【題目】“用DIS測定電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路如圖(a)所示,其中R為定值電阻,R為滑動變阻器。
(1)器材A是_____傳感器;
(2)測得電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖線如圖(b)所示,則電源電動勢E=_____V,內(nèi)阻r=_____Ω。
(3)某同學(xué)用電流傳感器和電阻箱與電源組成如圖(c)所示的電路,改變電阻箱的阻值R,得到不同的電流I,由實驗數(shù)據(jù)做出R﹣圖線,若該圖線的斜率為k,則電源電動勢為_____;該同學(xué)沒有采用測兩組數(shù)據(jù)、解方程組求電動勢和內(nèi)阻的方法,原因是_____。
【答案】電壓 4.4 1.6 k 實驗誤差較大
【解析】
(1)分析圖(a)所示電路圖,根據(jù)實驗原理分析答題。
(2)電源U﹣I圖象與縱軸交點坐標值是電源電動勢,圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻。
(3)根據(jù)圖示電路圖應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達式,然后求出電源電動勢;為減小實驗誤差應(yīng)進行多次實驗測出多組實驗數(shù)據(jù),應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)。
(1)由圖(a)所示電路圖可知,該實驗應(yīng)用伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻實驗,器材A為電壓傳感器。
(2)由圖(b)所示電源U﹣I圖象可知,電源電動勢:E=4.4V,電源內(nèi)阻:;
(3)由圖(c)所示電路圖可知,電源電動勢:E=I(r+R),整理得:R=E﹣r,R﹣圖線的斜率:k=E;
測兩組數(shù)據(jù)、解方程組求電動勢和內(nèi)阻的方法求電源電動勢與內(nèi)阻實驗誤差較大,為減小實驗誤差,應(yīng)進行多次實驗,測出多組實驗數(shù)據(jù),應(yīng)用圖象法求電源電動勢與內(nèi)阻;
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【題目】某電視臺闖關(guān)競技節(jié)目的第一關(guān)是雪滑梯,雪滑梯由斜面和水平面兩部分組成,其結(jié)構(gòu)可以簡化為下圖模型,雪滑梯頂點距地面高h=15m,滑梯斜面長l=25m,在水平部分距離斜道底端為x0=20m處有一海綿坑。比賽時質(zhì)量為M1的參賽運動員乘坐一質(zhì)量為M2的輪胎從賽道頂端滑下,在水平雪道上某處脫離輪胎落到雪道上再滑向海棉坑,運動員停在距離海綿坑1m范圍內(nèi)算過關(guān)。已知輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)μ1=0.3,運動員與雪道間動摩擦因數(shù)為μ2=0.8,假沒運動員離開輪胎的時間不計,運動員落到雪道上時的水平速度不變,運動員通過滑梯底端拐點處速率不變,g取10m/s2,求:
(1)運動員滑到滑梯底端時速度的大小
(2)若運動員(可視為質(zhì)點)在水平雪道上剛好滑至海綿坑停下,計算運動員離開雪輪胎的位置距海綿坑的距離。
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【題目】如圖,三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反,下列說法正確的是
A. L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直
B. L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直
C. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
D. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
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【題目】如圖所示,一個半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場處處正交,環(huán)上各點的磁感應(yīng)強度B大小相等,方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向),若導(dǎo)線環(huán)上載有如圖所示的恒定電流I,則下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向下
B. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上
C. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR
D. 導(dǎo)電圓環(huán)所受安培力的大小為2πBIR
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【題目】如圖,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強電場。自該區(qū)域上方的A點將質(zhì)量為m、電荷量分別為q和–q(q>0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進入電場區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開。已知N離開電場時的速度方向豎直向下;M在電場中做直線運動,剛離開電場時的動能為N剛離開電場時的動能的1.5倍。不計空氣阻力,重力加速度大小為g。求
⑴M與N在電場中沿水平方向的位移之比;
⑵A點距電場上邊界的高度;
⑶該電場的電場強度大小。
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【題目】(1)試證明:“靜止的通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力,在數(shù)值上等于大量定向運動的電荷受到的洛倫茲力的總和”。以一段柱狀通電直導(dǎo)線為例,設(shè)導(dǎo)線的橫截面積為S,長度為L,單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n,電荷電量為q,電荷定向移動的平均速率為v。假定在金屬導(dǎo)體中正電荷定向移動形成電流,得到結(jié)果具有普遍性(本假定同樣適用于以下兩問)。
(2)如圖所示,接通電路后,導(dǎo)體棒在安培力作用下向右運動。此時,導(dǎo)體中自由電荷既在電場力作用下沿導(dǎo)體棒運動,又隨導(dǎo)體棒沿水平方向運動,從而導(dǎo)致運動電荷所受洛倫茲力與宏觀安培力不在同一方向。
在此模型中,請證明:安培力對導(dǎo)體棒做功,在數(shù)值上等于大量可自由運動電荷所受洛倫茲力的某個分力對電荷做功的總和。
為方便證明,可設(shè)電源電動勢為E,導(dǎo)體棒的電阻為R,其長度為L,恰好等于平行軌道間距,整個裝置處于豎直、向下磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,忽略電源和金屬導(dǎo)軌的電阻。導(dǎo)體棒在安培力和摩擦力的作用下,向右以速度vx做勻速直線運動,在時間t內(nèi)由實線位置運動到虛線位置;同時棒內(nèi)某個正電荷在該時間t內(nèi)從a位置定向運動到b位置。如在證明過程中,還需用到其他物理量,請自行假設(shè)。
(3)在(2)問所涉及的模型中,通過導(dǎo)體棒的電流:。這是因為導(dǎo)體在運動過程中會切割磁感線,產(chǎn)生“反電動勢E”。請你根據(jù)該過程的微觀機制,利用電動勢的定義,求出圖示模型中的反電動勢E,并寫出通過導(dǎo)體棒的電流I。
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【題目】長為L的直導(dǎo)體棒a放置在光滑絕緣水平面上,固定的很長直導(dǎo)線b與a平行放置,導(dǎo)體棒a與力傳感器相連,如圖所示(俯視圖)。a、b中通有大小分別為Ia、Ib的恒定電流,Ia方向如圖所示,Ib方向未知。導(dǎo)體棒a靜止時,傳感器受到a給它的方向向左、大小為F的拉力。下列說法正確的是
A. Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強度B大小為
B. Ib與Ia的方向相同,Ib在a處的磁感應(yīng)強度B大小為
C. Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強度B大小為
D. Ib與Ia的方向相反,Ib在a處的磁感應(yīng)強度B大小為
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【題目】如圖所示為兩組平行金屬板,一組豎直放置,一組水平放置,今有一質(zhì)量為m的電子,電量為e,靜止在豎直放置的平行金屬板的A點,經(jīng)電壓U0加速后通過B點進入兩板間距為d電壓為U的水平放置的平行金屬板間;若電子從兩塊水平平行板的正中間射入,且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出,A、B分別位于兩塊水平板的中線上。求:
(1)電子通過B點時的速度大小;
(2)右側(cè)平行金屬板的長度
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【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上,相距l,左端與一電阻R相連;整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向下.一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速度v勻速向右滑動,滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略.求:
(1)電阻R消耗的功率;
(2)水平外力的大小.
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