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4-5-20中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.4 m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.5 T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27 W,重力加速度取10 m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。??????

4-5-20

解析:本题为能量、电路和电磁感应定律的综合应用,首先要弄清电源部分(导体ab做切割磁感线运动)和外电路部分(R1和R2)的并联电阻。本题的突破条件是ab匀速下滑,即机械能完全转化为电能,即mgv=P。?

解:由能量守恒定律得mgv=P?

代入数据得v=4.5 ?m/s??

又E=BLv?

设电阻R1与R2的并联电阻为R,ab棒的电阻为r,有?

I=?

P=IE,代入数据得R2=6.0Ω

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?南开区二模)(1)如图1为“电流天平”,可用于测定磁感应强度.在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数n=5匝,底边cd长L=20cm,放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直.当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时:调节砝码使天平平衡.若保持电流大小不变;使电流方向反向,则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码,才能使天平再次平衡.则cd边所受的安培力大小为
4.1×10-2
4.1×10-2
N,磁场的磁感应强度B的大小为
0.41
0.41
T.(g=10m/s2

(2)某同学设计了如图2所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此
表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
①木板的加速度可以用d、t表示为a=
2d
t2
2d
t2

②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数的关系.图3中能表示该同学实验结果的是
C
C

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是
BC
BC

A.可以改变滑动摩擦力的大小        B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小  D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
(3)在练习使用多用表的实验中,某同学连接的电路如图4所示.
①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,闭合电键S,此时测得的是通过
R1
R1
的电流;
②若断开电路中的电键S,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是
R1+R2
R1+R2
的电阻;
③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键S,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是
R2
R2
两端的电压;
④在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若
D
D

A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针向左偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新调零后再进行测量
C.选择“×l0”倍率测量时发现指针位于20与30 正中间,则测量值等于250Ω
D.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)如图所示,直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,则电源1和电源2的内阻之比为
11:7
11:7
.若把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时,则在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比为
1:2
1:2

(2)某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时,测得的结果如图甲所示,则该金属丝的直径d=
2.706
2.706
mm.另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度,测得的结果如图乙所示,则该工件的长度L=
5.015
5.015
cm.

(3)如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率,在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,
并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点.设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,圆的半径为R,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的是
l1、l3
l1、l3
(用上述所给物理量的字母表示),则玻璃砖的折射率可表示为
l1
l3
l1
l3

(4)在“用多用表测电阻”的实验中,下列说法中正确的是
AC
AC

A.测电阻时,红、黑表笔分别错插入负、正插孔,只要其它方法正确,不影响被测量电阻的结果
B.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
C.用×1的欧姆档测量时,指针恰好指示在10Ω与20Ω正中间,所测电阻的阻值一定小于15Ω
D.多用表使用完毕后,应将选择开关置于欧姆表最大档,以防表头烧坏.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中末画出).已知打点计时器使用的是50Hz的低压交流电,则打点计时器在打“2”时小车的速度v2=
0.49
0.49
m/s(保留2位有效数字).你估计,第6个计数点和第7个计数点之间的距离最可能是
8.82
8.82
cm.

(2)在做《测定金属的电阻率》的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5Ω,要求测量结果尽量准确,备有以下器材 
  A.电池组(3 V、内阻lΩ) B.电流表(0~3 A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125Ω)
D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表(0-15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器(0-20Ω,允许最大电流l A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3 A)
H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是
A、C、D、F、H
A、C、D、F、H
.(只填写字母代号)
(2)某同学采用了图1所示的部分电路测量电阻,则测量值比真实值偏
(选填“大”或“小”).根据测量数据得到的伏安特性曲线如图2所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是
随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大
随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大

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科目:高中物理 来源: 题型:

要描绘某电学元件(最大电流不超过6mA,最大电压不超过7V)的伏安特性曲线,设计电路如图,图中定值电阻R为1kΩ,用于限流;电流表量程为10mA,内阻约为5Ω;电压表(未画出)量程为10V,内阻约为10kΩ;电源电动势E为12V,内阻不计.
(1)实验时有两个滑动变阻器可供选择:
a、阻值0到200Ω,额定电流0.3A
b、阻值0到20Ω,额定电流0.5A
本实验应选的滑动变阻器是
 
(填“a”或“b”).
(2)正确接线后,测得数据如下表:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U(V) 0.00 3.00 6.00 6.16 6.28 6.32 6.36 6.38 6.39 6.40
I(mA) 0.00 0.00 0.00 0.06 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 5.50
a)根据以上数据,电压表是并联在M与
 
之间的.(填“O”或“P”)
b)根据以上数据,画出该元件的伏安特性曲线为
 

(3)画出待测元件两端电压UMO随MN间电压UMN变化的示意图为:(无需数值)
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