【題目】如圖,M為半圓形導線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導線框,圓心為ON;兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面。現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則( )
A. 兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電
B. 兩導線框中感應電流的周期都等于T
C. 在時,兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等
D. 兩導線框的電阻相等時,兩導線框中感應電流的有效值也相等
【答案】BC
【解析】【試題分析】一個半圓周和一個1/4圓周在勻強磁場中運動,產(chǎn)生的感應電動勢進行比較.這種模型可以看成是半徑繞端點切割磁感線來處理,但要把一個周期分成四個時間段進行分析處理.轉(zhuǎn)90°過程中M、N兩個線框幾乎是一樣的;轉(zhuǎn)第二個90°時,M框沿續(xù)前一過程,但N框全部進入磁場,無磁能量變,感應電動勢為零;轉(zhuǎn)第三個90°又是一樣的,但兩個線框電流方向已經(jīng)變化;轉(zhuǎn)第四個90°,M框沿續(xù),但N框已經(jīng)離開磁場,無電流了.
A、半徑切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢,由于勻速轉(zhuǎn)動,所以進入時,電動勢是恒定的,則A錯誤.B、由半徑切割分段分析知道:M線框在轉(zhuǎn)一周內(nèi)感應電動勢的變化是恒正、恒正、恒負、恒負.N線框的變化是恒正、零、恒負、零,所以兩導線框的周期相等地,則B正確.C、顯然從開始到轉(zhuǎn)過90°,都是半徑切割,感應電動勢相等,則C正確.D、根據(jù)有效值的定義:對M線框, ,對N線框,只有一半時間有感應電流, ,兩式對比得到: ,所以D錯誤.故選BC.
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【題目】滑雪運動員不借助雪杖,以加速度a1由靜止從山坡頂勻加速滑下,測得其20 s后的速度為20 m/s,50 s后到達坡底,又以加速度a2沿水平面減速20 s后停止.求:
(1)a1和a2的大小;
(2)滑雪運動員到達坡底后再經(jīng)過6 s的速度大小.
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【題目】豎直平行放置的兩個金屬板A、K連在如圖所示電路中,電源電動勢E=91V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻R1=10Ω,滑動變阻器R2的最大阻值為80Ω,S1、S2為A、K板上的兩個小孔,S1與S2的連線水平,在K板的右側(cè)正方形MNPQ區(qū)域內(nèi)有一個水平方向的勻強磁場,磁感應強度大小為B=0.10T,方向垂直紙面向外。其中正方形MN邊與S1S2連線的延長線重合,已知正方形MNPQ的邊界有磁場,其邊長D=0.2m,電量與質(zhì)量之比為=2.0×105C/kg的帶正電粒子由S1進入電場后,通過S2沿MN射入磁場,粒子從NP邊的中點離開磁場,粒子進入電場的初速度、重力均可忽略不計,(sin30°=0.5,sin37°=0.6,sin45°=0.7,π=3.14)問:
(1)兩個金屬板A、K各帶什么電?(不用說明理由)
(2)粒子在磁場中運動的時間為多長?
(3)滑動變阻器R2的滑片P左端的電阻R2′為多大?(題中涉及數(shù)學方面的計算需要寫出簡要的過程,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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【題目】(17分)如圖所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方放存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ,不計空氣阻力,重力加速度為g,求:
(1)電場強度E的大小和方向;(2)小球從A點拋出時初速度v0的大。唬3)A點到x軸的高度h。
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【題目】(1)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時,已經(jīng)準備的器材有:油酸酒精溶液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆,要完成本實驗,還欠缺的器材有______________________。
(2)在用油膜法粗測分子直徑的實驗中,在哪些方面作了理想化的假設_______;實驗中滴在水面的是酒精油酸溶液而不是純油酸,且只能滴一滴,這是因為_____________________________ ;在將酒精油酸溶液滴向水面前,要先在水面上均勻撒些痱子粉,這樣做是因為_____________________________。
(3)圖反映“用油膜法估測分子的大小”實驗中的 4個步驟,將它們按操作先后順序排列應是______________(用符號表示)。
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【題目】某同學在一次實驗中,用打點計時器(頻率為50 Hz,即每0.02 s打一個點)記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點.其相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出.其中x1=7.05 cm、x2=7.67 cm、x3=8.29 cm、x4=8.91 cm、x5=9.53 cm、x6=10.15 cm.
(1)各相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=________s.
(2)從A點到G點小車運動的平均速度為________m/s,在F點的瞬時速度為________m/s.(保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】(19分)如圖甲所示,勻強磁場方向垂直紙面向里,磁場寬度為3L,正方形金屬框邊長為L,每邊電阻均為R/4,金屬框以速度υ的勻速直線穿過磁場區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直,當金屬框 cd邊到達磁場左邊緣時,勻強磁場磁感應強度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化。
(1)求金屬框進入磁場階段,通過回路的電荷量;
(2)在圖丙i—t坐標平面上畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框內(nèi)感應電流i隨時間t的變化圖線(取逆時針方向為電流正方向);
(3)求金屬框穿過磁場區(qū)的過程中cd邊克服安培力做的功W。
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【題目】如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為θ,上沿相連.兩細金屬棒ab(僅標出a端)和cd(僅標出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于斜面向上.已知兩根導線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑.求:
(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小;
(2)金屬棒運動速度的大小.
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【題目】在“用打點計時器測速度”的實驗中,用電火花打點計時器記錄紙帶運動的時間.計時器所用電源的頻率為50Hz,圖為一次實驗得到的一條紙帶,紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個點未畫出,按時間順序取0、1、2、3、4五個計數(shù)點,用刻度尺量出0、1、2、3、4、點間的距離如圖所示(單位:cm).
(1)實驗所用的電源是(____)
A.4﹣6V的交流電 B.4﹣6V的直流電 C.220V的交流電 D.220V的直流電
(2)關于實驗正確的操作是(____)
A.先打開電源,待穩(wěn)定后再拉動紙帶 B.先拉動紙帶,再打開電源
(3)若認為某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的速度,則打計數(shù)點1、3時小車對應的速度分別為:v1=_____m/s,v3=_____m/s,(保留三位有效數(shù)字)
(4)據(jù)此可求出小車從1到3計數(shù)點內(nèi)的加速度為a=_____m/s2.(保留三位有效數(shù)字)
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