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如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图...

manfen5.com 满分网如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中
粗线表法),R1=4Ω、R2=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满足方程manfen5.com 满分网(单位:m).磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点,棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直,不计棒的电阻.求:
(1)外力F的最大值;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率;
(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.
金属棒在导轨上从O点滑动到C点,切割磁感线产生电动势,有效切割长度y按正弦规律变化,当y最大时,感应电流最大,安培力最大,外力F最大.电阻丝R1上消耗的功率最大.本题根据法拉弟定律、欧姆定律等规律求解. 【解析】 (1)金属棒匀速运动  F=F安          ε=BLv①            I=           F=BIL=      又                   故Fmax=0.22×22×5.0×N=0.3N    (2)P1=    (3)金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化             且  x=vt,E=BLv,         得到 答:(1)外力F的最大值0.3N;     (2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率为1W;     (3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系为.
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考点分析:
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①电流表(量程2mA,内阻约几十欧)
②滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A)
③电阻箱(阻值范围0~999Ω)
④电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
⑤电源(电动势2V,有内阻)
⑥电源(电动势6V,有内阻)
另外有开关和导线若干.
(1)如果采用如图所示的电路测电流表的内阻,并且要得到较高的精确度,那么从以上备用器材中,R1应选用______,R2应选用______,电源应选用______(用所给器材的代号填写)
(2)实验时要进行的步骤有
A、合上S1
B、合上S2
C、将R1的阻值调到最大
D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半
F、记下R2的阻值
G、按图所示的电路图连接好电路
以上步骤的合理顺序是______
(3)若步骤F中记录的R2阻值为100Ω,则被测电流表的内阻rg的测量值为______Ω.
(4)电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是R测______R真:(填“>”、“<”或“=”)

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用如图所示的装置进行以下实验:
A、先测出滑块A、B的质量M、m及滑块与桌面间的动摩擦因数μ,查出当地的重力加速度g
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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