高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

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选修3-1

第二章 恒定电流

2.7 闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律基本问题

如图所示,两平行金属导轨间距$l=0.5\;\rm m$,导轨与水平面成$\theta=37^\circ $。导轨上端连接有$E=6\;\rm V$$r=1\;\rm \Omega$的电源和滑动变阻器。长度也为$l$的金属棒$ab$垂直导轨放置且与导轨接触良好,金属棒的质量$m=0.2\;\rm kg$、电阻$R_{0}=1\;\rm \Omega$,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,金属棒一直静止在导轨上,当滑动变阻器的阻值$R=1\;\rm \Omega$时,金属棒刚好与导轨间无摩擦力。$g$$10\;\rm m/s^{2}$$\sin37^\circ =0.6$$\cos37^\circ =0.8$。求:

磁感应强度的大小;

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$1.5\\;\\rm T$

"]]

当滑动变阻器的电阻为$R=1\;\rm \Omega$时,根据闭合电路欧姆定律可得$I_{1}=\dfrac{E}{R+R_{0}+r}=\dfrac{6}{1+1+1}\;\text{A}=2\;\rm \text{A}$

此时金属棒刚好与导轨间无摩擦力,以金属棒为对象,沿斜面方向根据受力平衡可得$mg\sin \theta=BI_{1}l\cos \theta$

解得磁感应强度的大小为$B=\dfrac{mg\tan\theta}{I_{1}l}=\dfrac{0.2 \times 10 \times 0.75}{2 \times 0.5}\;\text{T}=1.5\;\rm \text{T}$

当滑动变阻器接入电路的电阻为$4\;\rm \Omega$时,金属棒受到的摩擦力。

[["

$f=0.6\\;\\rm N$,方向沿导轨平面向上

"]]

当滑动变阻器接入电路的电阻为$4\;\rm \Omega$时,根据闭合电路欧姆定律可得$I_{2}=\dfrac{E}{R+R_{0}+r}=\dfrac{6}{4+1+1}\;\text{A}=1\;\rm \text{A}$

以金属棒为对象,沿斜面方向根据受力平衡可得$mg\sin \theta=BI_{2}l\cos \theta+f$

解得金属棒受到的摩擦力大小为$f=0.6\;\rm N$

方向沿导轨平面向上。

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如图所示,光滑平行导轨与水平面成角置于匀强磁场中,下方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向上,导轨间距为;上方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向下,导轨间距为,导轨足够长且电阻不计。质量均为的导体棒和垂直于导轨放置。棒接入电路的电阻为,棒接入电路的电阻为,两棒始终在对应的导轨部分运动。为使棒沿斜面向下以速度(未知)匀速运动时,棒恰好静止,重力加速度为,计算的大小。 如图所示电路中,电源电动势为、内阻为,,,电容器中一带电液滴恰好处于静止状态,理想电压表、示数分别为、,理想电流表示数为,当滑动变阻器触头向滑动后,下列说法正确的是 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的边长为,边长为,共有匝,总电阻,可绕与磁场方向垂直的对称轴转动。线圈处于磁感应强度的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“,”的灯泡,当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为。(不计转动轴与电刷的摩擦,结果保留两位有效数字) 如图所示,水平面内相距光滑的平行金属导轨接有的电阻,磁感应强度大小为的匀强磁场与导轨平面垂直。一质量、有效电阻的金属棒与导轨垂直放置。某时刻给金属棒施加一个水平向右的外力,让金属棒由静止开始以的加速度做匀加速运动,当通过电路某截面的电荷量为时撤去外力,导轨电阻不计,求: 如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,定值电阻。电动机正常工作时,理想电压表的示数。求: 要测量一电源的电动势(略小于)和内阻(约),现有下列器材:电压表)、电阻箱,定值电阻,开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。
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