【题目】如图所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路,线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计.下列说法正确的是
A. 将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变亮
B. 线圈abcd转动加速时,灯泡亮度变暗
C. 图示位置时,矩形线圈中电流最大
D. 若线圈abcd转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为NBSω
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【题目】如图所示,一轻弹簧左端与竖直的墙连接,右端与质量为m的物块接触,开始时弹簧处于原长,弹簧的劲度系数为k,现用恒力F向左推物块,当物块运动到最左端时,推力做的功为W,重力加速度为g,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧的形变在弹性限度内,求:
(1)物块向左移动过程中克服摩擦力做的功;
(2)物块运动到最左端时,撤去推力,弹簧能将物块弹开,则物块从最左端起向右能运动多远?
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【题目】如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强,第二、三象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射粒子,且。设发射的粒子速度大小v均为,除了垂直x轴通过P点的粒子可以进入电场,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷为,重力不计,试问:
(1)P点距O点的距离为多少?
(2)粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离为多少?
(3)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处,磁感应强度应为多大?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】【分析】由洛仑兹力提供向心力,从而得到在和四象限做匀速圆周运动的轨道半径,求出P点距O点的距离,从P点进入电场的粒子做类平抛运动,由类平抛运动相应规律就能求出类平抛运动的匀速位移;粒子离开电场后进入B2磁场做匀速圆周运动,先求出离开电场磁场的速度方向,当再次回到y轴时根据圆周运动的对称性与y轴的夹角相等,但要注意的是可以是直接回到S点,也可能是在B1中偏转后回到S处,所以要分两种情况进行考虑.由出发点和S点的距离求出做圆周运动的半径,再由洛仑兹力提供向心力从而求出B2.
解:(1)粒子从S射出经过磁场后,能从P点垂直x轴通过的运动轨迹如图甲所示,由公式可知,
粒子的轨道半径,
由几何关系可知: ,则,
由此可知点距O点的距离;
(2)
粒子进入电场后做类平抛运动,
x轴方向位移为: ,
y轴方向位移为: ,
加速度为: ,
则粒子到达y轴位置与O点的距离为: ;
(3)
设粒子在y轴射出电场的位置到粒子源S的距离为H,则,
设粒子在y轴射出电场的速度方向与y轴正方向夹角为,
由,可知: ,
则粒子射入磁场的速度大小,
粒子能回到粒子源S处可分以下两种情况处理:
粒子经磁场偏转后直接回到粒子源S处,如图乙所示。
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,由几何关系可知, ,
则,
由公式,得到;
②粒子经磁场偏转后进入磁场偏转再回到离子源S处,如图丙所示。
则粒子进入磁场的偏转半径,
由几何关系可知, ,
则,
由公式,
得到
【题型】解答题
【结束】
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【题目】(1)下列说法正确的是_________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小
B.两个分子间距离减小时,它们之间的分子势能一定减小
C.温度总是从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移
D.一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,吸收的热量大于其增加的内能
E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越小,则相对湿度越大,人感觉潮湿
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【题目】(1)利用如图所示的装置研究平抛运动。实验中,下列说法中正确的有______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.通过调节使斜槽末端保持水平
C.每次释放小球的位置可以不同
D.每次必须由静止开始释放小球
(2)利用如图1所示的电路可以测定一节干电池的电动势和内电阻。
① 现有电压表(0~3V)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(0~0.6A) B.电流表(0~3A)
C.滑动变阻器(0~20) D.滑动变阻器(0~100)
实验中电流表应选用____;滑动变阻器应选用____。(选填相应器材前的字母)
