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圖4-5-20中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.4 m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.5 T的勻強磁場垂直。質量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27 W，重力加速度取10 m/s2，試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。??????

圖4-5-20

解析：本題為能量、電路和電磁感應定律的綜合應用，首先要弄清電源部分（導體ab做切割磁感線運動）和外電路部分（R1和R2）的并聯(lián)電阻。本題的突破條件是ab勻速下滑，即機械能完全轉化為電能，即mgv=P。?

解：由能量守恒定律得mgv=P?

代入數(shù)據(jù)得v=4.5 ?m/s??

又E＝BLv?

設電阻R1與R2的并聯(lián)電阻為R外，ab棒的電阻為r，有?

I=?

P=IE,代入數(shù)據(jù)得R2=6.0Ω

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2013?南開區(qū)二模）（1）如圖1為“電流天平”，可用于測定磁感應強度．在天平的右端掛有一矩形線圈，設其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長L=20cm，放在垂直于紙面向里的待測勻強磁場中，且線圈平面與磁場垂直．當線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時：調節(jié)砝碼使天平平衡．若保持電流大小不變；使電流方向反向，則要在天平右盤加質量m=8.2g的砝碼，才能使天平再次平衡．則cd邊所受的安培力大小為
4.1×10-2
4.1×10-2
N，磁場的磁感應強度B的大小為
0.41
0.41
T．（g=10m/s2）

（2）某同學設計了如圖2所示的裝置來探究加速度與力的關系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線MN、PQ，并測出間距d．開始時將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運動為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此
表示滑動摩擦力的大�。賹⒛景宸呕卦幉醋�，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù)F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運動到PQ處的時間t．
①木板的加速度可以用d、t表示為a=
2d
t2
2d
t2
；
②改變瓶中水的質量重復實驗，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)的關系．圖3中能表示該同學實驗結果的是
C
C
；
③用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是
BC
BC
．
A．可以改變滑動摩擦力的大小        B．可以更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)
C．可以比較精確地測出摩擦力的大小  D．可以獲得更大的加速度以提高實驗精度
（3）在練習使用多用表的實驗中，某同學連接的電路如圖4所示．
①若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電流擋，閉合電鍵S，此時測得的是通過
R1
R1
的電流；
②若斷開電路中的電鍵S，旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋，此時測得的是
R1+R2
R1+R2
的電阻；
③若旋轉選擇開關，使尖端對準直流電壓擋，閉合電鍵S，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是
R2
R2
兩端的電壓；
④在使用多用表的歐姆擋測量電阻時，若
D
D

A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測量值將偏大
B．測量時發(fā)現(xiàn)指針向左偏離中央刻度過大，則必須減小倍率，重新調零后再進行測量
C．選擇“×l0”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于20與30 正中間，則測量值等于250Ω
D．歐姆表內的電池使用時間太長，雖然完成調零，但測量值將略偏大．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，直線I、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，則電源1和電源2的內阻之比為
11：7
11：7
．若把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨連接時，則在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比為
1：2
1：2
．
（2）某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時，測得的結果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑d=
2.706
2.706
mm．另一位學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，測得的結果如圖乙所示，則該工件的長度L=
5.015
5.015
cm．

（3）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，
并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點．設AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，圓的半徑為R，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量的是
l1、l3．
l1、l3．
（用上述所給物理量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為
l1
l3
l1
l3
．
（4）在“用多用表測電阻”的實驗中，下列說法中正確的是
AC
AC

A．測電阻時，紅、黑表筆分別錯插入負、正插孔，只要其它方法正確，不影響被測量電阻的結果
B．測量阻值不同的電阻時都必須重新調零
C．用×1的歐姆檔測量時，指針恰好指示在10Ω與20Ω正中間，所測電阻的阻值一定小于15Ω
D．多用表使用完畢后，應將選擇開關置于歐姆表最大檔，以防表頭燒壞．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過打點計時器，打出的部分計數(shù)點如圖所示（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中末畫出）．已知打點計時器使用的是50Hz的低壓交流電，則打點計時器在打“2”時小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s（保留2位有效數(shù)字）．你估計，第6個計數(shù)點和第7個計數(shù)點之間的距離最可能是
8.82
8.82
cm．

（2）在做《測定金屬的電阻率》的實驗中，若待測電阻絲的電阻約為5Ω，要求測量結果盡量準確，備有以下器材 
  A．電池組（3 V、內阻lΩ） B．電流表（0～3 A，內阻0.0125Ω）
C．電流表（0～0.6 A，內阻0.125Ω）
D．電壓表（0～3 V，內阻4 kΩ）
E．電壓表（0-15 V，內阻15 kΩ）
F．滑動變阻器（0-20Ω，允許最大電流l A）
G．滑動變阻器（0～2000Ω，允許最大電流0.3 A）
H．開關、導線
（1）上述器材中應選用的是
A、C、D、F、H
A、C、D、F、H
．（只填寫字母代號）
（2）某同學采用了圖1所示的部分電路測量電阻，則測量值比真實值偏
小
小
（選填“大”或“小”）．根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線如圖2所示，圖中MN段向上彎曲的主要原因是
隨著電阻絲中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大
隨著電阻絲中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

要描繪某電學元件（最大電流不超過6mA，最大電壓不超過7V）的伏安特性曲線，設計電路如圖，圖中定值電阻R為1kΩ，用于限流；電流表量程為10mA，內阻約為5Ω；電壓表（未畫出）量程為10V，內阻約為10kΩ；電源電動勢E為12V，內阻不計．
（1）實驗時有兩個滑動變阻器可供選擇：
a、阻值0到200Ω，額定電流0.3A
b、阻值0到20Ω，額定電流0.5A
本實驗應選的滑動變阻器是
 
（填“a”或“b”）．
（2）正確接線后，測得數(shù)據(jù)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）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，電壓表是并聯(lián)在M與
 
之間的．（填“O”或“P”）
b）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫出該元件的伏安特性曲線為
 
．
（3）畫出待測元件兩端電壓UMO隨MN間電壓UMN變化的示意圖為：（無需數(shù)值）
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