圖4-5-20中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.4 m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)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(dòng)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(yīng)定律的綜合應(yīng)用，首先要弄清電源部分（導(dǎo)體ab做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）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(jī)械能完全轉(zhuǎn)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(shè)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(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2013?南開(kāi)區(qū)二模）（1）如圖1為“電流天平”，可用于測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度．在天平的右端掛有一矩形線(xiàn)圈，設(shè)其匝數(shù)n=5匝，底邊cd長(zhǎng)L=20cm，放在垂直于紙面向里的待測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直．當(dāng)線(xiàn)圈中通入如圖方向的電流I=100mA時(shí)：調(diào)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(pán)加質(zhì)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為
0.41
0.41
T．（g=10m/s2）

（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置來(lái)探究加速度與力的關(guān)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(xì)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(huà)出兩條平行線(xiàn)MN、PQ，并測(cè)出間距d．開(kāi)始時(shí)將木板置于MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)為止，記下彈簧秤的示數(shù)F0，以此
表示滑動(dòng)摩擦力的大小．再將木板放回原處并按住，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(yùn)動(dòng)到PQ處的時(shí)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(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度a與彈簧秤示數(shù)的關(guān)系．圖3中能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(diǎn)是
BC
BC
．
A．可以改變滑動(dòng)摩擦力的大小        B．可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C．可以比較精確地測(cè)出摩擦力的大小  D．可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度
（3）在練習(xí)使用多用表的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)連接的電路如圖4所示．
①若旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電流擋，閉合電鍵S，此時(shí)測(cè)得的是通過(guò)
R1
R1
的電流；
②若斷開(kāi)電路中的電鍵S，旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋，此時(shí)測(cè)得的是
R1+R2
R1+R2
的電阻；
③若旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使尖端對(duì)準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵S，并將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最左端，此時(shí)測(cè)得的是
R2
R2
兩端的電壓；
④在使用多用表的歐姆擋測(cè)量電阻時(shí)，若
D
D

A．雙手捏住兩表筆金屬桿，測(cè)量值將偏大
B．測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針向左偏離中央刻度過(guò)大，則必須減小倍率，重新調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量
C．選擇“×l0”倍率測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)指針位于20與30 正中間，則測(cè)量值等于250Ω
D．歐姆表內(nèi)的電池使用時(shí)間太長(zhǎng)，雖然完成調(diào)零，但測(cè)量值將略偏大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）如圖所示，直線(xiàn)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(xiàn)，曲線(xiàn)Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)，則電源1和電源2的內(nèi)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(dú)連接時(shí)，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(xué)生用螺旋測(cè)微器在測(cè)定某一金屬絲的直徑時(shí)，測(cè)得的結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑d=
2.706
2.706
mm．另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長(zhǎng)度，測(cè)得的結(jié)果如圖乙所示，則該工件的長(zhǎng)度L=
5.015
5.015
cm．

（3）如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)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(xiàn)，
并讓入射光線(xiàn)過(guò)圓心O，在玻璃磚（圖中實(shí)線(xiàn)部分）另一側(cè)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(xiàn)半圓與玻璃磚對(duì)稱(chēng)，B、C分別是入射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線(xiàn)并分別交法線(xiàn)于A(yíng)、D點(diǎn)．設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)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(cè)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(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是
AC
AC

A．測(cè)電阻時(shí)，紅、黑表筆分別錯(cuò)插入負(fù)、正插孔，只要其它方法正確，不影響被測(cè)量電阻的結(jié)果
B．測(cè)量阻值不同的電阻時(shí)都必須重新調(diào)零
C．用×1的歐姆檔測(cè)量時(shí)，指針恰好指示在10Ω與20Ω正中間，所測(cè)電阻的阻值一定小于15Ω
D．多用表使用完畢后，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)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(lái)源： 題型：

（1）做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的小車(chē)帶動(dòng)紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖所示（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中末畫(huà)出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是50Hz的低壓交流電，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打“2”時(shí)小車(chē)的速度v2=
0.49
0.49
m/s（保留2位有效數(shù)字）．你估計(jì)，第6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)和第7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離最可能是
8.82
8.82
cm．

（2）在做《測(cè)定金屬的電阻率》的實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，備有以下器材 
  A．電池組（3 V、內(nèi)阻lΩ） B．電流表（0～3 A，內(nèi)阻0.0125Ω）
C．電流表（0～0.6 A，內(nèi)阻0.125Ω）
D．電壓表（0～3 V，內(nèi)阻4 kΩ）
E．電壓表（0-15 V，內(nèi)阻15 kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（0-20Ω，允許最大電流l A）
G．滑動(dòng)變阻器（0～2000Ω，允許最大電流0.3 A）
H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)
（1）上述器材中應(yīng)選用的是
A、C、D、F、H
A、C、D、F、H
．（只填寫(xiě)字母代號(hào)）
（2）某同學(xué)采用了圖1所示的部分電路測(cè)量電阻，則測(cè)量值比真實(shí)值偏
小
小
（選填“大”或“小”）．根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線(xiàn)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(lái)源： 題型：

要描繪某電學(xué)元件（最大電流不超過(guò)6mA，最大電壓不超過(guò)7V）的伏安特性曲線(xiàn)，設(shè)計(jì)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(nèi)阻約為5Ω；電壓表（未畫(huà)出）量程為10V，內(nèi)阻約為10kΩ；電源電動(dòng)勢(shì)E為12V，內(nèi)阻不計(jì)．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)有兩個(gè)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是
 
（填“a”或“b”）．
（2）正確接線(xiàn)后，測(cè)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(huà)出該元件的伏安特性曲線(xiàn)為
 
．
（3）畫(huà)出待測(cè)元件兩端電壓UMO隨MN間電壓UMN變化的示意圖為：（無(wú)需數(shù)值）
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