内容正文:
2026-2027学年度上学期(10月)高二物理试题
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 关于电流和电流的方向,下列说法正确的是( )
A. 通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电子运动速率越大,电流越大
C. 单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D. 电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
【答案】C
【解析】
【详解】AC.根据电流的定义式,可知单位时间内通过导体某横载面的电荷量越多,导体中的电流就越大,而通过导体某一横载面的电荷量越多,电流不一定越多,还与时间有关,故A错误,C正确;
B.电子运动的速率越大,根据电流的微观表达式I=nvqS,可知,电流不一定越大,还与单位体积内电子数目n、横截面积S有关,故B错误;
D.电源内部,电流的方向是从低电势一端流向高电势一端,故D错误;
故选C。
2. 为纪念法国物理学家安培在磁场与电流的相互作用方面所做的贡献,人们把通电导线在磁场中所受的力称为安培力。如图1所示的匀强磁场中,已经标出了电流和磁场以及磁场对电流的作用力三者的方向,其中的方向正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,图中电流受到的安培力方向向左,故A错误;
B.根据左手定则可知,图中电流受到的安培力方向向上,故B正确;
C.根据左手定则可知,图中电流受到的安培力方向向下,故C错误;
D.根据左手定则可知,图中电流受到的安培力方向向上,故D错误。
故选B。
3. 有一只电流表的满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=150 Ω,要把它改装成一个量程为0~0.006 A的电流表,则应在电流表上( )
A. 并联30 Ω的电阻 B. 串联1350 Ω的电阻
C. 并联25 Ω的电阻 D. 串联1500 Ω的电阻
【答案】A
【解析】
【详解】AC.改装后量程,流过并联电阻的分流为
由并联两支路电压相等
得,故A正确,C错误;
BD.把电流表改装成量程更大的电流表必须并联分流电阻,串联电阻不能扩大电流量程,故BD错误。
故选A。
4. 关于多用电表的使用如图所示,下列说法正确的有( )
A. 乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻
B. 乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
C. 甲图中用多用电表直流电流挡测量的是电源的路端电压,表笔接法正确
D. 甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法正确
【答案】A
【解析】
【详解】AB.多用电表电流从黑表笔流出,从红表笔流入,则二极管中电流从左向右流,所以乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻,故A正确,B错误;
C.多用电表直流电流挡需串联在电路中使用,测量通过电路的电流,不可并联测量电压,故C错误;
D.多用电表电流从黑表笔流出,从红表笔流入,甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,此时红表笔应与电源正极相连,但图中红表笔与电源负极相连,所以表笔接法错误,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机.小灯泡L上标有“6V 12W”字样,电动机的线圈电阻RM=0.50Ω。若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,此时( )
A. 电动机的输入功率为12W B. 电动机的热功率为12W
C. 电动机的输出功率为12W D. 整个电路消耗的电功率为24W
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,则电路电流为
电动机两端电压为
则电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
故A正确,BC错误;
D.由于电源内阻不可忽略,则整个电路消耗的电功率满足
故D错误。
故选A。
6. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻R1=R2=r。电路中C为电容器的电容,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数改变量大小为ΔU1,电压表V2的示数改变量大小为ΔU2,电流表A的示数改变量大小为ΔI。则下列判断正确的有( )
A. 电压表V1、V2的示数减小,电流表A的示数减小
B. 电源的输出功率增大
C. 在滑片向右移动的过程中,有电流从右向左通过R2
D. 大于
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,接入电路的阻值变小,则总电阻减小,总电流增大,即电流表A的示数增大,电容器两端电压增大,则电容器充电,有电流从左向右通过,电压表的示数减小,电压表的示数减小,则有,可知小于,故ACD错误;
B.电源的输出功率由数学知识可知,当时,电源的输出功率最大,外电路总电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,由于,则随着的减小,电源的输出功率增大,故B正确。
故选B。
7. 如图所示,光滑水平面上方空间中存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为3m的足够长绝缘木板静止于水平面上,电荷量为、质量为m的物块放置于木板右端。物块和木板间的动摩擦因数,重力加速度为g,某时刻起对木板施加一水平向右的恒力F,物块和木板开始一起向右运动。则( )
