如图所示,100匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO’匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接人一只“3V,3W”灯泡,且灯泡正常发光,流过电流表的电流图象如图所示,下列说法正确的是
A.电流表在此0.01s时刻的示数为0 |
B.变压器原、副线圈匝数比为10∶3 |
C.零时刻线圈平面恰好处于中性面上 |
D.矩形线圈面积S=0.01 m2 |
如图所示,两光滑金属导轨,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,仅在桌面上有磁感应强度B=1T、方向竖直向下的有界磁场,电阻R=3Ω,桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg,其电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m的高度处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m,g=10m/s2,求:
(1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小;
(2)整个过程中电阻R放出的热量;
(3)磁场区域的宽度。
如图所示,A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点(正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形),所有棱长都为a。现在A、B两点分别固定电荷量分别为+q和-q的两个点电荷,静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.C、D两点的场强相同
B.C点的场强大小为
C.C、D两点电势相等
D.将一正电荷从C点移动到D点,电场力做正功
有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间加上输入电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中A为交流电流表,V为交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,CD两端接正弦交流电源,变压器可视为理想变压器,则下列说法正确的是( )
A.当R3不变,滑动触头P顺时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变小 |
B.当R3不变,滑动触头P逆时针转动时,电流表读数变小,电压表读数变大 |
C.当P不动,滑动变阻器滑动触头向上滑动时,电流表读数变小,电压表读数变小 |
D.当P不动,滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数变大 |
超导体现象是20世纪人类重大发现之一,目前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。
(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由。
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于的电流变化,其中I,当电流的变化小于时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量,推导出的表达式。
(3)若仍试用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。
如图所示,间距为L、电阻不计的足够成双斜面型平行导轨,左导轨光滑,右导轨粗糙,左、右导轨分别与水平面成α、β角,分别有垂直于导轨斜面向上的磁感应强度为B1、B2的匀强磁场,两处的磁场互不影响。质量为m、电阻均为r的导体ab、cd与两平行导轨垂直放置且接触良好。ab棒由静止释放,cd棒始终静止不动。求:
(1)ab棒速度大小为v时通过cd的电流大小和cd棒受到的摩擦力大小。
(2)ab棒匀速运动时速度大小及此时cd棒消耗的电功率。
(本题10分)如图所示,水平面上有两根相距1m的足够长的平行金属导轨MN和PQ,它们的电阻可忽略不计,在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l=1m,其电阻为r,与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T。现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。求:
(1)ab中的感应电动势多大?流过电阻R的电流的方向如何?
(2)若定值电阻R=6.0Ω,导体棒的电阻r=2.0Ω,则电路中的电流多大?ab两端的电压多大?
(3)导体棒ab所受的安培力多大?方向如何?
(本题8分)某火力发电站通过燃烧煤来发电。每秒烧煤800kg,已知每完全燃烧1 kg煤放热500 J,热能发电效率为0.6 。电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户,若发电机输出电压是240 V,升压变压器原副线圈的匝数之比为1:50,输电线的总电阻为5Ω,用户需要电压为220 V。求:
(1) 输电线上损失的电功率为多少?
(2) 降压变压器的匝数比为多少?
如图甲所示,一理想变压器的原线圈串联一电流表,并接在有效值为220V的交流电源上,副线圈利用导线通过滑动变阻器和小灯泡串联,其中滑动变阻器接入电路部分的电阻,小灯泡的电压,如图甲所示;现用示波器测出小灯泡两端的电压变化图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.交变电流的频率为100Hz |
B.原副线圈的匝数比 |
C.电流表的读数 |
D.滑动变阻器的触头向右滑动,变压器的输入功率增大 |
足够长的平行金属导轨MN、PQ放置在水平面上,处在磁感应强度B =1.00T的竖直方向匀强磁场,导轨M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,质量为m=0.5kg的金属棒ab与MP紧贴在导轨上,处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω,如图所示。现在水平恒定拉力F作用下金属棒ab由静止开始向右运动,其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.3,导轨电阻不计。g=10m/s2。求:
时间t(s) |
0.0 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
7.0 |
运动距离x(m) |
0.0 |
0.6 |
2.0 |
4.3 |
6.8 |
9.3 |
11.8 |
14.3 |
(1)在4.0s时间内,通过金属棒ab截面的电荷量q;
(2)水平恒定拉力F;
(3)在7.0s时间内,整个回路产生的电热Q。
截面积为0.2m2的100匝的线圈A,处在均匀磁场中,磁场的方向垂直线圈截面,如图所示,磁感应强度为B =(0.6-0.2t)T(t为时间,以秒为单位),
R1= 3Ω,R2=6Ω,线圈电阻为r = 1Ω,C=3μF,求:
(1)闭合S1、S2后,通过R2的电流大小和方向;
(2)只把S1切断后,通过R2的电量。
(11分)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据。
器材(代号) |
规格 |
电流表(A1) |
量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω) |
电流表(A2) |
量程500 μA、内阻r2="750" Ω |
电压表(V) |
量程10 V、内阻r3="10" kΩ |
电阻(R1) |
阻值约为100 Ω |
滑动变阻器(R2) |
总阻值约为50 Ω |
电源(E) |
电动势1.5 V、内阻很小 |
开关(S)、电线若干 |
|
①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图,其中符合实验要求的是( )
②请简要说明你选择原理图的理由 。
③若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是 。
一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是
A.原、副线圈中的电流之比为5∶1 |
B.电压表的读数约为44V |
C.若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω,则1 分钟内产生的热量为2904 J |
D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均增大 |
实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1的内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);
②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);
③定值电阻R1(300Ω);
④定值电阻R2(10Ω);
⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);
⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);
⑦干电池(1.5V);
⑧电键S及导线若干。
(1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______。(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动触头移至最______端
(填“左”或“右”);
②闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,
记录G1、G2的读数I1、I2;
③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2;
④以I2为纵坐标,I1为横坐标,作出相应图线,如图所示。
⑷根据I2− I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式__________
一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程Im.
所用器材有:量程不准的电流表,内阻r1=10.0 Ω,量程标称为5.0 mA;标准电流表,内阻r2=45.0 Ω,量程1.0 mA;标准电阻R1,阻值10.0 Ω;滑动变阻器R,总电阻为300.0 Ω;电源E,电动势3.0 V,内阻不计;保护电阻R2;开关S;导线.
回答下列问题:
(1)在图甲所示的实物图上画出连线.
(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑片c应滑动至________端.
(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表满偏;若此时电流表的示数为I2,则的量程Im=________.
(4)若测量时,未调到满偏,两电流表的示数如图乙所示,从图中读出的示数I1=________,的示数I2=________;由读出的数据计算得Im=________.(保留三位有效数字)
(5)写出一条提高测量准确度的建议:______________.