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如图所示,导体棒ab的质量为m、电阻不计,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上...

如图所示,导体棒ab的质量为m、电阻不计,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为B,电源的电动势为E,内阻不计.设导体棒与导轨的动摩擦因数为μ,且不通电时导体棒不能静止于导轨上,要使导体棒静止在导轨上,变阻器阻值范围应为多大?(设:导体棒受到的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等)

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分析导体棒的受力情况:重力、导轨的支持力、静摩擦力和安培力.当导体棒刚要沿导轨上滑时,导体棒所受的静摩擦力沿斜面向下达到最大值,安培力达到最大,电路中电流最大,电阻R最小,根据平衡条件、安培力公式和闭合电路欧姆定律求解电阻R的最小值; 当导体刚要沿导轨下滑时,导体棒所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大值,安培力达到最小,电路中电流最小,电阻R最大,再根据平衡条件、安培力公式和闭合电路欧姆定律结合求解电阻R的最大值.即可得到R的范围. 【解析】 当导体棒刚要沿导轨上滑时,导体棒所受的静摩擦力沿斜面向下达到最大值,此时导体棒受力情况如图:重力mg、导轨的支持力N、静摩擦力fm、安培力F,由平衡条件得: Fcosθ=mgsinθ+fm N=Fsinθ+mgcosθ 又由题,fm=μN,F=BImaxL,Imax= 联立得,变阻器的最小阻值为:Rmin= 同理,当导体棒刚要沿导轨下滑时,导体棒所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大值,此时导体棒受力情况如图:重力mg、导轨的支持力N、静摩擦力fm、安培力F,由平衡条件得: Fcosθ-mgsinθ=fm N=Fsinθ+mgcosθ 又由题,fm=μN,F=BIminL,Imin= 联立解得,变阻器的最大阻值为:Rmax=. 故要使导体棒静止在导轨上,变阻器阻值范围应为≤R≤. 答:要使导体棒静止在导轨上,变阻器阻值范围应为≤R≤.
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考点分析:
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(1)若小球恰好完成圆周运动,则小球运动过程中的最小速度值是多少?
(2)小球的初速度至少是多大?

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manfen5.com 满分网如图所示,电源电动势E=14V,内电阻r=1Ω,小灯泡标有“2V   4W”字样,电动机M的内阻r′=0.5Ω,当滑动变阻器的阻值R调到1Ω时,电灯和电动机均能正常工作.求:
(1)电动机两端的电压;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)电路消耗的总功率.
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某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω,连接电路的实物图如图1所示.
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(1)该学生接线中错误的和不规范的做法是   
A.滑动变阻器不起变阻作用       B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当           D.电压表接线不妥
(2)在方框里画出这个实验的正确电路图(电流表的内阻较大且未知)
(3)该同学将电路按正确的电路图连接好,检查无误后,闭合开关,进行实验.某一次电表的示数如图2所示,则电压表的读数为    V,电流表的读数为    A.
(4)该同学实验完毕,将测量的数据反映在U-I图上(如图3所示),根据这一图线,可求出电池的电动势E=    V,内电阻r=    Ω. 查看答案
(1)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转如图(a)所示.接下来的测量过程正确顺序为(用字母代号填写)   
A.测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡;
B.将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;
C.断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档:
D.再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值;
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示.其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω. 图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接.
(3)图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程.当转换开关S旋到位置3时,可用来测量    ;当S旋到位置     时,可用来测量电流,其中S旋到位置     时量程较大.
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某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示.图(a)所示读数为    mm,图(b)所示读数为    mm,所测金属板的厚度为    mm.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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