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如图所示,在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,...

如图所示,在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计.空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg,回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动的过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上.g取10m/s2.求:
(1)导体棒cd受到的安培力大小;
(2)导体棒ab运动的速度大小;
(3)拉力对导体棒ab做功的功率.

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(1)cd静止,则cd受力平衡,则分析其受力情况,由平衡关系可得出安培力的大小; (2)由安培力公式可求得电路中电流,则由闭合电路欧姆定律可得出电动势,再由E=BLV可求得cd的速度; (3)ab棒受力平衡,则由共点力平衡关系可求是拉力的大小,由P=Fv可求得拉力的功率. 【解析】 (1)导体棒cd静止时受力平衡,设所受安培力为F安,则F安=mgsinθ=0.10 N  (2)设导体棒ab的速度为v,产生的感应电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I, 则,F安=BIl     解得=1.0 m/s   (3)设对导体棒ab的拉力为F,导体棒ab受力平衡,则F=F安+mgsinθ=0.20 N 拉力的功率P=Fv=0.20 W.
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考点分析:
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D、滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为5A)
E、滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A)
F、开关
G、导线若干
H、小灯泡(电阻小于1Ω).
请你解答下列问题:
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(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图甲、乙两种电路,为了减小测量误差,应选择图______所示电路;
(2)根据你选择的电路将图丙中实物连接好;
(3)你选择的滑动变阻器是______(填代号),理由是______
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(5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求实验测出的数据尽可能多,请你在虚线框内画出实验电路图;
(6)将步骤(5)中得到的数据与步骤(4)得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图,得到如图丁所示的图线b,如果将此电源与小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为______W.
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A.通过电阻的电量为manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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