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【题目】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片PQ分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )

A若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定

B若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿ab的方向流动

C若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化

D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

【答案】AB

【解析】将圆盘看成无数幅条组成,它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流,根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心,则当圆盘顺时针(俯视)转动时,流过电阻的电流方向从a到b,B对;由法拉第电磁感应定律得感生电动势E=BL=BL2ω,I=,ω恒定时,I大小恒定,ω大小变化时,I大小变化,方向不变,故A对,C错;由P=I2R=知,当ω变为2倍时,P变为原来的4倍,D错。

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【题目】2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g=10 m/s2.

(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为f=kv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的v-t图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m=100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)

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【题目】粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频交流电的频率为f,加速器的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速。不考虑相对论效应,则下列说法正确是( )

A.质子被加速后的最大速度不能超过2πRf

B.加速的质子获得的最大动能随加速电压U增大而增大

C.质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为1

D.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速α粒子

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【题目】如图所示,闭合圆形金属环竖直固定,光滑水平导轨穿过圆环,条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动,其轴线穿过圆环圆心,与环面垂直,则磁铁在穿过圆环的整个过程中,下列说法正确的是(

A.金属环先有收缩趋势,后有扩张趋势

B.金属环中的感应电流方向不变

C.磁铁先做减速运动、后做加速运动

D.磁铁先做加速运动,后做减速运动

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【题目】磁悬浮高速列车在我国上海已正式投入运营.如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环B水平放在磁铁A上,它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中,则( )

A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失

B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在

C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为顺时针方向

D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向为逆时针方向

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【题目】如图所示,在PQQR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面。一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都互相垂直,bc边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t=0时刻开始,线框匀速很长两个磁场区域,以abcdef为线框中的电动势的正方向,以下四个关系示意图中正确的是

A.

B.

C.

D.

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【题目】封闭在汽缸里的气体,推动活塞对外做功3×104J , 从外界吸收热量5×104J , 它的内能变化是多少?内能是增加了还是减少了?

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【题目】交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈匝数n=220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为f=50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度BT。如果用此发电机带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端ab与电机之间接一个理想变压器,电路如图。求:

(1)线圈经过图示位置(线圈面与磁场平行)开始计时,写出发电机的输出电压的瞬时值表达式?

(2)变压器原副线圈的匝数比?

(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?

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【题目】有一个称为千人震的趣味物理小实验,实验器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手连成一串,另一位同学用导线将电池、镇流器、开关与首、尾两位同学两个空着的手相连,如图所示,在电路通或断时就会使连成一串的同学有触电感觉,该实验的原理是______________________________;人有触电感觉时电路是接通还是断开的瞬间?_____________________,因为_____________________________

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