【題目】如圖甲所示,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d=0.5m,電阻不計,左端通過導(dǎo)線與阻值R=2Ω的電阻連接,右端通過導(dǎo)線與阻值=4Ω的小燈泡L連接.在CDEF整個矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,CE長x=4m,CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化如圖乙所示.在t=0時,有一阻值r=2Ω的金屬棒在水平向右的恒力F作用下由靜止開始從PQ位置沿導(dǎo)軌向右運動.已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,金屬棒始終垂直于兩導(dǎo)軌并且和兩導(dǎo)軌接觸良好,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化.求:
(1)通過小燈泡的電流;
(2)恒力F的大小;
(3)金屬棒的質(zhì)量及金屬棒在磁場區(qū)域運動過程中流過金屬棒的電量.
【答案】(1)0.2A(2)0.6N(3)1.2kg;1.2C
【解析】
分析回路中感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的原因,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動勢大小,根據(jù)電路連接情況計算通過小燈泡的電流;電流分配關(guān)系求解回路的總電流,根據(jù)平衡條件求解恒力F的大;分析電路連接情況,求解電路的總電阻根據(jù)切割磁感線產(chǎn)生電動勢和閉合電路的歐姆定律聯(lián)立求解速度大小,根據(jù)速度時間關(guān)系求解加速度,再由牛頓第二定律知金屬棒的質(zhì)量,根據(jù)電流的定義式求解流過金屬棒的電量.
(1)由圖乙可知,在t=0至t=4s內(nèi),金屬棒未進(jìn)入磁場;磁場變化導(dǎo)致電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,形成的電路為r與R并聯(lián),再與串聯(lián)。
此過程中的感應(yīng)電動勢為:;
回路的總電阻為:,
則通過小燈泡的電流為:;
(2)因燈泡亮度不變,故4s末金屬棒進(jìn)入磁場時剛好做勻速運動,
由電流分配關(guān)系可知回路的總電流為,
故恒力F的大小為;
(3)當(dāng)金屬棒在磁場區(qū)域運動時,由于金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢,形成的電路為R與RL并聯(lián),再與r串聯(lián),此時電路的總電阻為:
金屬棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢為:,
而,解得;
金屬棒在0~4s內(nèi)運動的加速度為:,
由牛頓第二定律知金屬棒的質(zhì)量為,
由電流的定義式知流過金屬棒的電量為。
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【題目】圖甲的正弦交變電壓接在圖乙的理想變壓器原線圈上,R是滑動變阻器,變壓器原線圈匝數(shù)為55匝,P是副線圈上的滑動觸頭,當(dāng)P處于圖示位置時,副線圈連入電路部分的匝數(shù)為10匝,燈泡L恰能正常發(fā)光,電容器C恰好不被擊穿.則下列說法正確的是( )
A. R的滑片不動,向上移動P,燈L變暗
B. P不動,向下移動R的滑片,燈L變暗
C. 電容器C的擊穿電壓為V
D. 向上移動P,變壓器輸入功率變大
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【題目】如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖,在實驗中認(rèn)為細(xì)線對小車?yán)?/span>F的大小等于砝碼和砝碼盤的總重力,小車運動的加速度a的大小可由紙帶上的點求得。
(1)實驗過程中,電火花計時器應(yīng)接在________(填“直流”或“交流”)電源上,連結(jié)小車與砝碼盤的細(xì)線跨過定滑輪,調(diào)整定滑輪,使______________.
(2)圖乙是實驗中獲取的一條紙帶的一部分,其中0、1、2、3、4是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖乙所示,打“4”計數(shù)點時小車的速度大小為v=_______m/s;
由紙帶求出小車的加速度的大小a=_____m/s2。(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(3)在“探究加速度與合力的關(guān)系”時,保持小車的質(zhì)量不變,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線如圖丙所示,該圖線不通過坐標(biāo)原點,原因可能是___________.
