题目列表(包括答案和解析)
(18分)某研究性小组的同学在探究安培力的大小和方向与哪些因素有关时,设计了以下实验.
实验一:利用如图所示的安培力演示器探究影响安培力大小的因素.
第一步,当通电导线长度l和磁场B一定,调节滑动变阻器的滑片改变电流I,观察结果:指针发生偏转,且偏转角度随电流I增大而增大;
第二步,当电流I和磁场B一定,改变导线的长度l,观察结果:指针偏转的角度随导线长度l的增大而增大;
第三步,当电流I和导线长度l一定,更换磁铁,观察结果:指针偏转的角度随磁铁磁感应强度B的增大而增大.
实验二:利用安培力演示器对安培力的方向进行对比探究.
先后按照下表实验序号1、2、3的图例做实验,观察到的相关现象已分别记录在对应的图例下方的表格里.
实验序号 |
| 2 | 3 | ||
图例 |
|
|
| ||
磁场方向 | 竖直向下 | 竖直向下 | 竖直向上 | ||
电流方向 | 水平向里 | 水平向外 | 水平向外 | ||
受力方向 | 水平向左 | 水平向右 | 水平向左 |
(1)通过实验一的对比探究,可以得到影响安培力大小的因素有: 导线长度l、_____________和 ;且安培力大小与这些因素的定性关系是:若l越大 , , ,则F越大.
(2)通过实验二的对比探究,可以得到安培力的方向与电流方向、 方向有关;且三者方向的关系是:当I⊥B时,___________,_____________.
(3)通过实验一的对比探究,能否得出安培力大小的计算公式?___________(填“能”或“不能”);通过实验二的对比探究,能否得出安培力方向的规律――左手定则?___________(填“能”或“不能”)
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电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成,起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环(导电环的分布如图所示).导电环所用材料每米的电阻为0.125πΩ,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn=(2n-1)r1(n=1,2,3,…,7),已知r1=1.0cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为100
πsinωt,求:
(1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值是多少?
(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×10-6m的红外线光子辐射出来,那么半径为r1的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?
(3)若不计其他损失,所有导电圆环释放的总功率P是多大?(以上计算中可取π2=10,h=6.6×10-34J·s)
电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环(导电环的分布如图所示).导电环所用材料每米的电阻为0.125πΩ,从中心向外第n个同心圆环的半径为
=(2n-1)r,(n=1,2,3,…,7),已知
=1.0cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为
sinωt,求:
(1)半径为
的导电圆环中感应电流的最大值是多大?
(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×
m的红外线光子辐射出来,那么半径为
的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少?
(3)若不计其他损失,所有导电圆环释放的总功率P是多大?
(以上计算中可取
=10,h=6.6×
J·s.)
| △B |
| △t |
| 2 |
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