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如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、...

如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在MN处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道MENF相接,EF之间接有电阻R2,已知R112RR24R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场III,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2

1)求导体棒abA下落r/2时的加速度大小。

2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场III之间的距离hR2上的电功率P2

 

1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得 mg-BIL=ma,式中l=r 式中=4R 由以上各式可得到 (2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即 式中 解得 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有 得 此时导体棒重力的功率为 根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即 = 所以,= 【解析】试题分析:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得 mg-BIL=ma,式中l=r I=Blv1/R总 式中R总==4R 由以上各式可得到a=g-3B2r2v1/4mR (2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即 Mg=Bl×2r=4B2r2vt/R并 R并=3R 解得vt=3mgR/4B2r2 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有 Vt2-v22=2gh h=9m2gr2/32B4r4-v22/2g 此时导体棒重力的功率为 PG=mgvt=3m2g2R/4B2r2 根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的功率 P电=P1+P2=PG=3m2g2R/4B2r2 所以P2="3" PG/4=9m2g2R/16B2r2  
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考点分析:
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在方向水平的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线一端连着一个质量为m、电荷量为+q的带电小球,另一端固定于O点.将小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速度释放,则小球沿圆弧做往复运动.已知小球摆到最低点的另一侧,此时线与竖直方向的最大夹角为θ.求:

(1)匀强电场的场强;

(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力.

 

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用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中,被测电源是两节干电池串联的电池组.可供选择的实验器材如下:

A.电流表,量程00.6 A3 A

B.电流表,量程0100 μA100 mA

C.电压表,量程03 V15 V

D.滑动变阻器,01 000 Ω0.1 A

E.滑动变阻器,020 Ω2 A

F.电键一个,导线若干

(1)为了尽量得到较好效果,电流表应选____________________,量程应选____________________,电压表量程应选____________________,滑动变阻器应选________________

(2)如图有甲、乙两个可供选择的电路,应选____________电路进行实验.实验中误差是由于__________表的读数比实验值偏____________(选填”)

 

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:

小灯泡L,“3.8 V0.3 A”

电压表V,量程0~5 V,内阻5 kΩ

电流表A1,量程0~100 mA,内阻4 Ω

电流表A2,量程0~500 mA,内阻0.4 Ω

滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A

滑动变阻器R2,最大阻值5 Ω,额定电流0.5 A

直流电源E,电动势约为6 V,内阻约为0.5 Ω

(1)在上述器材中,电流表应选           ;滑动变阻器应选          

(2)在虚线框内画出实验的电路图(采用分压式电路),并在图中注明对应元件的符号。

(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中,描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)(   )

 

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如图所示是一交变电流的i﹣t图象,则该交变电流的有效值为(  )

A.4A   B.2A   C.A   D.A

 

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一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中,线框中的最大磁通量为Φm,最大感应电动势为Em.下列说法中正确的是 (  )

A. 当磁通量为零时,感应电动势为零

B. 当磁通量减小时,感应电动势在减小

C. 当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5Em

D. 角速度ω等于

 

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