A. 物块匀加速运动时间为
B. 物块与木板即将产生相对运动时的速度为
C. 物块的最大速度为
D. 摩擦力对物块做功为
【答案】A
【解析】
【详解】A.取水平向右为正方向。负电荷向右运动时,所受洛伦兹力竖直向上,大小为,所以物块与木板接触时的支持力随速度增大而减小。竖直方向平衡得
物块的受力情况如图所示。
物块和木板共同运动时,对整体应用牛顿第二定律,得
对物块应用牛顿第二定律,静摩擦力向右且
相对运动刚要发生时,静摩擦力达到最大值,最大静摩擦力等于所需静摩擦力。由支持力表达式及题给摩擦因数,临界时有
解得
由匀变速直线运动规律,达到该速度所需时间为,故A正确;
B.木板与物块刚要产生相对运动时,二者仍具有相同速度,该速度就是,故B错误;
C.发生相对运动后,滑动摩擦力仍向右,物块的水平动力学方程为
当小于时,物块加速;速度趋近于时加速度趋近于零,所以物块的最大速度为,故C错误;
D.从静止到最大速度的过程中,重力、支持力和洛伦兹力均不做功,物块水平方向只有摩擦力做功。由动能定理,摩擦力所做的总功为,故D错误。
故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合要求)
8. 实验是物理学研究的重要方法之一,在以下关于物理实验的说法中正确的是( )
A. 甲同学在使用多用电表欧姆挡“×10”倍率测量某待测电阻阻值时,发现指针偏角过小,为了使测量结果比较准确,应换用“×1”倍率
B. 乙同学用“伏安法”测量待测电阻时选择了图乙所示电路,在电表内阻无法忽略且未知阻值的情况下,待测电阻的测量值高于真实值
C. 丙同学设计了如图丙所示的电路测未知电阻。将电阻与另外两个已知阻值的定值电阻、和电阻箱相连接,M、N两点接小量程电流表G。闭合开关S,调节电阻箱的阻值为时,G的示数为0,则此时
D. 丁同学在使用螺旋测微器测量某元件宽度时,示数如图丁所示,可以将其读为9.262mm
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲同学在使用多用电表欧姆挡“×10”倍率测量某待测电阻阻值时,发现指针偏角过小,说明所选倍率过小,为了使测量结果比较准确,应换用更大倍率,即“×100”倍率,故A错误;
B.乙同学用“伏安法”测量待测电阻时选择了图乙所示电路,在电表内阻无法忽略且未知阻值的情况下,待测电阻的测量值
故B正确;
C.在丙图中,当G的示数为0时,说明M、N两点电势相等,根据串并联电路特点和欧姆定律,
故
故C正确;
D.丁同学在使用螺旋测微器测量某元件宽度时,示数如图丁所示,可以将其读为
故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态,此时磁铁对水平面的压力为FN1。现在磁铁左上方位置固定一导体棒,在导体棒中通以垂直纸面向外的电流瞬间,磁铁对水平面的压力变为FN2,同时出现其他变化,则以下说法正确的是( )
A. 弹簧长度将变长 B. 弹簧长度将变短
C. FN1>FN2 D. FN1<FN2
【答案】AD
【解析】
【详解】在磁铁的左上方位置固定一导体棒,在导体棒中通以垂直纸面向外的电流瞬间,由左手定则可判断出导体棒所受的安培力斜向左上,由牛顿第三定律可知,条形磁铁所受的安培力斜向右下,因此弹簧长度将变长,磁铁对水平面的压力增大,即
FN1<FN2
故选AD。
10. 如图所示,光滑水平桌面上有一轻质光滑绝缘管,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为。绝缘管在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。一带电小球,由管道端相对管道静止释放,一段时间后,小球运动到管道端。小球质量为、电量为,长度为,小球直径略小于管道内径。关于小球从端运动到端说法正确的是( )
A. 小球的运动轨迹是一条抛物线
B. 外力和洛伦兹力做功大小相等
C. 绝缘管的位移大小为
D. 外力的冲量大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球受洛伦兹力恒定,故小球沿做初速度为零的匀加速直线运动,同时小球随绝缘管水平向右做匀速直线运动,故小球的合运动是类平抛运动,其运动轨迹是一条抛物线A正确;
B.洛伦兹力不做功,故B错误;
C D.对小球沿管方向
又
绝缘管的位移大小为,外力始终与洛伦兹力的垂直管道的分力平衡,外力F的冲量大小等于
故C错误,D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(实验题、计算题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,11题7分,12题7分,共14分。)
11. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,
(1)电路如图1所示,为防止电流过大,电路中连接的保护电阻R0应选择___________。
A. 定值电阻(阻值100.0 Ω,额定功率1 W)
B. 定值电阻(阻值2.0 Ω,额定功率5 W)
(2)电路连接的实物图如图2所示,其中连接错误的导线是___________(选填“①”“②”或“③”);
(3)正确连线后开始实验,在闭合电键S前,滑片应处于___________(选填“最左侧”或“最右侧”),某次测量时,如图3所示,电流表示数为___________A;
(4)由实验测得的数据,得到U-I图像,如图4所示,则电源的电动势___________V,内阻___________Ω;(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)③
(3) ①. 最右侧 ②. 0.24
(4) ①. 3.0 ②. 2.0
【解析】
【小问1详解】
由于本实验采用两节干电池作为电源,则干电池电动势约为3 V,若选100 Ω的A电阻,电路最大电流仅约0.03 A,电流范围过小不利于多组数据测量;2.0 Ω的B电阻可将短路电流限制在1.5 A以内,且额定电流