② 在图2中用笔画线代替导线,按图1将电路连线补充完整。
③ 实验中,某同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图3的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电压U(V) | 1.35 | 1.30 | 1.25 | 1.20 | 1.15 | 1.10 |
电流I(A) | 0.12 | 0.14 | 0.24 | 0.30 | 0.36 | 0.42 |
图3
④ 根据图3可得出干电池的电动势E =______V,内电阻r =/span>______ 。
⑤ 小明同学学习了电源的相关知识后,制作了如图4所示的水果电池。
图4 图5
为了测量该电池的电动势,他从实验室借来了灵敏电流表(内阻未知,且不可忽略)、电阻箱、开关以及若干导线,设计了如图5所示的电路图。你认为小明同学能否准确测出水果电池的电动势,并说明理由。
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【题目】如图,粗糙直轨道AB与水平方向的夹角θ=37°;曲线轨道BC光滑且足够长,它们在B处光滑连接。一质量m=0.2kg的小环静止在A点,在平行于AB向上的恒定拉力F的作用下,经过t=0.8s运动到B点,立即撤去拉力F,小环沿BC轨道上升的最大高度h=0.8m。已知小环与AB间动摩擦因数μ=0.75。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小环上升到B点时的速度大小;
(2)拉力F的大小;
(3)简要分析说明小环从最高点返回A点过程的运动情况。
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【题目】实际的二极管正向电阻并不为零,反向电阻也不是无穷大,一兴趣小组同学对某型号二极管,作了如下研究:
(1)用多用电表的欧姆档粗测二极管的正向电阻。
①测量时选择开关旋到测电阻的“×10”倍率,多用电表的表盘如图所示,则电阻为____________Ω;
②多用电表的红表笔应与二极管的_________极相连(选填“正”或“负”)
(2)用电压表和电流表描绘该二极管加正向0~1.5V电压时的伏安特性曲线,可供选择的器材如下:
电压表(量程1.5V,内阻约2000Ω)
电压表(量程6V,内阻约4000Ω)
电流表A1(量程0.6A,内阻约10Ω)
电流表A2(量程40mA,内阻约0.1Ω)
滑动变阻器R1(总电阻约为10Ω)
滑动变阻器R2(总电阻约为100Ω)
电源E(电动势2V,内阻不计)
电键S,导线若干
①为调节方便,并有尽可能高的精度,请选择合适的器材,电压表___________、电流表__________、滑动变阻器_____________;(填写所选器材的符号);
②在虚线方框中画出实验电路原理图;_______
③该二极管加正向电压的伏安特性曲线如图所示,现将阻值为50Ω的定值电阻与该二极管串联,并与一电动势为2V,内阻不计的电源组成闭合电路,二极管上的电压为正向电压,则回路中的电流强度为________mA。
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【题目】如图所示,“伦敦眼”(The London Eye)是世界著名的观景摩天轮,它总高度135米(443英尺),屹立于伦敦泰晤士河南畔的兰贝斯区。现假设摩天轮正绕中间的固定轴做匀速圆周运动,则对于坐在座椅上观光的游客来说,正确的说法是 ( )
A. 因为摩天轮做匀速转动,所以游客受力平衡
B. 当摩天轮转到最高点时,游客处于失重状态
C. 因为摩天轮做匀速转动,所以游客的机械能守恒
D. 当摩天轮转到最低点时,座椅对游客的支持力小于所受的重力
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【题目】为了进行验证牛顿第二定律的实验,现提供如图甲所示的实验装置。
(1)为了消除小车与水平木板之间的摩擦力的影响,应采取的做法是_______。
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示。已知相邻计数点间的时间间隔为T,且相邻间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表达式为a=_______。
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,研究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图丙所示。图线____(选填“①”或“②”)是在轨道倾斜情况下得到的;小车及车中的砝码总质量m=________kg。
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【题目】如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为2:1,原线圈接交流电,保险丝的电阻为1Ω,熔断电流为2A,电表均为理想电表,下列说法正确的有:
A. 电压表V的示数为14.1V
B. 电流表A1、A2的示数之比为2:1
C. 为了安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为4Ω
D. 将滑动变阻器滑片向上移动,电流表A1的示数减小
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