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【題目】中國長征二號丙火箭托舉遙感三十號01組衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空。衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道,“一箭三星”發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。引力常量為G,下列說法正確的是( )
A. 中國長征二號丙火箭的發(fā)射速度小于11.2 km/s
B. 如果已知遙感三十號01組衛(wèi)星繞地球做圓周運動的速度,就可以求出地球的質(zhì)量
C. 遙感三十號01組衛(wèi)星繞地球做圓周運動的周期小于月球的公轉(zhuǎn)周期
D. 如果已知中國長征二號丙火箭靜止在發(fā)射架上的總質(zhì)量和總重力,就可以求出地球的密度
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【題目】現(xiàn)要測量某一待測電阻的阻值,給定的器材有:
A.待測電阻:阻值約為80Ω;
B.電源E:電動勢約為2V,內(nèi)阻可忽略不計;
C.電流表:量程為0~5mA,內(nèi)電阻=20Ω;
D.電流表:量程為0~20mA,內(nèi)電阻約為8Ω;
E.定值電阻:阻值=300Ω;
F.定值電阻:阻值=5kΩ;
G.滑動變阻器:最大阻值約為2kΩ;
H.滑動變阻器:最大阻值約為10Ω;
I.單刀單擲開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干.
為了較為準(zhǔn)確地測量電阻阻值,要求在實驗過程中電表的示數(shù)能從零開始連續(xù)變化;兩電流表示數(shù)都能達(dá)量程一半以上.
(1)定值電阻只選用_________;滑動變阻器只選用_________(填器材前面的序號);
(2)根據(jù)你選好的器材,請設(shè)計測量電路原理圖____________ (畫在答題卡的虛線框內(nèi));
(3)若某次測量中電流表的示數(shù)為,電流表的示數(shù)為,則的表達(dá)式為=_____(用已知量和測量值的字母表示).
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【題目】如圖所示,Q1、Q2帶等量正電荷,固定在絕緣水平面上,在其連線上有一光滑絕緣桿,桿上套一帶正電的小球,桿所在的區(qū)域存在一個勻強磁場,方向如圖所示,小球重力不計.現(xiàn)將小球從圖示位置由靜止開始釋放,在小球運動過程中,下列說法中正確的是( )
A. 小球所受的洛倫茲力大小變化,但方向不變
B. 小球的加速度將不斷變化
C. 小球所受洛倫茲力將不斷變化
D. 小球速度一直增大
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【題目】兩個質(zhì)點甲和乙,同時由同一地點向同一方向做直線運動,它們的v-t圖象如圖所示,則下列說法中正確的是( )
A. 質(zhì)點乙靜止,質(zhì)點甲的初速度為零
B. 第1s末質(zhì)點甲、乙速度方向不一樣
C. 第2s末質(zhì)點甲、乙速度相同
D. 第2s末質(zhì)點甲、乙相遇
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【題目】看圖回答下列問題:已知圖象表示物體做變速直線運動,規(guī)定v為初速度,v1為末速度.則
(1)該圖象所表示的是:規(guī)定______的方向為正方向。(填初速度或末速度)
(2) 0-t1 時間內(nèi)物體做______運動。加速度的大小為______;方向為_______(填正或負(fù))
(3) t1-t2 時間內(nèi)物體做______運動;加速度的大小為______;方向為______(填正或負(fù))
(4) t1-t2 和t2—t3時間內(nèi)相比較,物體運動的速度方向______(填相同或相反),加速度的方向______(填相同或相反)
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【題目】如圖所示為一個彈簧振子做受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率之間的關(guān)系圖線,則( )
A. 振子振動頻率為f1時,它處于共振狀態(tài)
B. 驅(qū)動力頻率為f3時,振子振動頻率為f3
C. 若撤去驅(qū)動力讓振子做自由振動,頻率是f3
D. 振子做自由振動的頻率可以為f1、f2、f3
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