满足安全要求,适合作为保护电阻,故电路中连接的保护电阻R0应选择定值电阻(阻值2.0 Ω,额定功率5 W)。
故选B。
【小问2详解】
根据(1)分析可知电路中的最大电流为1.5 A,则为了减小测量误差,电流表选择0.6 A量程,故导线③连接错误。
【小问3详解】
[1]闭合开关前滑动变阻器需调至接入阻值最大处,本电路中滑片移到最右侧时滑动变阻器接入电阻最大,可使初始电流最小,保护电路;
[2]电流表选用0.6 A量程,分度值0.02 A,读数为0.24A。
【小问4详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
化简可得
可知U-I图线的纵轴截距等于电源电动势,故
图线斜率的绝对值为
可得电源内阻为
12. 某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10mA电流挡(内阻RA=57.0Ω)
B.直流电压表0~3V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器R1(全电阻阻值R1未知)
D.滑动变阻器R2(全电阻阻值R2≈10Ω)
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量R1的全电阻时,部分电路连接如图1,还需将P连接到接线柱________________(选填“a”“b”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器R2的滑片移至最________________侧(选填“左”“右”)。
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得R1为________________Ω(保留3位有效数字)。
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度L、数出绕线部分总匝数n匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径d,正确操作后,游标卡尺的示数如图4,则直径d=________________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式ρ=________________(用R1、L、n、d表示)。
【答案】(1) ①. b ②. 左
(2)203 (3) ①. 6.02 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验用多用电表的10mA电流挡(已知内阻)作为电流表使用,为了让电压表同时测量待测电阻和电流表的总电压,消除电流表分压的系统误差,需要将P接b。
[2]开关闭合前将滑片移到最左侧,保护电路元件。
【小问2详解】
根据
可知图像斜率
由图2可知
联立解得
【小问3详解】
[1]由图4可知
[2]金属丝总长度为,金属丝横截面积
因为
根据
解得
四、计算题(本题共3小题,13题10分,14题15分,15题15分,共40分。)
13. 如图甲所示,PQ和MN为水平平行放置的两金属导轨,两导轨相距l=1 m,导体棒ab与导轨垂直且接触良好,导体棒ab的质量m=1 kg。外加匀强磁场的磁感应强度大小B=2 T,方向竖直向上。现给导体棒中通入电流,使导体棒向左做加速运动,物体运动的加速度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数;
(2)通入电流为2A时,导体棒ab的加速度大小。
【答案】(1)0.2 (2)2m/s2
【解析】
【小问1详解】
对导体棒ab进行受力分析,在水平方向受到向左的安培力与向右的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,则有
推导加速度与电流的关系式为
由题干图乙可知,当通入电流为时,导体棒的加速度为
代入关系式解得
【小问2详解】
当导体棒中通入电流为时,代入加速度与电流的关系式
解得
14. 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm。电源电动势,内阻,电阻。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。小球的电荷量,质量,不考虑空气阻力,取重力加速度大小。滑动变阻器接入电路的阻值为。
(1)当时,求A、B两板间的电压;
(2)在(1)问的下,求电源的输出功率;
(3)为了使小球不与A板碰撞,求的最小值。
【答案】(1)16V (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电路稳定时A、B板间电压等于两端电压,由闭合电路欧姆定律得电路总电流
A、B两板间电压为
【小问2详解】
电路总电阻
电源输出功率
【小问3详解】
小球刚好到达A板时速度为0,对应最小,由动能定理得
解得临界板间电压
由闭合电路欧姆定律
解得的最小值为
15. 在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,由于不允许传动机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵。如图所示是一种液态金属电磁泵的简化结构示意图,将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁场中,当电流穿过液态金属时,液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面长为a,宽为b(不计管道壁的厚度),正、负电极板镶嵌在管道两侧(两极板正对且与管内液态金属良好接触),电极板长为c,宽为b;正、负电极板间的液态金属恰好处在磁场区域内,该磁场的磁感应强度为B,方向与导管上、下表面垂直;通过两电极板间液态金属的电流为I;液态金属在磁场驱动力的作用下,在导管中以恒定的速率v流动。已知液态金属的电阻率为。
(1)两电极间的液态金属的电阻是多少?
