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【题目】1)小明同学在探究通电直导线受到的安培力F和电流强度I的关系的过程中,设计了如图1所示的实验装置。将匝数为N、底边长度为L1的线圈与电流表、电源和滑动变阻器及开关组成一闭合回路,把线圈用轻细绳挂在力传感器的下端,使线圈处在由磁铁产生的磁场中,保持线框底边与磁场方向垂直,磁铁磁极与线框平面平行方向的宽度为L2,且L1> L2。接通电路,适当调节滑动变阻器,当电流表的示数为I时,观察并记录力传感器此时的读数F。经多次重复上述操作,可测出在滑动变阻器接入电路的不同阻值下所对应的多组IF的数据,用描点法画出F-I图象如图2所示,其中的F0F1I1均为已知量。由图象可以判定线框所受安培力方向____________选填竖直向上或者竖直向下);通过线框底边电流方向____________选填指向纸内或者指向纸外);线框所受重力的大小为____________;若认为两磁极间的磁场为匀强磁场,且在两磁极之间正对位置以外区域的磁场可忽略不计,则此匀强磁场的磁感应强度为________

2)如果小刚同学也用了同样的方法进行实验,只是所使用的器材不完全相同。他将据所测数据画出的F-I图象与小明的图象进行对比,发现在同一坐标系下两图线并不重合,如图3所示,小刚的图象的纵轴截距为F0,两图线在A点相交,图中的F0F0F1I1均为已知量。对两人的实验器材进行比较,根据图象可知_______。(选填选项前面的字母)

A.所使用线圈的质量一定不同

B.所使用的磁铁一定不同

C.所使用电源的电动势一定不同

D.所使用线圈的匝数一定不同

【答案】 竖直向下 指向纸外 F0 F1- F0/NI1L2 A

【解析】1)随电流的增大,根据F=BIL可知,通电线框产生的安培力增大,绳子上的拉力增大,对线框分析可知,安培力竖直向下,根据左手定则可知指向纸外
由图2可知,当电流为零时,线框内的安培力为零,此时绳子的拉力为线框的重力,故为,当电流为时,对线框受力分析可知,解得
2)由图象可知当电流为零时,绳子的拉力等于线框的重力,重力不同,而其它条件无法判断,故A正确,BCD错误;

练习册系列答案
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【题目】李白在《望天门山》一诗中写道:两岸青山相对出,孤帆一片日边来。诗文中的青山相对出选择的参考系是(  )

A.太阳B.青山C.河岸D.孤帆

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【题目】如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,可知( )

A.物体A做匀速运动
B.A做加速运动
C.物体A所受摩擦力逐渐增大
D.物体A所受摩擦力逐渐减小

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【题目】关于惯性,下列说法正确的是(  )

A.汽车行驶越快,惯性越大

B.汽车匀速运动时没有惯性

C.汽车突然启动时,车上的乘客由于惯性向前倾斜

D.人向前奔跑时被绊,由于惯性向前绊倒

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【题目】关于力,下述说法中不正确的是

A.地球上的物体,不论是静止还是运动,也不论怎样运动,都要受到重力作用。

B.物体受到力的作用,其运动状态未必改变。

C.只要两物体间发生形变就一定产生弹力。

D.弹力是由于施力物体发生形变而产生的。

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【题目】如图所示,平行板电容器两极板AB分别与电源的正、负极相连且A板接地,P为两极板间的一点.现保持B板不动,将A板慢慢向上平移到图中虚线所示的位置,这时( )

A. 电容器两极板间的电势差减小

B. P点的场强增大

C. P点的电势降低

D. 固定在P点的负电荷的电势能将减小

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【题目】类比法经常用到科学研究中。科学家在探索未知领域的规律时,常常将在未知新领域实验中得到的测量结果和实验现象与已知的物理规律作类比,从而推测出未知领域可能存在的规律。然后再通过实验进行检验,以确定类比得到的结论是否正确。

经典物理告诉我们,若规定相距无穷远时引力势能为0,则两个质点间引力势能的表达式为其中G为引力常量,m1m2为两个质点的质量,r为两个质点间的距离。

1)把电荷之间相互作用的力及电势能与万有引力及引力势能作类比,我们可以联想到电荷之间相互作用的力及电势能的规律。在真空中有带电荷量分别为+q1-q2的两个点电荷,若取它们相距无穷远时电势能为零,已知静电力常量为k,请写出当它们之间的距离为r时相互作用的电势能的表达式。

2)科学家在研究顶夸克性质的过程中,发现了正反顶夸克之间的强相互作用势能也有与引力势能类似的规律,根据实验测定,正反顶夸克之间的强相互作用势能可表示为,其中A是已知数值为正的常量,r为正反顶夸克间的距离。请根据上述信息,推测正反顶夸克之间强相互作用力大小的表达式(用Ar表示)。

3)如果正反顶夸克在彼此间相互作用下绕它们连线的中点做稳定的匀速圆周运动,若正反顶夸克系统做匀速圆周运动的周期比正反顶夸克本身的寿命小得多,则一对正反顶夸克可视为一个处于束缚状态的系统。已知正反顶夸克质量都是m(不考虑相对论效应),根据玻尔理论,如果正反顶夸克粒子系统处于束缚态,正反顶夸克粒子系统必须像氢原子一样满足的量子化条件为: 式中n称为量子数,可取整数值123h为普朗克常量,rn为系统处于量子数为n的状态时正反顶夸克之间的距离,vn是系统处于该状态时正反顶夸克做圆周运动的速率。

若实验测得正反顶夸克的寿命为τ=0.40×10-24s,并且已知组合常数,其中A为(2)中的常数。根据已知条件在以上模型中通过计算判断,正反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统?

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【题目】从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球从抛出点上升到最高点的时刻为t1 , 下落到抛出点的时刻为t2 . 若空气阻力的大小恒定,则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是( )
A.
B.
C.
D.

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【题目】关于速度与加速度的关系,下列说法错误的是(

A. 加速度是描述速度变化快慢的物理量

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