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如图所示,PQ、MN两轨道间距L=1 m,其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df...

如图所示,PQMN两轨道间距L=1 m,其中PeMf段是光滑轨道且cedf段水平,而eQfN段为水平粗糙轨道,同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场,定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R2=2 Ω的两根相同导体棒abcd,导体棒cd静止在水平轨道上,导体棒ab在距cdH=0.45 m处由静止释放,ab棒在光滑轨道上下滑至cd 棒处与其发生弹性碰撞,两者速度交换后导体棒cd进入匀强磁场区域,在磁场中运动距离x=1.5m后恰好停在磁场右边界gh处,其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1g10 m/s2,不计轨道电阻。求:

1)导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小I

2)导体棒cd进入磁场区域后直至停止,定值电阻R1产生的热量Q1

3)导体棒cd进入磁场区域到停止的运动时间t

 

(1)1A (2)0.5J (3)2.5s 【解析】 (1)导体棒ab由静止释放至与cd碰撞前,由动能定理得: 两导体棒发生弹性碰撞后,ab棒静止,cd棒以v=3 m/s的速度进入磁场区域 回路的总电阻 导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小 联立以上公式得 (2) 导体棒cd在磁场中运动,根据动能定理得 回路产生的总焦耳热 因为定值电阻R1与ab棒并联后再与cd棒串联且三者电阻均为2 Ω,三者电流之比为1∶1∶2,所以热量之比为1∶1∶4,故定值电阻R1产生的热量: Q1=Q总=0.5J (3)导体棒cd通过的电荷量为 对导体棒cd由动量定理得 解得 t =2.5s  
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如图所示,在空间有坐标系,第三象限有磁感应强度为的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,第四象限有竖直向上的匀强电场. 一个质量为、电荷量为的正离子,从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中,结果离子正好从距点为处沿垂直电场方向进入匀强电场,最后离子打在轴上距. 不计离子重力,求:

1)此离子在磁场中做圆周运动的半径

2)离子从处运动到处所需的时间;

3)电场强度的大小.

 

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如图所示,水平导轨间距为L0.5 m,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量m1 kg,电阻R00.9 Ω,与导轨接触良好;电源电动势E5 V,内阻r0.1 Ω,电阻R4 Ω;外加匀强磁场的磁感应强度B5 T,方向垂直于ab,与导轨平面成α37°角,取重力加速度g10 m/s2ab处于静止状态.已知sin37°0.6cos37°0.8.求:

1 ab受到的安培力大小;

2 ab受到的静摩擦力大小。

 

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如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一个质量为m、带负电的小球从斜直轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来.若轨道是光滑绝缘的,小球的重力是它所受的电场力2倍,试求:

1A点在斜轨道上的高度h

2)小球运动到最低点C时,小球对圆轨道的压力.

 

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为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.

(1)断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值.多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图丙所示.由图线可求得电池组的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.(保留两位有效数字)

(2)引起该实验系统误差的主要原因是___________

 

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为了研究某导线的特性,某同学所做部分实验如下:

(1)用螺旋测微器测出待测导线的直径,如图甲所示,则螺旋测微器的读数为_______mm

(2)用多用电表直接测量一段导线的阻值,选用“×10”倍率的电阻档测量,发现指针偏转角度太大,因此需选择_______倍率的电阻档(选填“×1”“×100”),欧姆调零后再进行测量,示数如图乙所示,则测量值为_______ Ω

(3)另取一段同样材料的导线,进一步研究该材料的特性,得到电阻 R 随电压 U 变化图像如图丙所示,则由图像可知,该材料在常温时的电阻为_______Ω;当所加电压为 3.00V时,材料实际消耗的电功率为_______W.(结果保留两位有效数字)

 

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