(2)导管截面上由磁场驱动力所形成的附加压强是多大?
(3)在时间内,电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据电阻定律可知,两电极间的液态金属的电阻为
【小问2详解】
通电液体在磁场中受到的安培力为
则导管截面上由磁场驱动力所形成的附加压强为
【小问3详解】
电路产生的热量为
安培力对液态金属做功使液态金属获得的机械能为
所以在时间内电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能
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2026-2027学年度上学期(10月)高二物理试题
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 关于电流和电流的方向,下列说法正确的是( )
A. 通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电子运动速率越大,电流越大
C. 单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
D. 电源内部,电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
2. 为纪念法国物理学家安培在磁场与电流的相互作用方面所做的贡献,人们把通电导线在磁场中所受的力称为安培力。如图1所示的匀强磁场中,已经标出了电流和磁场以及磁场对电流的作用力三者的方向,其中的方向正确的是( )
A. B. C. D.
3. 有一只电流表的满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=150 Ω,要把它改装成一个量程为0~0.006 A的电流表,则应在电流表上( )
A. 并联30 Ω的电阻 B. 串联1350 Ω的电阻
C. 并联25 Ω的电阻 D. 串联1500 Ω的电阻
4. 关于多用电表的使用如图所示,下列说法正确的有( )
A. 乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的正向电阻
B. 乙图中用多用电表电阻挡测量的是二极管的反向电阻
C. 甲图中用多用电表直流电流挡测量的是电源的路端电压,表笔接法正确
D. 甲图中用多用电表直流电压挡测量的是小灯泡两端的电压,表笔接法正确
5. 如图所示,电源内阻不可忽略,电路中接有一小灯泡和一电动机.小灯泡L上标有“6V 12W”字样,电动机的线圈电阻RM=0.50Ω。若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,此时( )
A. 电动机的输入功率为12W B. 电动机的热功率为12W
C. 电动机的输出功率为12W D. 整个电路消耗的电功率为24W
6. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻R1=R2=r。电路中C为电容器的电容,电流表、电压表均为理想电表。闭合开关S至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片P向右移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数改变量大小为ΔU1,电压表V2的示数改变量大小为ΔU2,电流表A的示数改变量大小为ΔI。则下列判断正确的有( )
A. 电压表V1、V2的示数减小,电流表A的示数减小
B. 电源的输出功率增大
C. 在滑片向右移动的过程中,有电流从右向左通过R2
D. 大于
7. 如图所示,光滑水平面上方空间中存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,质量为3m的足够长绝缘木板静止于水平面上,电荷量为、质量为m的物块放置于木板右端。物块和木板间的动摩擦因数,重力加速度为g,某时刻起对木板施加一水平向右的恒力F,物块和木板开始一起向右运动。则( )
A. 物块匀加速运动时间为
B. 物块与木板即将产生相对运动时的速度为
C. 物块的最大速度为
D. 摩擦力对物块做功为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合要求)
8. 实验是物理学研究的重要方法之一,在以下关于物理实验的说法中正确的是( )
A. 甲同学在使用多用电表欧姆挡“×10”倍率测量某待测电阻阻值时,发现指针偏角过小,为了使测量结果比较准确,应换用“×1”倍率
B. 乙同学用“伏安法”测量待测电阻时选择了图乙所示电路,在电表内阻无法忽略且未知阻值的情况下,待测电阻的测量值高于真实值
C. 丙同学设计了如图丙所示的电路测未知电阻。将电阻与另外两个已知阻值的定值电阻、和电阻箱相连接,M、N两点接小量程电流表G。闭合开关S,调节电阻箱的阻值为时,G的示数为0,则此时
D. 丁同学在使用螺旋测微器测量某元件宽度时,示数如图丁所示,可以将其读为9.262mm
9. 如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来处于静止状态,此时磁铁对水平面的压力为FN1。现在磁铁左上方位置固定一导体棒,在导体棒中通以垂直纸面向外的电流瞬间,磁铁对水平面的压力变为FN2,同时出现其他变化,则以下说法正确的是( )
A. 弹簧长度将变长 B. 弹簧长度将变短
C. FN1>FN2 D. FN1<FN2
