(10分)探究金属丝的电阻与长度关系的实验中,取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上,金属丝上安装一个可滑动的金属夹P.实验室提供了下列器材:电压表V(0-3V-15V)、电流表A(0-0.6 A-3A)、4V直流电源、滑动变阻器(0-20Ω)、刻度尺、开关和导线若干.
(1)用刻度尺测量金属丝AP段长度l,用电压表和电流表测量AP段的电阻R,请你用笔划线代替导线,在图甲中用三根导线连接好电路.闭合开关前,应注意 .
(2)实验过程中,某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示,则电流表和电压表的读数分别为I= A,U= V.
(3)实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表:
l/cm |
30.00 |
40.00 |
50.00 |
60.00 |
70.00 |
80.00 |
R/Ω |
2.1 |
2.9 |
3.5 |
4.2 |
5.0 |
5.7 |
请在图丙坐标中,描点作出R-l图线;根据图线得到的结论是 .
(4)某实验小组在实验中,调节金属夹P时,发现电压表有示数,电流表的示数为零,原因可能是 .
(10分) 某同学安装如图甲的实验装置,验证机械能守恒定律。如图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带,现要取A、B两点来验证实验,已知电火花打点计时器每隔0.02S打一个点。
请回答下列问题:
(1)电火花打点计时器的工作电压是________V;
(2)根据纸带可以判断,实验时纸带的_______端是和重物相连接(选填“左”或“右”);
(3)若X2=4.80cm,则在纸带上打下计数点B时的速度VB=______m/s(计算结果保留三位有效数字);
(4)若X1数据也已测出,则实验还需测出的物理量为___________________。
(5)经过测量计算后,某同学画出了如图丙所示的E— h图线,则图丙中表示动能随高度变化的曲线为 (选填“图线A”或“图线B”),
如图,在水平地面MN上方空间存在一垂直纸面向里、磁感应强度B =1.0T的有界匀强磁场区域,上边界EF距离地面的高度H = 0.7m。正方形金属线框abcd的质量m = 0.1kg、边长L = 0.1m,总电阻R = 0.02Ω,线框的ab边距离EF上方h = 0.2m处由静止开始自由下落,abcd始终在竖直平面内且ab保持水平。求线框从开始运动到ab边刚要落地的过程中(g取10m/s2):
⑴线框产生的焦耳热Q;
⑵通过线框截面的电量q;
⑶通过计算画出线框运动的v-t 图象。
如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中,一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内,两顶点a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?
如图所示,足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L,导轨间连有定值电阻R,框架平面与水平面之间的夹角为θ,不计导体框架的电阻.整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于框架平面向上,磁感应强度大小为B 。导体棒ab的质量为m,电阻不计,垂直放在导轨上并由静止释放,重力加速度为g.求:
(1)导体棒ab下滑的最大速度;
(2)导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率。
如图所示,矩形线圈abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,线圈电阻r=5 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω。求:
(1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电阻R在0.05 s内产生的热量;