如图所示为“旋转液体实验”装置。盛有液体的圆柱形容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁S极朝上，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度，容器底部绝缘，侧壁导电性能良好，电阻可忽略不计，容器外侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。容器中液体横截面半径，电源的电动势，内阻，限流电阻。闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，液体匀速旋转，电压表的示数为2V。设旋转液体电阻率分布均匀，两电极间的液体等效电阻。

1. 如图所示为“旋转液体实验”装置。盛有液体的圆柱形容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁S极朝上，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，容器底部绝缘，侧壁导电性能良好，电阻可忽略不计，容器外侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。容器中液体横截面半径 $\text{[math]}$ ，电源的电动势 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，限流电阻 $\text{[math]}$ 。闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，液体匀速旋转，电压表的示数为2V。设旋转液体电阻率分布均匀，两电极间的液体等效电阻 $\text{[math]}$ 。

(1) 判断液体旋转方向（由上往下看，写“顺时针”或者“逆时针”）；

(2) 流过液体的电流大小；

(3) 容器中液体所受安培力的功率。

【考点】

闭合电路的欧姆定律; 安培力的计算;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

解答题容易

1. 我国电磁推进技术研发遥遥领先，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。某兴趣小组设计了一种火箭电磁弹射装置，简化原理如图所示，它由两根竖直金属导轨、承载火箭装置（简化为与火箭绝缘的金属杆PQ）和电源组成闭合回路。电源能自动调节其输出电压确保回路电流恒定，方向如图中所示。弹射装置处于垂直导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小与电流成正比，比例系数为k（k为常量）。火箭稳定静止在绝缘停靠平台后，接通电源，当火箭上升到导轨顶端时与金属杆分离，完成弹射。已知火箭与金属杆的总质量为M，分离时速度为v₀ ，金属杆电阻为R，回路电流为I，导轨间距为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。金属杆与导轨接触良好，不计空气阻力和摩擦，不计导轨电阻和电源的内阻。在火箭弹射过程中，求：

（1）金属杆所受的安培力F。

（2）金属杆PQ产生的电动势E与运动时间t的关系。

（3）电源输出电压U与运动时间t的关系及整个弹射过程电源输出的能量W。

解答题困难

2. 如图所示，两平行金属导轨间的距离 $\text{[math]}$ ，金属导轨所在的平面与水平面夹角 $\text{[math]}$ ，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 $\text{[math]}$ 、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势 $\text{[math]}$ 、内阻 $\text{[math]}$ 的直流电源．现把一个质量 $\text{[math]}$ 的导体棒 $\text{[math]}$ 放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 $\text{[math]}$ ，金属导轨电阻不计，g取 $\text{[math]}$ ．已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的摩擦力。

解答题普通

3. 如图所示，宽为L = 0.5m的粗糙导轨MN、PQ与水平面成θ = 37°角，导轨上端接有电阻箱R，电源E，电键S。一根质量m = 0.1kg、长也为L = 0.5m、电阻为R₁ = 1Ω的金属杆ab水平放置在导轨上，金属杆与导轨垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数μ = 0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。空间存在竖直向上的匀强磁场，电源电动势E = 3V，内阻r = 0.5Ω，当电阻箱的电阻调为R = 0.9Ω时，金属杆静止且与导轨无摩擦。取重力加速度g = 10m/s² ， sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）金属杆要在导轨上保持静止，求电阻箱R接入电路中的阻值范围。

解答题普通