如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。(g=10m/s2)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。
如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4V,内电阻r=1.0Ω,电阻R1可调.现将R1调到3Ω后固定.已知R2=6Ω,R3=3Ω,求:
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?
现用伏安法研究某电子器件Rx的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整(直接测量的变化范围尽可能大一些)。备用的仪器有:直流电源(12V)、电流表、电压表、滑动变阻器(0~10Ω)、电键、导线若干。
(1)在方框中画出实验电路图。
(2)如图所示是Rx的伏安特性曲线。从图中可看出,当电流超过某一数值后,其电阻迅速________(填“增大”或“减小”);
(3)若Rx与标有“6V,9W”的灯泡串联后,接入直流电源两端,灯泡恰能正常发光。则此时该电子器件两端的电压是________V,该直流电源的内阻是________Ω。
在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中,得到图线如图(b)所示。
(1)(多选题)在实验中需保持不变的是( )
A.挡光片的宽度
B.小车的释放位置
C.导轨倾斜的角度
D.光电门的位置
(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。
在DIS描绘电场等势线的实验中
(1)电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_______________产生的__________,用____________探测等势点。
(2)(单选题)在安装实验装置时,正确的做法是( )
A.在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸
B.导电纸有导电物质的一面应该向上
C.连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘
D.连接电极a、b的电源电压为交流4-6V
如图所示,在光滑水平面上,一绝缘细杆长为,两端各固定着一个带电小球,处于水平方向、场强为E的匀强电场中,两小球带电量分别为+q和-q,轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为时,忽略两电荷间的相互作用,两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________,两电荷具有的电势能为___________。