1.利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到的运动小车的速度-时间图像如图所示,出此可以知道 ( )
A.小车先做加速运动,后做减速运动
B.小车运动的最大速度约为0.8m/s
C.小车的最大位移是0.8m
D.小车做曲线运动
20.(9分)由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图为一利用风海流法典的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为a,宽为b,两板间的距离为d,将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电,设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为v,海水的电阻率为ρ,海水所受摩擦力与流速成正比,比例系数为k。
(1)求磁流体发电机电动势E的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;
(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;
(3)求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
19.在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的方向相同,已知电场强E=40.0V/m,磁感应强度B=0.30 T。如图所示,在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系,其中z轴竖直向上。质量m=1.0´10-4 kg,带负电的质点以速度v0=100 m/s沿+x方向做匀速直线运动,速度方向与电场、磁场垂直,取g=10m/s2。
(1)求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比;
(2)求带电质点的电荷量;
(3)若在质点通过O点时撤去磁场,求经过时间t=0.20s带电质点的位置坐标。
18.电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图甲为显像管工作原理示意图,阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区,磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向),磁场区的中心为O,半径为r,荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时,电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点,当磁场的磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化时,在荧光屏上得到一条长为2L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短,可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁场的磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e,质量为m,不计电子之间的相互作用及所受的重力。求:
(1)电子打到荧光屏上时速度的大小
(2)磁场磁感应强度的最大值B0。
17.(8分)一个半径r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.0×10-2Ω·m-1。如图甲所示,圆环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直圆环所在平面向外。磁感应强度大小随时间变化情况如图乙所示。
(1)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小;
(2)分别求在0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小,并在图丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期);
(3)求0~10s内圆环中产生的焦耳热。
16.(8分)下图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的平行金属板间距离为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦面带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间,当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为p,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积),重力加速度为g。
(1)设油滴受到气体的阻力f=kv,其中k为阻力系数,求k的大小。
(2)求油滴所带电荷量。
15.(7分)如图所示,水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对。极板长度为l,板间距离为d,板间存在着方向竖直向下,场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,假设电场,磁场只存在于两板间。一质量为m、电荷量为q的粒子,以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间,恰好做匀速直线运动。不计粒子的重力及空气阻力。
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,粒子能从极板间射出,求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离;
(3)若撤去磁场,并使电场强度变为原来的2倍,粒子将打在下极板上,求粒子到达下 极板时动能的大小。
14.(7分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属轨道间距t=0.50m。导轨上端接有电阻R=0.80Ω,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区有虚线所示的水平上边界,磁感应强度B=0.40T,方向垂直于金属导轨平面向外,电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从静止开始沿着金属导轨下落,下落一定高度后以v=2.5m/s的速度进入匀强磁场中,金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压;
(3)若金属杆刚进入磁场区域时恰能匀速运动,则在匀速下落过程中每秒钟有多少重力势能转化为电能?
13.(6分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
器材 |
规格 |
器材 |
规格 |
小灯泡 |
标有“3.8V,0.3A”字样 |
滑动变阻器R1 |
最大阻值10Ω,额定电流1.0A |
电压表V |
量程0-5V,内阻5kΩ |
滑动变阻器R2 |
最大阻值1Ω,额定电流0.5A |
电流表A1 |
量程0-100mA,内阻4Ω |
直流电源E |
电动势约为6V,内阻约为0.5Ω |
电流表A2 |
量程0-500mA,内阻0.4Ω |
导线、电键等 |
|
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选 ;
(2)在下图中用笔画线代替导线,把实验一起连接成完整的实验电路。
(3)利用实验中得到实验数据在t-U坐标系中,描绘出了图1所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断出图2中正确的是(图中P为小灯泡功率) ( )
(图1) (图2)
12.(4分)在“把电流表改装成电压表”的实验中:
(1)改装前需要测量电流表G的内阻Rg,测量电路如下图所示。图R1是电位器(功能同滑动变阻器),R2是电阻箱。实验时,只闭合开关S1,调整R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度Ig);再闭合开关S2,只调整R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半(I/2)。读出电阻箱R2的值。即为电流表G 的内阻RH。用这种实验方法测量出的电流表G内阻的阻值R测 其真实值Rg(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)由电流表C的刻度盘可知此电流表的满偏电流Ig=300μA,用上述实验方法测得电流表G内阻Rg的数值如下图所示,将其改装成量程为3V的电压表,需要串联一个 kΩ的电阻(结果保留两位有效数字)
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