(11分)如图所示,在足够长的两条平行金属导轨的左端接有一个定值电阻R0,两导轨间的距离L=0.5m,在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,虚线间的距离S=1.0m。完全相同的金属棒ab、cd与导轨垂直放置,两棒间用2.0m长的绝缘轻杆连接。棒与导轨间无摩擦,两棒电阻皆为r=0.3Ω,导轨电阻不计。已知R0=2r。现用一外力从图示位置水平向右拉cd棒,使两棒以v=5.0m/s的速度向右匀速穿过磁场区域。
求:(1)从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中通过ab棒的电流大小和方向;
(2)从cd棒刚进磁场到ab棒刚离开磁场的过程中拉力做的功;
(3)若cd棒刚进入磁场时将水平外力去掉,经一段时间cd棒出磁场,求此段时间内通过cd棒的电量。
(9分)某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的电流表测量多用电表“×1KΩ”挡对应电源的电动势和多用电表的内阻。
(1) 该小组采用图甲的电路进行实验,请根据图甲将图乙的实物图连接好。
(2)实验步骤如下:
a. 把多用电表的选择开关拨到欧姆档的“×1KΩ”位置,将红黑表笔 。
b.按照电路图连接好电路。
c.接通开关,调节滑动变阻器,读出 和 的数值并记录。
d.改变滑动变阻器的阻值,重新读数并记录。
e.根据实验原理列出表达式代入数值进行计算。
①将上述步骤补充完整:a. ;
c. 、
②实验原理表达式为(说明式中各个物理量的含义)
③右图是在某次实验欧姆表表盘示意图,欧姆表的读数为
(6分)用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切,小球从离桌面高h处由静止释放,小球离开桌面后落在水平地面上,此过程的水平位移用s表示,桌面高H。改变小球释放的位置,记录多组h、s值。
(1)若小球在运动的过程中机械能守恒,则h与s2间应满足的关系是__________
(2)某同学根据实验结果,画出了h―s2图象如上图所示。图象不过原点,并且随着s的增大图象有弯曲的迹象。下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是
a.小球与斜面和桌面间有摩擦,改用动摩擦因数更小的斜面和桌面
b.小球运动过程中受到空气阻力的作用,换用密度小一点的空心球进行实验
c.小球运动过程中受到空气阻力的作用,换用密度大一点的实心球进行实验
d.小球与斜面和桌面间有摩擦,在原基础上适当减小一下斜面的倾角
如图所示,平行金属导轨与水平面间的夹角为,导轨间距为,电阻不计,它与阻值为R的定值电阻相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m的导体棒从ab位置由静止平行于斜面向下运动,到达a′b′位置时的速度大小为v,滑行的距离为s,导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为,
A.上述滑动过程中导体棒受到的最大安培力为
B.上述滑动过程中导体棒做匀加速直线运动
C.上述滑动过程中由于电流做功产生的热量为
D.上述滑动过程中导体棒损失的机械能为mgs
图甲中的理想变压器的原副线圈匝数比为n1:n2=22:1,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,此时电流表A1的读数为1.0A,已知电阻R=20Ω,电流表A1、A2和电压表V都是
理想电表,则
A.电压表的读数为 B.电流表A2的读数为1.0A
C.变压器的输入功率为220W D.副线圈产生的交流电频率为100Hz
静止在地面上的一小物体,在竖直向上的拉力作用下开始运动,在向上运动的过程中,物体的机械能与位移的关系图象如图所示,其中0~s1过程的图线是曲线,s1~s2过程的图线为平行于横轴的直线。关于物体上升过程(不计空气阻力)的下列说法正确的是
A.0~s1过程中物体所受的拉力是变力,且不断减小
B.s1~s2过程中物体做匀速直线运动
C.0~s2过程中物体的动能越来越大
D.s1 ~s2过程中物体的加速度等于当地重力加速度