【题目】如图所示,在倾角为θ = 30°的斜面上,固定一宽度L = 0.2m的平行光滑金属导轨,在导轨上端接入电源和滑线变阻器,电源电动势E = 3.0V,内阻r = 1.0Ω。一质量m = 0.02kg的金属杆ab与两导轨垂直并接触良好,当滑线变阻器接入电路的阻值为R时,ab中电流大小I = 0.5A,此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,导轨与金属棒的电阻不计,取g = 10 m/s2。求:
(1)R的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若只改变磁场,使金属杆ab仍静止在轨道上面,求磁感应强度的最小值和方向。
【答案】(1)5 (2)
T (3)1T 方向垂直斜面向上
【解析】
(1)根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值。
(2)金属杆受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态。根据平衡条件,列方程求出安培力;金属杆与磁场方向垂直,根据安培力公式F=BIL,求出磁感应强度。
(3)当安培力的方向沿斜面向上时,磁感应强度最小,结合共点力平衡即可求出。
(1)设滑动变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路欧姆定律得:E=I(R+r)
解得:R=5Ω
(2)金属杆静止在金属导轨上受到重力、支持力和水平方向的安培力,由受力平衡,
mgtan30°= BIL
代入数据得得:B=T
(3)当安培力的方向沿斜面向上时,磁感应强度最小,设此时磁感应强度为B′,则:
mgsin300=B′IL
代入数据可得:B′=1T
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【题目】两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则
A. 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B. 金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为F =
C. 金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b
D. 电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
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【题目】如图所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。以小球开始下落的位置O为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,在小球开始下落到向下运动到最低点的过程中,小球所受弹簧弹力F的大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图所示,虚线分别在y轴和x轴上的交点为mg和h+x0,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)刚要接触弹簧时,小球的速度大小v;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)小球下落过程中的最大动能Ek
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【题目】将一铜片和一锌片分别插入一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约为1.5V.可是这种电池并不能点亮手电筒上额定电压为1.5V、额定电流为0.3A的小灯泡,原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足3mA.为了较精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻.提供的实验器材有:
A.电流表A1(量程0~3mA,内阻约为0.5Ω) B.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V(量程0~1.5V,内阻约为3kΩ D.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流为1A)
E.滑动变阻器R2(阻值0~3kΩ,额定电流为1A)
F.电键,导线若 G.水果电池
(1)应选图______(选填“a”或“b”)电路图进行实验.
(2)实验中电流表应选用__________,滑动变阻器应选用___________(均用序号字母表示).
(3)根据实验记录的数据,经描点、连线得到水果电池的路端电压随电流变化的U-I图象如图所示,由图象可知,水果电池的电动势E=___________V.
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【题目】理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,直到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R1,它与电热丝的电阻R2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,电流为I,消耗的电功率为P,则有( )
①P=IU ②P=I2(R1+R2) ③P>IU ④P >I2(R1+R2)
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
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【题目】如图所示,一个人用一根长L=0.4m的绳子拴着一个质量为m=1kg的小球,在竖直平面内作圆周运动(不计空气阻力,取=10m/s2)
(1)若小球刚好能经过最高点,求小球经过最高点时的速度v0的大小
(2)若小球经过最低点时的速度大小为v=6m/s,.求小球经过最低点时小球对绳子的拉力T
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【题目】如图所示,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线,则( )
A. 电阻的阻值为5Ω
B. 电池内阻是0.2Ω
C. 将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是15W
D. 改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为15W
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【题目】如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图象,根据图象判断,正确的结论是( )
A. 弹簧的劲度系数为1N/m
B. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 无法判断弹簧的原长
D. 弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为4N
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【题目】水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T,则( )
A. 若在时间Δt内,弹力对振子做的功为零,则Δt一定是T/2的整数倍
B. 若在时间Δt内,弹力对振子做的功为零,则Δt可能小于T/2
C. 若在时间Δt内,弹簧振子的速度变化量为零,则Δt一定是T的整数倍
D. 若在时间Δt内,弹簧振子的速度变化量为零,则Δt可能小于T/4
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