如图1所示.两个相同导线制成的开口圆环.大环半径为小环半径的2倍.现用电阻不计的导线将两环连接在一起.若将大环放入一均匀变化的磁场中.小环处在磁场外.a.b两点间电压为U1.若将小环放入这个磁场中.大环在磁场外.a.b两点间电压为U2.则:( ) A. B. C. D. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图甲所示,为一种研究高能粒子相互作用的装置,两个直线加速器均由k个长度逐个增长的金属圆筒组成(整个装置处于真空中,图中只画出了6个圆筒,作为示意),它们沿中心轴线排列成一串,各个圆筒相间地连接到正弦交流电源的两端。设金属圆筒内部没有电场,且每个圆筒间的缝隙宽度很小,带电粒子穿过缝隙的时间可忽略不计。为达到最佳加速效果,需要调节至粒子穿过每个圆筒的时间恰为交流电的半个周期,粒子每次通过圆筒间缝隙时,都恰为交流电压的峰值。

质量为m、电荷量为e的正、负电子分别经过直线加速器加速后,从左、右两侧被导入装置送入位于水平面内的圆环形真空管道,且被导入的速度方向与圆环形管道中粗虚线相切。在管道内控制电子转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1、A2、A3…An,共n个,均匀分布在整个圆周上(图中只示意性地用实线画了几个,其余的用虚线表示),每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,磁场区域都是直径为d的圆形。改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整,可使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形匀强磁场区域的同一条直径的两端,如图乙所示。这就为实现正、负电子的对撞作好了准备。

图甲

图乙

(1)据相对论知,当1时,物体运动时的能量和静止时的能量之差等于物体的动能。若正、负电子经过直线加速器后的动能均为E0(能满足vc),它们对撞后发生湮灭,电子消失,且仅产生一对频率相同的光子,则此光子的频率为多大?(已知普朗克常量为h,真空中的光速为c)?

(2)若电子刚进入直线加速器第一个圆筒时速度大小为v0,为使电子通过直线加速器后速度为v,加速器所接正弦交流电压的最大值应当多大?

(3)电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B为多大?(相邻两电磁铁的间距忽略不计)

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(1)如图1所示,在水平放置的光滑金属板中点的正上方有一带正电的点电荷Q,一表面绝缘带正电的金属小球(可视为质点,且不影响原电场)以速度v0在金属板上自左端向右端运动,小球做
匀速直线
匀速直线
运动;受到的电场力做的功为
0
0


(2)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图2甲所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一宽度为d的遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图2乙所示的电压U随时间t变化的图象.
①实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图2乙中的△t1
=
=
△t2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
②滑块P用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图2甲所示位置释放,通过计算机得到如图2乙所示图象,若△t1、△t2、d和m已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出的物理量是
滑块的质量
滑块的质量
两光电传感器间距离
两光电传感器间距离

(3)某金属材料制成的电阻Rr阻值随温度变化而变化,为了测量Rr在0到100℃之间的多个温度下的电阻阻值.某同学设计了如图3所示的电路.其中A为量程为1mA、内阻忽略不计的电流表,E为电源,R1为滑动变阻器,RB为电阻箱,S为单刀双掷开关.
①完成下面实验步骤中的填空:
a.调节温度,使得Rr的温度达到T1
b.将S拨向接点l,调节
滑动变阻器
滑动变阻器
,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流表的读数I;
c.将S拨向接点2,调节
电阻箱
电阻箱
,使
电流表示数为I
电流表示数为I
,记下此时电阻箱的读数R0
d.则当温度为T1时,电阻Rr=
R0
R0

e.改变Rr的温度,在每一温度下重复步骤②③④,即可测得电阻温度随温度变化的规律.
②由上述实验测得该金属材料制成的电阻Rr随温度t变化的图象如4图甲所示.若把该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′串联起来,连成如图4乙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
a.电流刻度较大处对应的温度刻度
较小
较小
;(填“较大”或“较小”)
b.若电阻箱取值阻值R'=50Ω,则电流表5mA处对应的温度数值为
50
50
℃.

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如图所示,水平地面上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场。用横截面积之比为1:2的相同材料的导线,制成两个边长相等的单匝正方形线圈I和Ⅱ。两线圈从距磁场上边界高h处开始自由下落,最后落到地面。整个过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。若线圈I恰好匀速进入磁场,线圈I和Ⅱ在运动过程中产生的热量分别为Q1,Q2。不计空气阻力,则
[     ]
A.线圈Ⅱ匀速进入磁场
B.线圈Ⅱ变速进入磁场
C.Q1:Q2=1:2
D.Q1:Q2=1:4

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(Ⅰ)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做
匀速直线
匀速直线
运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=
(
v
2
B
-
v
2
A
)
2L
(
v
2
B
-
v
2
A
)
2L
,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线;
次数 F(N) vB2-vA2(m2/s2 a(m/s2
1 0.60 0.77 0.80
2 1.04 1.61 1.68
3 1.42 2.34
4 2.62 4.65 4.84
5 3.00 5.49 5.72
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是
没有完全平衡摩擦力
没有完全平衡摩擦力

(Ⅱ)在长度和粗细均不相同的五个空心柱状绝缘管内注入质量和浓度都相同的某种导电液体,管的两端用铜制塞子封闭,并与接线柱相连.
(1)某同学用多用电表欧姆档×100分别粗测了这五段液柱的电阻,发现最大的电阻不超过最小的电阻的3倍.右图是测量其中电阻最小的液柱电阻时表盘的情况,管内液体的电阻是
1.36×103
1.36×103
Ω.(结果保留三位有效数字)
(2)接着,该同学利用如下实验器材探究在电压相同的条件下,通过这五段液体的电流和液柱长度的关系:
A.直流电源:电动势15V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~300mA,内阻约0.5Ω;
C.电流表A2:量程0~15mA,内阻约 10Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R:最大阻值5kΩ;
F. 开关、导线等
①实验要求操作方便,实验结果尽可能准确,则电流表应选用
A2
A2
 (填“A1”或“A2”).
②该同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
③该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据,作出了上图所示的图线,图中横轴表示的物理量是
l-2
l-2

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(Ⅰ)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做______运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=______,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线;
次数F(N)vB2-vA2(m2/s2a(m/s2
10.600.770.80
21.041.611.68
31.422.34
42.624.654.84
53.005.495.72
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是______.
(Ⅱ)在长度和粗细均不相同的五个空心柱状绝缘管内注入质量和浓度都相同的某种导电液体,管的两端用铜制塞子封闭,并与接线柱相连.
(1)某同学用多用电表欧姆档×100分别粗测了这五段液柱的电阻,发现最大的电阻不超过最小的电阻的3倍.右图是测量其中电阻最小的液柱电阻时表盘的情况,管内液体的电阻是______Ω.(结果保留三位有效数字)
(2)接着,该同学利用如下实验器材探究在电压相同的条件下,通过这五段液体的电流和液柱长度的关系:
A.直流电源:电动势15V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~300mA,内阻约0.5Ω;
C.电流表A2:量程0~15mA,内阻约 10Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R:最大阻值5kΩ;
F. 开关、导线等
①实验要求操作方便,实验结果尽可能准确,则电流表应选用______ (填“A1”或“A2”).
②该同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
③该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据,作出了上图所示的图线,图中横轴表示的物理量是______.

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