【題目】在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場中有一個長方形金屬線圈abcd,匝數(shù),ad邊長,ab邊長。線圈的ad邊與磁場的左側(cè)邊界重合,如圖所示,線圈的電阻.用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平移出磁場,速度大小為。試求在線圈勻速平移出磁場的過程中:
(1)線圈產(chǎn)生的電動勢大;
(2)b、c兩點(diǎn)間的電勢差;
(3)外力對線圈所做的功;
(4)通過線圈導(dǎo)線某截面的電量。
【答案】(1)20V (2)-16V (3)150J (4)7.5C
【解析】
試題(1)讓線圈勻速平動移出磁場時,bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢,根據(jù)即可求解;(2)bc邊切割磁感線,故bc邊相當(dāng)于電源,且b點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢,先求出(為路端電壓),再根據(jù)即可求解;(3)因線圈勻速出磁場,故外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能;(3)根據(jù)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律平均感應(yīng)電動勢,再根據(jù)求平均感應(yīng)電流,最后根據(jù)即可求解.
(1)讓線圈勻速平動移出磁場時,bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢
則有:
(2)根據(jù)右手定則可知,電流從b流到c,此時bc邊相當(dāng)于電源,且b點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢,則有:
而相當(dāng)于路端電壓,則有:
故
(3)外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能,即 ,其中
則有:
(4)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:,其中
則感應(yīng)電流為
通過線圈導(dǎo)線某截面的電量
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(1)某學(xué)生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時,測得的結(jié)果如下左圖所示,則該金屬絲的直徑d=______ mm。另一位學(xué)生用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測一工件的長度,測得的結(jié)果如下右圖所示,則該工件的長度L=______ cm。
(2)某待測電阻Rx的阻值約為20,現(xiàn)要測量其阻值,實(shí)驗(yàn)室提供器材如下:
A:電流表A1(量程150mA,內(nèi)阻r1=10) B:電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻r2=30)
C:定值電阻R0=100 D:滑動變阻器R,最大阻值為10
E:電源E,電動勢E=4V(內(nèi)阻不計) F:開關(guān)S及導(dǎo)線若干
①根據(jù)上述器材完成此實(shí)驗(yàn),測量時要求電表讀數(shù)不得小于其量程的,請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的一種實(shí)驗(yàn)原理圖(圖中元件用題干中相應(yīng)英文字母符號標(biāo)注)___________。
②實(shí)驗(yàn)時電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,用已知和測得的物理量表示Rx = ____.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用絕緣細(xì)線拴一個帶正電的小球,讓它在豎直向下的勻強(qiáng)電場中繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動,a、b兩點(diǎn)分別是圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),則( )
A. 小球經(jīng)過a點(diǎn)時,線中的張力最大
B. 小球經(jīng)過b點(diǎn)時,電勢能最小
C. 小球經(jīng)過a點(diǎn)時,機(jī)械能最小
D. 小球經(jīng)過b點(diǎn)時,機(jī)械能最小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】物理研究中,粒子回旋加速器起著重要作用,下左圖為它的示意圖。它由兩個鋁制的D形盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫。兩個D形盒處在勻強(qiáng)磁場中并接有高頻交變電壓。右圖為俯視圖,在D形盒上半面中心S處有一正粒子源,它發(fā)出的正粒子,經(jīng)狹縫電壓加速后,進(jìn)入D形盒中。在磁場力的作用下運(yùn)動半周,再經(jīng)狹縫電壓加速。如此周而復(fù)始,最后到達(dá)D形盒的邊緣,獲得最大速度,由導(dǎo)出裝置導(dǎo)出。己知正離子電荷量為q,質(zhì)量為m,加速時電極間電壓大小為U,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,D形盒的半徑為R。每次加速的時間極短,可忽略不計。正粒子從離子源出發(fā)時的初速度為零,不計粒子所受重力。則( )
A. 高頻交變電壓變化的周期為
B. 粒子可能獲得的最大動能為
C. 粒子第1次與第n次在下半盒中運(yùn)動的軌道半徑之比為
D. 粒子在回旋加速器中的總的時間為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用如圖所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系,帶滑輪的長木板和彈簧測力計均水平固定。
(1)實(shí)驗(yàn)時,一定要進(jìn)行的操作是_____。
A.小車靠近打點(diǎn)計時器,選接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
B.改變砂和砂桶質(zhì)量,打出幾條紙帶
C.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),以加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象可能正確的是_____。
(3)若測出的a-F圖象的斜率為k后,則小車的質(zhì)量為_____。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖1,將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中,在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時,另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差(霍爾電壓),這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累,于是c、f間建立起電場EH,同時產(chǎn)生霍爾電壓UH。當(dāng)電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時,EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值。
(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為1,請寫出UH和EH的關(guān)系式;若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的,請判斷圖1中c、f哪端的電勢高;
(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的自由電荷數(shù)為n,每個電荷量為q。理論表明霍爾電壓UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d、材料的性質(zhì)有關(guān)。試推導(dǎo)出UH的表達(dá)式,并指出表達(dá)式中體現(xiàn)材料性質(zhì)的物理量;
(3)圖2是霍爾測速儀的示意圖,將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上,圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體,相鄰永磁體的極性相反;魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時,霍爾元件輸出的電壓脈動信號圖像如圖3所示。若在時間t內(nèi),霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,完全相同的三木塊并排地固定在水平面上,一顆子彈以速度水平射入,若子彈在木塊中作勻減速直線運(yùn)動,且穿過第三塊木塊后速度為零,則子彈依次射入每一木塊時的速度比和穿過每一木塊所用時間比分別是( )
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一根不可伸長的細(xì)繩兩端分別連接在固定框架上的A、B兩點(diǎn),細(xì)繩繞過光滑的輕小滑輪,重物懸掛于滑輪下,處于靜止?fàn)顟B(tài).若緩慢移動細(xì)繩的端點(diǎn),則繩中拉力大小的變化情況是()
A. 只將繩的左端移向點(diǎn),拉力變小
B. 只將繩的左端移向點(diǎn),拉力不變
C. 只將繩的右端移向點(diǎn),拉力變大
D. 只將繩的右端移向點(diǎn),拉力不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平輕質(zhì)彈簧與平板車A和物體B相連,將這三者視為一個系統(tǒng)放在光滑水平面上,處于靜止?fàn)顟B(tài),平板車A的質(zhì)量為M,物體B的質(zhì)量為m,且M>m.現(xiàn)用大小相等的水平恒力F1、F2拉A和B,從它們開始運(yùn)動到彈簧第一次達(dá)到最長的過程中,(彈簧一直在彈性限度內(nèi),物體B不會離開平板車) ( )
A. 若物體與平板車之間也光滑,則系統(tǒng)動量守恒
B. 若物體與平板車之間也光滑,則系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C. 無論物體與平板車有無摩擦,物體的最大動能大于平板車的最大動能
D. 彈簧第一次達(dá)到最長時A和B總動能最大
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