10. 如图所示,光滑水平桌面上有一轻质光滑绝缘管,处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为。绝缘管在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。一带电小球,由管道端相对管道静止释放,一段时间后,小球运动到管道端。小球质量为、电量为,长度为,小球直径略小于管道内径。关于小球从端运动到端说法正确的是( )
A. 小球的运动轨迹是一条抛物线
B. 外力和洛伦兹力做功大小相等
C. 绝缘管的位移大小为
D. 外力的冲量大小为
第Ⅱ卷(实验题、计算题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,11题7分,12题7分,共14分。)
11. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,
(1)电路如图1所示,为防止电流过大,电路中连接的保护电阻R0应选择___________。
A. 定值电阻(阻值100.0 Ω,额定功率1 W)
B. 定值电阻(阻值2.0 Ω,额定功率5 W)
(2)电路连接的实物图如图2所示,其中连接错误的导线是___________(选填“①”“②”或“③”);
(3)正确连线后开始实验,在闭合电键S前,滑片应处于___________(选填“最左侧”或“最右侧”),某次测量时,如图3所示,电流表示数为___________A;
(4)由实验测得的数据,得到U-I图像,如图4所示,则电源的电动势___________V,内阻___________Ω;(结果均保留两位有效数字)
12. 某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率,所用实验器材如下:
A.多用电表10mA电流挡(内阻RA=57.0Ω)
B.直流电压表0~3V(内阻未知)
C.待测的滑动变阻器R1(全电阻阻值R1未知)
D.滑动变阻器R2(全电阻阻值R2≈10Ω)
E.干电池两节
F.游标卡尺
G.开关、导线若干
(1)测量R1的全电阻时,部分电路连接如图1,还需将P连接到接线柱________________(选填“a”“b”)。在开关闭合前,应将滑动变阻器R2的滑片移至最________________侧(选填“左”“右”)。
(2)测得多组电压、电流值,并绘制了图像如图2,求得R1为________________Ω(保留3位有效数字)。
(3)如图3,用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度L、数出绕线部分总匝数n匝;用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径d,正确操作后,游标卡尺的示数如图4,则直径d=________________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式ρ=________________(用R1、L、n、d表示)。
四、计算题(本题共3小题,13题10分,14题15分,15题15分,共40分。)
13. 如图甲所示,PQ和MN为水平平行放置的两金属导轨,两导轨相距l=1 m,导体棒ab与导轨垂直且接触良好,导体棒ab的质量m=1 kg。外加匀强磁场的磁感应强度大小B=2 T,方向竖直向上。现给导体棒中通入电流,使导体棒向左做加速运动,物体运动的加速度大小与导体棒中通入的电流大小关系如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数;
(2)通入电流为2A时,导体棒ab的加速度大小。
14. 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm。电源电动势,内阻,电阻。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。小球的电荷量,质量,不考虑空气阻力,取重力加速度大小。滑动变阻器接入电路的阻值为。
(1)当时,求A、B两板间的电压;
(2)在(1)问的下,求电源的输出功率;
(3)为了使小球不与A板碰撞,求的最小值。
15. 在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时,由于不允许传动机械部分与这些液体相接触,常使用一种电磁泵。如图所示是一种液态金属电磁泵的简化结构示意图,将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁场中,当电流穿过液态金属时,液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面长为a,宽为b(不计管道壁的厚度),正、负电极板镶嵌在管道两侧(两极板正对且与管内液态金属良好接触),电极板长为c,宽为b;正、负电极板间的液态金属恰好处在磁场区域内,该磁场的磁感应强度为B,方向与导管上、下表面垂直;通过两电极板间液态金属的电流为I;液态金属在磁场驱动力的作用下,在导管中以恒定的速率v流动。已知液态金属的电阻率为。
(1)两电极间的液态金属的电阻是多少?
(2)导管截面上由磁场驱动力所形成的附加压强是多大?
(3)在时间内,电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能是多少?
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