如图所示,电灯L标有“4V、1W”。滑动变阻器R1总电阻为50Ω,闭合开关S,当滑片P滑至某位置时,电流表示数为I1=0.45A,电灯L恰好正常发光。由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数变为I2=0.5A,电压表示数变为U=10V。电流表和电压表均为理想电表,试求电源电动势E和内电阻r。
现要测量阻值约为30Ω待测电阻Rx的阻值,实验室提供器材如下:
A.电源E(电动势6V,内阻不计)
B.电流表A1(量程150 mA,内阻约为10 Ω)
C.电流表A2(量程30 mA,内阻r2=50 Ω)
D.电压表V(量程15 V,内阻约为3000 Ω)
E.定值电阻R0=100 Ω
F.滑动变阻器R1,最大阻值为10 Ω,额定电流为2.0 A
G.滑动变阻器R2,最大阻值为10 Ω,额定电流为0.5 A
H.电键S及导线若干
上述电流表和电压表都是2.5级的。2.5级的表每次测量的最大绝对误差(测量值与真实值之差的绝对值)是它满偏值的2.5﹪。下表给出了用2.5级电压表和电流表进行测量时,电表指针偏转角度与百分误差的大小关系。
电表指针 偏转角度 | 满偏 | 半偏 | 满偏的 三分之一 | 满偏的 四分之一 | 满偏的 十分之一 | 满偏的 二十之一 |
百分误差 | 2.5% | 5.0% | 7.5% | 10% | 25% |
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(1)在上表中的最后一空上相应的百分误差应是________%;
(2)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的三分之一,某小组经再三合计,设计了如图所示的电路。请你分析帮他们从所给的器材中选择合适的器材:滑动变阻器应选_______;
电表①应选_______;电表②应选_______;(选填仪器前的字母代号)
(3)若表①的示数为D1、表②的示数为D2,则待测电阻的表达式为Rx=_________(用题中所给字母表示,不代入数据)。
为了“探究安培力与电流大小、导线长度的关系”,某小组同学利用了如图a所示的装置,将磁铁组置于电子天平称上,通电导线静置于磁场中,电流方向与匀强磁场方向垂直,则载流导线受到向上(或向下)安培力作用。根据牛顿第三定律,磁铁会受到等大反向的反作用力,电子称的示数会发生变化,求得其变化值Δm就能计算出安培力的大小。具体操作如下:
(1)保持导线长度一定时,探究安培力和电流大小的关系
①改变电流的大小,把I1、I2、I3……;
②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3…….
(2)保持电流大小一定时,探究安培力与导线长度的关系
①改变通电导线在磁场中导线的长度L1、L2、L3、L4;
②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3、m4.
(3)切断电源,整理实验器材;
(4)利用Excel来处理实验数据和绘制F-I、F-L的图像分别为图b、图c.
该小组同学在探究中应用的科学方法是_______________(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。
实验表明:导线长度一定时,安培力与电流大小成__________关系;导线中电流大小一定时,安培力与导线长度成__________关系;(选填:“正比”或“反比”)。
如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B,磁场在y轴方向足够宽,在x轴方向宽度为l。一直角三角形导线框abc(bc边的长度为l)从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下图中线框中感应电流i、bc两端的电势差ubc、bc边受到的安培力的大小F与线框移动的距离x的关系图象正确的是
有一静电场,其电势随x坐标的改变而改变,变化的图线如图所示。若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放,粒子沿x轴运动,电场中P、Q两点的坐标分别为1 mm、4mm。下列说法正确的是
A.粒子经过P点和Q点时,加速度大小相等、方向相反
B.粒子经过P点与Q点时,电场力做功的功率相等
C.粒子经过P点与Q点时,动能相等
D.粒子在P点的电势能为正值
如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨PQ、MN倾斜固定,倾角为θ=30°,相距为L,导轨处于磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与小球c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b棒也垂直导轨放置在导轨上,b刚好能静止。a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度为g。则
A.小球c的质量为m
B.b棒放上导轨前a棒的加速度为0.5g
C.b棒放上导轨后a棒中电流大小是
D.b棒放上导轨后,小球c减少的重力势能等于回路消耗的电能