(18分)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2,问
⑴通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
⑵棒ab受到的力F多大?
⑶棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?
如图所示,同一光滑水平轨道上静止放置A、B、C三个物块,A、B两物块质量均为m,C物块质量为2m,B物块的右端装有一轻弹簧,现让A物块以水平速度v0向右运动,与B碰后粘在一起,再向右运动推动C(弹簧与C不粘连),弹簧没有超过弹性限度.求:
(1)整个运动过程中,弹簧的最大弹性势能;
(2)整个运动过程中,弹簧对C所做的功。
某物理研究小组尝试利用一个电流计准确地测量一节干电池的电动势和内阻。已知干电池的电动势约为1.5V,内阻几欧姆,可利用的仪器有:
A.电流计G(量程Ig=30mA,内阻Rg未知)
B.电阻箱R(0 ~99.99Ω)
C.定值电阻箱R0(R0=30Ω)
D.开关
E.导线若干
回答下列问题:
(1)该小组首先设计如图甲所示的电路图。闭合开关S,将电阻的阻值调到17.00Ω时,电流计恰好满偏;将电阻的阻值调到42.00Ω时,电流计指针指在如图乙所示位置,则电流计的读数为 ______mA 。由以上数据可得到干电池电动势E= _______ V。
(2)该小组发现图甲所示电路无法测量电源的内阻,原因是__________________________。于是他们又设计了一个电路测量干电池的内阻,如图丙所示。
(3)闭合开关S,改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流计的读数I,然后在图丁的- 坐标系中描出相应的点,并根据所描点的规律作出的图线。
(4)结合两个实验电路图的数据,可求出电流计电阻Rg=_____Ω,干电池内阻r =____Ω。
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
①用最小刻度为毫米的刻度尺测量其长度如图(a)所示,(圆柱体另一端与0刻度对齐),由图(a)可知其长度为__________mm;用游标为10分度的游标卡尺测量其直径如图(b)所示,由图(b)可知其直径为__________mm;
霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的,利用霍尔效应制成的霍尔位移传感器的测量原理如图所示,有一个沿x轴方向均匀变化的磁场,磁感应强度大小B=B0+kx (B0、k均为常数,且k>0)。在传感器中通以如图所示的电流I,则当传感器沿x轴正方向运动时( )
A. 霍尔位移传感器的上、下两表面的电势差U越来越大
B. k越大,位移传感器的灵敏度越高
C. 若该霍尔位移传感器是利用电子导电,则其上表面电势高
D. 通过该传感器的电流越大,则其上、下两表面间的电势差U越小
某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示,图乙是其输入电压的变化规律。已知滑动触头P在图示位置时原、副线圈的匝数比为,电阻。下列说法正确的是( )
A. 通过的交流电的频率为
B. 电流表的示数为
C. 此时变压器的输入功率为
D. 将滑动触头沿逆时针方向移动一些,电流表的示数变小