【题目】如图a所示,一个500匝的线圈的两端跟R=99Ω的电阻相连接,置于竖直向下的匀强磁场中,线圈的横截面积是20cm2 , 电阻为1Ω,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图b所示.
(1)磁场的磁感应强度B随时间t的变化率和螺线管产生的感应电动势大小;
(2)通过电阻R的电流大小和方向;
(3)R两端的电压大小和电容器所带电量Q.
【答案】
(1)解:由图b知:线圈中的感感应强度均匀增加,其变化率为:
由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为: =10V
答:磁场的磁感应强度B随时间t的变化率和螺线管产生的感应电动势大小为10V;
(2)解:由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为:
方向由下向上或者由N到M
答:通过电阻R的电流大小为0.1A,方向由N到M;
(3)解:R两端的电压U的大小为:U=IR=0.1×99V=9.9V
电容器所带电量为:Q=CU=1.0×10 ﹣5×9.9C=9.9×10﹣5C
答:R两端的电压大小为9.9V,电容器所带电量Q 为
【解析】(1)根据图b求出磁感应强度B随时间t的变化率,由法拉第电磁感应定律求出螺线管产生的感应电动势大小;(2)根据闭合电路的欧姆定律求通过电阻R的电流大小,由楞次定律判断感应电流方向;(3)根据欧姆定律求出电阻R两端的电压,电容器两端的电压等于电阻R两端的电压,由Q=CU求出电容器所带的电荷量;
【考点精析】通过灵活运用电磁感应与电路,掌握用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;画等效电路;运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解即可以解答此题.
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【题目】如图所示,电阻r=0.3Ω,质量m=0.1kg的金属棒CD垂直静置在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R=0.5Ω的电阻,有一理想电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现给金属棒加一水平向右的恒定外力F,观察到电压表的示数逐渐变大,最后稳定在1.0V,此时导体棒的速度为2m/s.g=10m/s2 . 求
(1)拉动金属棒的外力F多大?在此过程中金属棒的最大加速度为多大?
(2)当金属棒的加速度为其最大加速度的一半时,电压表的示数多大:
(3)当电压表读数稳定后某一时刻,撤去外力F,求此后电阻R上产生的热量是多少?
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【题目】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。
频闪仪每隔0.05 s闪光一次,如右图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8 m/s2,小球质量m=0.2 kg,结果保留3位有效数字)
时刻 | t2 | t3 | t4 |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
(速度)2(m2/s2) | 24.90 | 20.07 | 15.84 |
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=________m/s。
(2)从t2到t4时间内,重力势能增量ΔEp=0.897J,动能减少量ΔEk=________J。
(3)在误差允许的范围内,若ΔEp与ΔEk近似相等,即可验证机械能守恒定律。由上
述计算得ΔEp________(选填“>”“<”或“=”)ΔEk,造成这种结果的主要原因是_____________。
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【题目】(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,某同学甲用毫米刻度尺测得摆线;用游标卡尺测得摆球的直径如图所示,则摆球直径d=____________mm.用秒表测得单摆完成n=40次全振动的时间如图所示,则秒表的示数t=____________s;若用给出的各物理量符号(、d、n、t)表示当地的重力加速度,则计算的表达式为____________.
(2)实验中同学甲发现测得的值偏小,可能的原因是(______)
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将39次全振动计为40次
(3)为了提高实验精度,某同学乙在实验中通过改变几次摆长L,并测出相应的周期T,从而得到一组对应的L与T的数据,再以L为横坐标、为纵坐标,建立坐标系,将所得数据进行连线,实验测得的数据如下表所示:
请将表中第三次测量数据标在右图中,并在右图中作出随L变化的关系图象.____
②根据图象,可知当地的重力加速度为____________(保留3位有效数字).
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【题目】如图所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子,以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动.不计带电粒子所受重力.
(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T;
(2)为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场,求电场强度E的大小.
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【题目】“嫦娥四号”(专家称为“四号星”),计划在2017年发射升空,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料.已知万有引力常量为G,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,嫦娥四号离月球中心的距离为r,绕月周期为T.根据以上信息判断下列说法正确的是( )
A. 月球的第一宇宙速度为
B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为
C. 月球的平均密度为
D. “嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球
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【题目】用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验时接通电源,质量为m2的重物从高处由静止释放,质量为m1的重物拖着纸带打出一系列的点,图乙是实验中打出的一条纸带,A是打下的第1个点,量出计数点E、F、G到4点距离分别为d1、d2、d3,每相邻两计数点的计时间隔为T,当地重力加速度为g。(以下所求物理量均用已知符号表达)
(1)在打点A~F的过程中,系统动能的增加量△Ek=_______________,系统重力势能的减少量△Ep=__________________________,比较△Ek、△Ep大小即可验证机械能守恒定律。
(2)某同学根据纸带算出各计数点速度,并作出图象如图丙所示,若图线的斜率k=__________________,即可验证机械能守恒定律。
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【题目】如图所示,人用手托着质量为m的苹果,从静止开始以加速度a水平向右做匀加速直线运动,前进距离l后,速度为v,然后以速度v继续向前做匀速直线运动(苹果与手始终相对静止).已知苹果与手掌之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是( )
A. 苹果一直受到水平向右的摩擦力
B. 手对苹果的作用力的方向始终竖直向上
C. 在加速阶段手对苹果的作用力等于
D. 手对苹果做的功为μmgl
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【题目】如图,地球赤道正上空有两颗卫星,其中a为地球同步卫星,轨道半径为r,b为另一颗卫星,轨道半径为同步卫星轨道半径的。从图示时刻开始计时,在一昼夜内,两颗卫星共“相遇”的次数为(所谓相遇,是指两颗卫星距离最近):( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
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