【題目】電流傳感器可以像電流表一樣測量電流。不同的是它的反應非常快,可以捕捉到瞬間的電流變化。此外,由于它與計算機相連,還能顯示出電流隨時間變化的I-t圖像。如圖甲所示連接電路。直流電源電動勢8V,內阻可忽略,電容器可選幾十微法的電解電容器。先使開關S與1端相連,電源向電容器充電,這個過程可在短時間內完成。然后把開關S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計算機,屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t圖像,一位同學得到的I-t圖像如圖乙所示。
(1)在圖乙I-t圖中用陰影標記了一個豎立的狹長矩形(在圖的1s附近),這個陰影面積的物理意義是_______________。
(2)根據I-t圖像可估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量為 __________________。
(3)如果不改變電路其他參數,只增大電阻R,充電時I-t曲線與橫軸所圍成的面積將___________(填“增大、不變、變小”);充電時間將_______________(填“變長、不變、變短”)。
【答案】通電0.2秒充入電容(流過電阻R)的電荷量 (1.4~1.8)10-3 不變 變長
【解析】
(1)[1]將橫坐標分成許多很小的時間間隔,在這些很小的時間間隔里,放電電流可以視為不變,則為這段時間內充入電容的電量,即這個陰影面積的物理意義是通電0.2秒充入電容(流過電阻R)的電荷量;
(2)[2]電容器在全部放電過程中釋放的電荷量在數值上等于圖象與坐標軸所包圍的面積;具體的做法是首先以坐標紙上的一個小正方形作為一個面積計量單位,數出圖象與坐標軸有多少個完整的小正方形,對于曲線下的部分超過該格一半面積的記為一個,不足一半的則舍去不計,這樣既可以得到曲線下包含的小正方形的個數為40個(格數為38-42都正確);其次確定每個小方格所對應的電荷量值,縱坐標的每個小格為0.2mA,橫坐標的每個小格為0.2s,則每個小格所代表的電荷量數值為:
最后由曲線下方的方格數與的乘積即得電容器所帶的電荷量:
(3)[3]如果不改變電路其他參數,只增大電阻,將開關擲向1時,電容器的電壓不變,由于電容器的電容不變,根據可知充入電容的電荷量不變,即充電時曲線與橫軸所圍成的面積將不變;[4]只增大電阻,由閉合電路歐姆定律知,將開關擲向1時電容器開始充電的電流減小,則曲線與縱軸交點的位置將向下移動,而充電時曲線與橫軸所圍成的面積將不變,所以充電時間將變長;
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【題目】有甲、乙、丙三個點電荷,甲帶電荷量,乙?guī)щ姾闪?/span>,丙帶電荷量Q,甲、乙相距r.將丙放于甲、乙連線上的某點,使甲、乙、丙都處于平衡狀態(tài),則丙電荷的電性為________,電荷量_____,所處的位置應在___________.
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【題目】如圖1所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉動,產生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示,則
A. 兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合
B. 曲線a、b對應的線圈轉速之比為2:3
C. 曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz
D. 曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V
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【題目】如圖所示,虛線所示為某靜電場中的等勢面1、2、3、4,相鄰的等勢面之間的電勢差相等,其中等勢面3的電勢為0.一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動,經過a、b兩點時的動能分別為26eV和5eV.當這一點電荷運動到某一位置時,其電勢能變?yōu)?/span>-8eV,求其此時的動能。
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【題目】某些腫瘤可以用“質子療法”進行治療。在這種療法中,質子先被某勻強電場加速到具有較高的能量,然后被引向轟擊腫瘤,殺死其中的惡性細胞,如圖所示。若質子的加速長度為d =4.0m,要使質子由靜止被加速到v =1.0×107m/s,已知質子質量為m=1.67×10-27kg,質子電量為e=1.60×10-19C,則下列說法不正確的是
A.由以上信息可以推算該加速電場的電壓
B.由以上信息可以推算該加速電場的電場強度
C.由以上信息不可以推算該質子加速后的電勢能
D.由以上信息可以判斷出運動過程中質子所受電場力做正功,電勢能增加
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【題目】如圖所示,擋板A與B中間有一個重為G的光滑球,開始時A豎直且固定,AB間成α角,則在α角緩慢增大至90°的過程中( )
A.小球對A板的壓力不斷增大
B.小球對A板的壓力先減小后增大
C.小球對B板的壓力先減小后增大
D.小球對B板的壓力不斷減小
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【題目】如圖所示的坐標系中,x軸上固定一個點電荷Q,y軸上固定一根光滑絕緣細桿(細桿的下端剛好在坐標原點O處).將一個套在桿上重力不計的帶電圓環(huán)(視為質點)從桿上P處由靜止釋放,圓環(huán)從O處離開細桿后恰好繞點電荷Q做圓周運動.下列說法正確的是
A.圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中,加速度一直增大
B.圓環(huán)沿細桿從P運動到O的過程中,速度先增大后減小
C.增大圓環(huán)所帶的電荷量,其他條件不變,圓環(huán)離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動
D.將圓環(huán)從桿上P的上方由靜止釋放,其他條件不變,圓環(huán)離開細桿后仍然能繞點電荷做圓周運動
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波源位于x=0位置,t=0時刻波源開始沿y軸振動,經過0.15s時波形如圖所示。下列說法正確的是_____。
A.該波的波長為50cm
B.該波的傳播速度為m/s
C.此時圖中x=40cm處的質點開始沿y軸正方向運動
D.此后1s內x=20cm處的質點通過的路程為1.2m
E.此后再經過0.125s,x=60cm處的質點第一次出現在波谷位置
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【題目】用圖所示的電路來測定未知電阻的阻值.圖中電源電動勢未知,電源內阻不計,電流表內阻也可忽略不計,R為電阻箱.
(1)若要測得的值,R至少需要取________個不同的數值.
(2)若電流表每個分度表示的電流值未知,但指針偏轉的角度與通過的電流成正比,則在用此電路測量時,R至少需要取________個不同的數值.
(3)若電源內阻不可忽略,能否用此電路測量?________.
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