【题目】小明同学阅读课外资料时,发现一幅“220V 100W”白炽灯泡的电流I和电压U关系的图象如图(a)所示。请你根据图象回答下列问题:
(1)小灯泡的电阻值随电压的增大而___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)若将两只相同的这种灯泡串联,然后接在220V的电源上,则两只灯泡实际消耗的总电功率为______________W;
(3)若取三只相同的这种灯泡,按如图(b)所示电路连接,然后将A、B两端接在220V电源上,则这三只灯泡实际消耗的总电功率为_____________W.
【答案】增大 83.6 96.8W
【解析】
(1)[1]I-U图象上点与原点连线的斜率表示该点对应电阻的倒数,故由图可知,电阻随电压的增大而增大;
(2)[2]将两只相同的这种灯泡串联在220V的电源上,每只灯泡两端的电压为110V,此时电流为0.38A,所以两只灯泡实际消耗的总功率
P=UI=220V×0.38A=83.6W;
(3)[3]由图(b)可知两个并联再和第三个串联,由串联电路电流处处相等可知,分别流过并联着的两个灯泡上的电流为流过第三个的灯泡上的一半,设通过第三个灯泡的电流为I、两端电压U,在图(a)上有这样一个关系:I对应的电压为U,I/2对应的电压为220V-U,这样的点在图上是180V-0.44A和40V-0.22A,则干路电流为0.44A,所以消耗的总功率:
P=220V×0.44A=96.8W.
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【题目】(7分)实验课上同学们利用打点计时器等器材,研究小车做匀变速直线运动的规律。其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点,在纸带上选定的相邻两个记数点之间还有四个打出点没有画出。
(1)打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则相邻两个计数点间的时间间隔为 s;
(2)由图中的数据可知,打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是________ m/s,小车运动的加速度大小是________ m/s2。(计算结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图是静电除尘装置示意图,装置的外壁连到高压电源的正极,中间的金属丝连到负极。将混浊气体通入该装置时,气体中的粉尘会不断向筒壁积累,最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中,下列说法正确的有
A. 粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B. 粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C. 带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D. 筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
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【题目】如图所示,质量为m2的小球固定在竖直轻弹簧上,弹簧劲度系数为k,轻弹簧固定在质量为m1的底座上,整个装置置于水平地面上,拉小球使弹簧伸长一定长度,释放后小球将在竖直方向上做简谐运动。振动过程中底座恰好不离开地面,已知重力加速度为g,则小球的最大加速度为____________;底座对地面的最大压力大小为_____________;小球做简谐振动的振幅为__________。
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【题目】俯卧撑是一项常见的健身项目。如图是小明同学做俯卧撑时的示意图,他的身体可视为杠杆,O点为支点,A点为重心,重力为500N。
(1)在图中画出重力的力臂L1和地面对手支持力的力臂L2并分别注明;
(2)若实际测得:L1=1.05m,L2=1.50m,求地面对双手支持力的大小;
(3)若每个手掌与地面的接触面积约为2.0×10-3m2,求双手对地面的压强。
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【题目】利用电场可以控制电子的运动,这一技术在现代设备中有广泛的应用,已知电子的质量为,电荷量为,不计重力及电子之间的相互作用力,不考虑相对论效应。
(1)在宽度一定的空间中存在竖直向下的匀强电场,一束电子以相同的初速度沿水平方向射入电场,如图1所示,图中虚线为某一电子的轨迹,射入点处电势为,射出点处电势为。
①求该电子在由运动到的过程中,电场力做的功;
②请判断该电子束穿过图1所示电场后,运动方向是否仍然彼此平行?若平行,请求出速度方向偏转角的余弦值(速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角);若不平行,请说明是会聚还是发散。
(2)某电子枪除了加速电子外,同时还有使电子束会聚或发散作用,其原理可简化为图2所示。一球形界面外部空间中各处电势均为,内部各处电势均为,球心位于轴上点。一束靠近轴且关于轴对称的电子以相同的速度平行于轴射入该界面,由于电子只受到在界面处法线方向的作用力,其运动方向将发生改变,改变前后能量守恒。
①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图(画出电子束边缘处两条即可);
②某电子入射方向与法线的夹角为,求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角的正弦值。
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【题目】某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律,当地的重力加速度大小为g。
(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)。
A.先松开纸带后接通电源
B.用电火花计时器替代电磁打点计时器
C.在铝锤和铁锤中,选择铝锤作为重锤
(2)在实验中,质量为m的重锤自由下落,带动纸带,纸带上打出的一系列点,如图乙所示,O是重锤刚下落时打下的点。已知打点计时器打点的频率为f,则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中,重锤的重力势能的减少量为___________,动能的增加量为___________;若在实验误差允许的范围内满足等式___________,则机械能守恒定律得到验证。
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【题目】电磁感应的现象的发现,给电磁的应用开辟了广阔的道路,其中发电机就是电磁感应最重要的应用成果之”。某种直流发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景:在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计,轨道端点MP间接有阻值为r的电阻。质量为M、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,在水平向右的外力的作用下,以速度v(v均平行于MN)向右做匀速运动。求:
(1)导体棒ab中的感应电动势是多大?通过电阻r的电流多大?
(2)a、b两点间的电势差是多大?a、b两点哪一点的电势高?
(3)在ab棒中产生感应电动势的非静电力是什么力?在图中面出导体棒ab中自由电荷受到的非静电力F的方向;
(4)整个回路在t时间内产生了多少热量?这个热量是如何产生的?试从功能转化角度简要分析;
(5)若加大外力,使得导体棒的速度从v变为2v,并测得导体棒加速运动过程中,电路产生的热量为Q.求这个过程中,外力做了多少功?
(6)若导体棒速度达到2v后,立即撤去水平向右的外力,则导体棒ab将做什么运动?最终状态是什么?从撤去外力到导体棒达到稳定状态的过程中,电阻上产生了多少热?
(7)若将MP之间的电阻换成一个线圈电阻为r的直流电动机,当导体棒ab以速度向右做匀速运动时,流过会属棒的电流为,此时电动机恰可在竖直方向匀速提升质量为m的重物。若电动机各部分间摩擦损耗可忽略不计,求此时重物竖直上升的速度.
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