
(2)當 ab棒進入 CDEF區(qū)域后,求 cd棒消耗的電功率;
(3)求 ab棒剛下滑時離 CD的距離。
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U/V | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
I/A | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.25 | 1.80 | 2.81 | 3.20 |
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πd2RL |
4ρ |
πd2RL |
4ρ |
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(分)在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數n=1500匝,橫截面積S=20 cm2。螺線管導線電阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω, R2=5.0Ω, C=30μF 。在一段時間內,穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求:
(1)螺線管中產生的感應電動勢;
(2)閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率;
(3)S斷開后,流經R2的電量。
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(1)(2分)在用伏安法測量一個定值電阻阻值的實驗中提供了如下器材:
①待測電阻Rx(約100 Ω);
②直流毫安表(量程0~20 mA,內阻約50 Ω);
③直流電壓表(量程0~3 V,內阻約5 kΩ);
④直流電源(輸出電壓3 V,內阻可不計);
⑤滑動變阻器(阻值范圍0~15 Ω,允許最大電流1 A);
⑥電鍵一個,導線若干條.
實驗要求最大限度的減小誤差,則毫安表的連接應選擇__________(填“內接” 或“外接”)的連接方式;滑動變阻器的連接應選擇__________(填“限流” 或“分壓”)的連接方式!
(2)(6分)用如圖甲所示的電路測量一節(jié)蓄電池的電動勢和內電阻。蓄電池的電動勢約為2V,內電阻很小。除蓄電池、開關、導線外,可供使用的實驗器材還有:
A.電壓表 (量程3V) B.定值電阻R0(阻值4Ω,額定功率4W)
C.電流表 (量程3A) D.電流表 (量程0.6A)
E.滑動變阻器R(阻值范圍0—20Ω,額定電流1A)
①電流表應選____________;(填器材前的字母代號)。
②根據實驗數據作出U—I圖像(如圖乙所示),則蓄電池的電動勢E =_________V,內阻r =________Ω;(均保留三位有效數字)
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