【题目】如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为,线圈的电阻为,它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)。求:
(1)小电珠中电流的峰值;
(2)电压表的示数;
(3)t=0.01s时外力F的大小;
(4)在不改变发电装置结构的条件下,要使小灯泡的功率提高,可采取什么办法?(至少说出两种方法)
【答案】(1) (2) (3) (4)提高、用变压器
【解析】
(1)当线圈运动速度v最大时,线圈产生的感应电动势最大,感应电流达到最大.线圈做切割磁感线产生的感应电动势,求出感应电动势的最大值,再由欧姆定律求解小电珠中电流的最大值.(2)线圈中产生的是正弦式电流,电压表测量灯泡电压的有效值.由电流最大值求出电压的最大值,再求解有效值,从而求得电压表的示数.(3)线圈做简谐运动,t=0.1s时线圈通过平衡位置,外力等于安培力.(4)写出灯泡的功率表达式,根据表达式进行分析即可。
(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道,由于线圈在磁场中做往复运动,产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律
线圈中的感应电动势的峰值为,电路总电阻为
则小灯泡中电流的峰值为
(2)电压表示数为有效值
(3)当也就是时,外力F的大小
(4)根据,且,
联立解得:
由上式可知在不改变发电装置结构的条件下,要使小灯泡的功率提高,可采取有:提高、或用变压器提高灯泡两端的电压U。
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【题目】总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,此时热气球所受阻力为零;当热气球上升到175m时,以10m/s的速度向上匀速运动,同时有一颗质量为0.01kg的小铆钉从热气球上脱离掉落,(小铆钉不受空气阻力作用)小铆钉脱离时相对热气球静止。若从离开地面后热气球所受浮力保持不变,且忽略小铆钉脱落对气球质量的影响。上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2 。求:
(1)热气球所受浮力大小;
(2)匀速上升时热气球所受的空气阻力;
(3)小铆钉落地时热气球离地的高度。
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【题目】如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=370,传送带AB长度足够长,传送皮带轮以大小为v=2m/s的恒定速率顺时针转动。一包货物以v0=12m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点。
(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?
(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?
(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多少时间?(g=10m/s2,已知sin37=0.6,cos37=0.8)
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【题目】如图所示,在倾角为α的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3,中间均用原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运行,三个木块处于平衡状态.下列结论正确的是
A. 2、3两木块之间的距离等于
B. 2、3两木块之间的距离等于
C. 1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离
D. 如果传送带突然加速,相邻两木块之间的距离都将不变
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【题目】“测定玻璃的折射率”实验中,如图所示是在纸上留下的实验痕迹,其中直线、是描在纸上的玻璃砖的两个边。
(1)在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针A、B,在另一侧再竖直插两枚大头针C、D。在插入第四枚大头针D时,要使它挡住_________。
(2)某同学根据计算玻璃的折射率。请在图括号内标出要测的物理量、_________。
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【题目】如图所示,钉子A、B相距5l,处于同一高度.细线的一端系有质量为M的小物块,另一端绕过A固定于B.质量为m的小球固定在细线上C点,B、C间的线长为3l.用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC与水平方向的夹角为53°.松手后,小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)小球受到手的拉力大小F;
(2)物块和小球的质量之比M:m;
(3)小球向下运动到最低点时,物块M所受的拉力大小T.
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【题目】如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其vt图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的st图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A. 猴子的运动轨迹为直线
B. 猴子在前2s内做匀变速曲线运动
C. t=0时猴子的速度大小为8m/s
D. t=1s时猴子的加速度大小为4m/s2
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【题目】在做研究匀变速直线运动的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点(图中没有画出),打点计时器接周期为T=0. 02 s的交流电源。经过测量得:d1=3.62 cm,d2=9. 24 cm, d3=16. 85cm, d4=26. 46 cm, d5=38. 06 cm, d6=51. 67 cm.
(1)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为____m/s,加速度大小为______ m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值 _______(填大于、等于或小于)实际值。
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【题目】如图所示的x-t图象和v-t图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况。则下列说法正确的是
A. 甲车速度不变,乙车速度逐渐减小 B. 时刻,甲的速度大于乙的速度
C. 丙、丁两车在时刻相遇 D. 时刻,丙的加速度大于丁的加速度
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