【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有相距為L的平行光滑金屬軌道ME、NF,MN之間接有電阻R1,EF之間接有電阻R2,已知R1=R2=2R。在PQ上方(包括PQ)及CD下方(包括CD)有水平方向的勻強磁場I和II,磁感應強度大小均為B,F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻為R的導體棒ab,從軌道上距離PQ一定高度處由靜止下落,在下落過程中導體棒始終保持水平,與軌道接觸良好,兩平行軌道足夠長。已知導體棒ab下落到PQ位置時速度的大小為v1。不計軌道電阻,重力加速度為g。
(1)求導體棒ab下落到PQ位置時導體棒ab中的電流;
(2)導體棒ab進入磁場II后棒中電流大小始終不變,求磁場I和II之間的距離h;
(3)若導體棒ab剛進入磁場II時與(2)中具有相同的速度,此時施加一豎直向上的恒定外力F的作用,且F=mg。求導體棒ab從進入磁場II到停止運動的過程中,電阻R2上產(chǎn)生的熱量及導體棒ab下落的距離。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)導體棒ab上產(chǎn)生的電動勢
閉合導體回路的外電阻
回路的總電阻
導體棒ab中的電流
(2)導體棒ab進入磁場Ⅱ后,電流大小不變,則ab棒運動速度不變,設速度為v2,導體棒受到平衡力
導體棒ab中的電流
可得:
導體棒ab由PQ到CD只受重力作用
可得
(3)導體棒ab從進入磁場Ⅱ到停止運動的過程中,由動能定理得
可得
克服安培力做功,實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換。在純電阻電路中,電能全部以電熱的形式呈現(xiàn)。電路中產(chǎn)生的焦耳熱為
由電路電阻的連接特點,電阻R2上產(chǎn)生的熱量為
以豎直向下為正方向,導體棒ab從進入磁場Ⅱ到停止運動的過程中,由定量定理得
平均電流
下落的距離
聯(lián)立可得導體棒ab下落的距離
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【題目】如圖所示,在條形磁鐵的中部有一個圓環(huán),磁鐵位于圓心且與圓環(huán)平面垂直,試確定穿過環(huán)的磁通量的方向?若此環(huán)是一個彈性環(huán),現(xiàn)在使圓環(huán)的半徑增大,則穿過環(huán)的磁通量怎樣變化?
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【題目】一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值.圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 Ω);電壓表可視為理想電壓表;S1為單刀開關,S2為單刀雙擲開關;E為電源;R為滑動變阻器.采用如下步驟完成實驗:
(1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線________.
(2)將滑動變阻器滑動端置于適當?shù)奈恢,閉合S1.
(3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器滑動端的位置,記下此時電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表的示數(shù)U2.
(4)待測電阻阻值的表達式Rx=________(用R0、U1、U2表示).
(5)重復步驟(3),得到如下數(shù)據(jù).
(6)利用上述5次測量所得的平均值,求得Rx=________Ω.(保留1位小數(shù))
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【題目】如圖所示,兩只相同的燈泡和串聯(lián)后接在電壓恒定的電路中,若的燈絲斷了,經(jīng)過搭絲后(搭絲后燈泡電阻減。┤匀慌c串聯(lián),重新接入原來的電路.假設在此過程中,燈絲電阻隨溫度變化的因素可忽略不計,且每只燈泡兩端的電壓均未超過其額定電壓.則此時每只燈泡所消耗的功率與原來各自的功率相比( ).
A.的功率變大B.的功率不變
C.的功率變大D.的功率變小
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【題目】一個標有“12V”字樣、功率未知的燈泡,測得燈絲電阻隨燈泡兩端電壓變化的關系如圖所示,試利用這條圖線計算:
(1)在正常發(fā)光情況下,燈泡的電功率________W.
(2)設燈絲電阻與其絕對溫度成正比,室溫為300K,在正常發(fā)光情況下,燈絲的溫度為________K.
(3)若一定值電阻與燈泡串聯(lián),接在20V的電壓上,燈泡能正常發(fā)光,則串聯(lián)電阻的阻值為________Ω.
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【題目】在一次實驗中,要求用一個恒定電源和一個滑動變阻器控制兩個完全相同的燈泡,使其中一個燈泡變亮的同時,另一個燈泡變暗.結(jié)果設計出了如圖的五種電路.通過分析可知:變化對稱且變化幅度最大的方案是________;對稱且變化幅度較大的方案是________;而不對稱且變化幅度不大的方案是________和________;最后,因為不安全而不可取的方案是________.
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【題目】利用半導體二極管的單向?qū)щ娦,可以對交變電流進行整流,將交變電流變?yōu)橹绷,一種簡單的整流電路如圖甲所示,ab為交變電流信號輸入端,D為半導體二極管,R為定值電阻。信號輸入后,電阻R兩端輸出的電壓信號如圖乙所示,則關于該輸出信號,下列說法正確的是( )
A.頻率為100Hz
B.電壓有效值為
C.一個標有“90V,30μF”的電容器并聯(lián)在電阻R兩端,可以正常工作
D.若電助理R=10Ω,則1min內(nèi)R產(chǎn)生的熱量為1.5×104 J
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【題目】如圖所示,一條形磁鐵靜止在斜面上,當固定在磁鐵中心的豎直上方的水平導線中無電流時,磁鐵對斜面的壓力為;當導線中有電流時,磁鐵對斜面的壓力為.則下列說法正確的是( ).
A.導線中電流方向向外,B.導線中電流方向向外,
C.導線中電流方向向內(nèi),D.導線中電流方向向外,
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【題目】圖甲為一運動員(可視為質(zhì)點)進行三米板跳水訓練的場景,某次跳水過程中運動員的速度v-時間t圖象如圖乙所示,t=0是其向上起跳的瞬間,此時跳板回到平衡位置。t3=5.5t1,不計空氣阻力,重力加速度g=10m/s2。則下列判斷正確的是
A.運動員入水時的速度大小為2m/s
B.運動員離開跳板后向上運動的位移大小為m
C.運動員在水中向下運動的加速度大小為20m/s2
D.運動員入水的深度為1.5m
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