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如图所示,cd、fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨,导轨间的宽度为D,电阻不...

如图所示,cd、fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨,导轨间的宽度为D,电阻不计.质量为m、电阻为r的金属棒ab平行于cf且与cf相距为L,棒ab与导轨接触良好,在导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化关系为B=Kt(K为定值且大于零).在cf之间连接一额定电压为U、额定功率为P的灯泡.当棒ab保持静止不动时,灯泡恰好正常发光.
(1)求棒ab静止不动时,K值的大小.
(2)为了保持棒ab静止,现给其施加了一个平行导轨的力.求这个力的表达式,并分析这个力的方向.

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(1)根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律,即可求解; (2)根据楞次定律与左手定则,结合对研究对象受力分析与牛顿第二定律,从而求出变化的时间,再根据时间的不同,进而确定安培力的方向与大小. 【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律,有 根据闭合电路欧姆定律,有 其中     由于灯泡正常发光,故电路的电流为 联立①②③④得 (2)根据愣次定律和左手定则,可判断金属棒ab受到的安培力F安方向沿斜面向上, 假设F安<mgsinθ,由受力分析知所需外力为F=mgsinθ-F安 又F安=BID 因B=kt 联立得 因, 所以,当F安=mgsinθ时, 由此可得:当t<时,F安<mgsinθ,F的方向斜面向上; 当t>时,F安>mgsinθ,F的方向斜面向下. 答:(1)则棒ab静止不动时,K值的大小为. (2)为了保持棒ab静止,现给其施加了一个平行导轨的力.则当t<时,F安<mgsinθ,F的方向斜面向上; 当t>时,F安>mgsinθ,F的方向斜面向下.
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考点分析:
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为了探究光敏电阻的阻值随光照强度变化的规律,一同学要测定光敏电阻在不同强度的光照射下的电阻值.该同学使用的实验器材如下:
A.光敏电阻R,其阻值大于20Ω;
B.电压表manfen5.com 满分网,量程4.5V,内阻约2kΩ;
C.电流表manfen5.com 满分网,量程0.6A,内阻为0.1Ω;
D.滑动变阻器R′,阻值范围0~20Ω;
E.电源E,电动势4.5V,内阻未知;
F.标有“4.5V,0.2A”的小灯泡一只;
G.电键s一只,导线若干;
该同学已消除了外部环境的光线对光敏电阻的影响,即照射在光敏电阻上的光线全部来自于小灯泡.实验时,在正确连接实验电路后,使小灯泡与光敏电阻间保持一定距离,并通过调节滑动变阻器,分别精确测出灯泡不亮、微亮、较亮、最亮四种条件下的光敏电阻值.实验数据如下:
小灯泡亮度电压U/V电流I/A光敏电阻值R/Ω(取3位有效数字)
不亮4.40
微亮4.320.1139.2
较亮4.240.21
最亮4.100.40
a、存上面的表格中填上不同亮度灯光照射下的光敏电阻值;
b、请在方框中画出该同学完成该实验的电路图,并按电路图进行实物连接.manfen5.com 满分网
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(1)第一个0.1s内中间时刻的速度是______m/s.(结果保留3位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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