B与滑动变阻器并联,测量电压,所以B是电压传感器;滑动变阻器R在实验中起调节电流大小的作用;
(2)根据U=E﹣I(R+r)可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E=2.00V;图象的斜率表示内阻,则可知: r+R=
=
=1.34Ω;
故有:r=1.34﹣0.5=0.84Ω;
(3)由图可知,测出中的最小电流约为0.1A,此时对应的总电阻为:R总==
=20Ω
此时滑动变阻器接入电阻应为20﹣1﹣0.34=18.6Ω;故滑动变阻器总阻值一定大于18.6Ω;同时为了调节方便,总阻值不应过大,故应选择20Ω的总阻值,同时为了保证安全,额定电流应大于1A,故D正确。 故选D;
故答案为:(1)电流;调节电流大小;(2)2.00;0.84;(3)D。
19.(14分)(2018?杨浦区二模)如图所示,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,轨道轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB部分光滑,BC部分粗糙,现有一个质量为m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑,物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数为0.75.取sin37°=0.6,
cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,求: (1)物块通过B点时的速度大小vB; (2)物块第一次通过C点时的速度大小vC; (3)物块第一次通过D点后能上升的最大高度; (4)分析说明物块最终处于什么状态。
【分析】(1)根据几何关系求出BC部分的长度,对A到B运用动能定理,求出B点的速度vB。
第16页(共19页)
(2)根据物体在粗糙斜面上的受力判断出物体做匀速直线运动,从而得出C点的速度vC。 (3)运用动能定理列式,求出物块第一次通过D点后能上升的最大高度。
(4)物块在BC段运动时机械能有损失,经过若干次后物块最终在C点为最高点、D为最低点的圆弧上往复运动。
【解答】解:(1)根据几何关系得,斜面BC部分的长度为: l=Rcot37°=0.3×m=0.40m
设物块第一次通过B点时的速度为vB,根据动能定理有: mg(L﹣l)sin37°=mvB2﹣0, 代入数据得:vB=3
m/s。
(2)物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小为: f=μmgcos37°=0.75×0.1×10×0.8N=0.60N 在BC部分下滑过程受到的合力为: F=mgsin37°﹣f=0
则物块第一次通过C点时的速度为: vC=vB=3
m/s。
(3)设物块第一次通过D点后能上升的最大高度为h,则从C到最高点的过程,由动能定理得:
﹣mg[h﹣R(1﹣cos37°)]=0﹣解得 h=0.96m
(4)物块在BC段运动时机械能有损失,经过若干次后物块最终在C点为最高点、D为最低点的圆弧上往复运动。 答:
(1)物块通过B点时的速度大小vB是3
m/s。
m/s。
(2)物块第一次通过C点时的速度大小vC是3
(3)物块第一次通过D点后能上升的最大高度是0.96m; (4)物块最终在C点为最高点、D为最低点的圆弧上往复运动。
20.(16分)(2018?杨浦区二模)如图甲所示,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距L=1m,左侧接一阻值为R=0.5欧的电阻。在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场,磁
第17页(共19页)
场宽度d=lm.质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。金属棒ab受水平力F的作用从磁场的左边界MN由静止开始运动,其中F与x(x为金属棒距MN的距离)的关系如图乙所示、通过电压传感器测得电阻R两端电压随时间均匀增大,则:
(1)金属棒刚开始运动时的加速度为多少? (2)磁感应强度B的大小为多少?
(3)若某时刻撤去外力F后金属棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v0﹣
s(v0为
撤去外力时的速度,s为撤去外力F后的位移),且棒运动到PQ处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
【分析】(1)对金属棒受力分析,然后由牛顿第二定律求出加速度,根据题意,应用E=BLv判断金属棒的运动性质;
(2)由图象求出x与F的对应值,应用牛顿第二定律求出磁感应强度
(3)由匀变速直线运动的位移公式、题意求出物体的位移,然后求出力的作用时间。 【解答】解:(1)金棒棒开始运动时,x=0,v=0,金属棒不受安培力作用,根据牛顿第二定律有:
=
=0.4
(2)由题意可知,电阻R两端电压随时间均匀增大,即金属棒切割磁感线产生的感应电动势随时间均匀增大,由E=BLv可知,金属棒的速度v随时间均匀增大,则金属棒做初速度为零的匀加速运动,加速度为:由匀变速直线运动的位移公式可得:得:
由图乙所示图象可知可知:x=0.8m时,F=0.8N
第18页(共19页)
由牛顿第二定律得:解得:B=0.5T
(3)设外力F的作用时间为t,力F作用时金属棒的位移为:
撤去外力后,金属棒的速度为:到PQ恰好静止,此时速度为:v=0 则撤去外力后金属棒运动的距离为:
则有:
解得:t=1s
答:(1)金属棒刚开始运动时的加速度为(2)磁感应强度B的大小为0.5T
(3)若某时刻撤去外力F后金属棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v0﹣
s(v0为
撤去外力时的速度,s为撤去外力F后的位移),且棒运动到PQ处时恰好静止,则外力F作用的时间为1s
第19页(共19页)