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如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平...

如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程manfen5.com 满分网,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω.现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2
求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量.

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(1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势.当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大,根据感应电动势公式及欧姆定律即可求解电流; (2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用,受力平衡,根据平衡条件列式即可求解; (3)先求出产生的感应电动势的有效值,再求出运动的时间,根据Q=求解. 【解析】 (1)金属棒MN沿导轨竖直向上运动,进入磁场中切割磁感线产生感应电动势.当金属棒MN匀速运动到C点时,电路中感应电动势最大,产生的感应电流最大. 金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值. 因此接入电路的金属棒的有效长度为 Lm=xm=0.5m Em=BLmv Em=3.0V 且 Im=1.0A (2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用, F安m=ImLmB 解得:F安m=1.0N F外m=F安m+mg 解得:F外m=2.0N (3)金属棒MN在运动过程中,产生的感应电动势 有效值为   金属棒MN滑过导轨OC段的时间为t, m 解得:s 滑过OC段产生的热量  解得:Q=1.25J 答:(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值为1.0A; (2)外力F的最大值为2.0N; (3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量为1.25J.
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考点分析:
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(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1
(2)偏转电场中两金属板间的电压U2
(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

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(1)滑块由A滑到B经历的时间;
(2)滑块由A滑到B的过程中重力的最大功率.

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某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中,用米尺测量金属丝的接入长度为l=0.720m,用螺旋测微器测量金属丝直径(刻度位置如图1所示),用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5Ω),然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下实验器材:
A.直流电源:电动势约3V,内阻很小;
B.电流表A:量程0~0.6A,内阻约为0.125Ω;
C.电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ;
D.滑动变阻器:最大阻值20Ω;
E.开关、导线等.
(1)从图中读出金属丝的直径为______mm;
(2)根据所提供的器材,在如图2所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实验电路图;
(3)若根据伏安法测出电阻丝的阻值为Rx=4.0Ω,则这种金属材料的电阻率为______Ω•m.(保留二位有效数字).

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A.电压表V:0~3~15V
B.电流表A:0~0.6~3A
C.变阻器R1(20Ω,1A)
D.变阻器R2(1000Ω,0.1A)
E.电键S和导线若干
(1)实验中电流表应选用的量程为______;电压表应选用的量程为______;变阻器应选用______(标明变阻器代号);
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(2)根据实验要求连接实物电路图如图1;
(3)实验测得的6组数据已在U-I图中标出,如图2所示.请你根据数据点位置完成U-I图线,并由图线求出该电池的电动势E=______V,电阻r=______Ω.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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