【題目】如圖(a)所示,間距為l、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為θ的斜面上。在區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應強度為B;在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強磁場,其磁感應強度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖(b)所示。t=0時刻在軌道上端的金屬棒ab從如圖所示位置由靜止開始沿導軌下滑,同時下端的另一金屬棒cd在位于區(qū)域Ⅰ內(nèi)的導軌上由靜止釋放。在ab棒運動到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF處之前,cd棒始終靜止不動,兩棒均與導軌接觸良好。已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R,ab棒的質(zhì)量、阻值均未知,區(qū)域Ⅱ沿斜面的長度為2l,在t=tx時刻(tx未知)ab棒恰進入?yún)^(qū)域Ⅱ,重力加速度為g。求:
(1)通過cd棒電流的大小和方向;
(2)ab棒的質(zhì)量M ;
(3)ab棒剛進入?yún)^(qū)域Ⅱ時的速度。
【答案】(1) ,方向由d到c (2) M=m (3)
【解析】
根據(jù)平衡條件,結(jié)合電流大小相同求解;根據(jù)法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律,結(jié)合平衡方程求解.
(1)對cd在區(qū)域Ⅰ中的勻強磁場中靜止,受力可知:,
得,
電源為區(qū)域II磁感應強度均勻減小產(chǎn)生的感生電動勢,由楞次定則知電流方向為abdc
則流過cd棒的電流方向由d到c.
(2)cd棒始終靜止不動,說明ab棒進入磁場后做勻速直線運動,ab、cd組成串聯(lián)回路二者電流大小相同,故ab棒的質(zhì)量與cd相等,則M=m
(3)ab棒在到達區(qū)域Ⅱ前做勻加速直線運動,加速度a=gsinθ
cd棒始終靜止不動,ab棒在到達區(qū)域Ⅱ前、后回路中產(chǎn)生的感應電動勢不變,則ab棒在區(qū)域Ⅱ中一定做勻速直線運動,可得,
即,
所以
可得ab棒在區(qū)域Ⅱ中做勻速直線運動的速度
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【題目】要描繪一個標有“2.5V 0.6W”小燈泡的伏安特性曲線,除電池組(電動勢4V,內(nèi)阻約2Ω)、小燈泡、導線、電鍵外,實驗室還準備有如下器材:
A.電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
B.電壓表(量程為0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)
C.電流表(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω)
D.電流表(量程為0~50mA,內(nèi)阻為8Ω)
E.定值電阻2Ω
F.定值電阻18Ω
G.滑動變阻器(最大阻值5Ω,額定電流1A)
H.滑動變阻器(最大阻值2000Ω,額定電流0.6A)
(1)上述A~H所給器材中,所需要的器材有___________。
(2)為了精確描繪出小燈泡的伏安特性曲線,請將你設計的電路圖畫在如圖1所示方框內(nèi)______。
(3)實驗過程中,電壓表讀數(shù)用U表示,電流表讀數(shù)用I表示,電壓表內(nèi)阻用RV表示,電流表內(nèi)阻用RA表示,定值電阻用R表示,則小燈泡的電阻值應該用___________表示。
(4)如圖2所示為某燈泡的U-I曲線,現(xiàn)將兩個這樣的燈泡串聯(lián)后接到E=4V,r=4Ω的電池組兩端,閉合開關后,每個小燈泡消耗的功率是___________W(保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象.由圖象可知錯誤的是( )
A. 該金屬的逸出功等于E
B. 該金屬的逸出功等于hν0
C. 入射光的頻率為2ν0時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E
D. 入射光的頻率為時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為
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【題目】如圖所示,兩光滑的平行金屬導軌間距為L=0.5 m,與水平面成θ=30°角。區(qū)域ABCD、CDFE內(nèi)分別有寬度為d=0.2 m垂直導軌平面向上和向下的勻強磁場,磁感應強度均為B=0.6 T。細金屬棒P1、P2質(zhì)量均為m=0.1 kg,電阻均為r=0.3 Ω,用長為d的輕質(zhì)絕緣細桿垂直P1、P2將其固定,并使P1、P2垂直導軌放置在導軌平面上與其接觸良好,導軌電阻不計。用平行于導軌的拉力F將P1、P2以恒定速度v=2 m/s向上穿過兩磁場區(qū)域,g取10 m/s2。求:
(1)金屬棒P1在ABCD磁場中運動時,拉力F的大;
(2)從金屬棒P1進入磁場到P2離開磁場的過程中,拉力F的最大功率;
(3)從金屬棒P1進入磁場到P2離開磁場的過程中,電路中產(chǎn)生的熱量。
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【題目】某同學對實驗室的一個多用電表中的電池進行更換時發(fā)現(xiàn),里面除了一節(jié)1.5 V的干電池外,還有一個方形的電池(層疊電池)。為了測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻,實驗室中提供如下器材:
A.電流表A1(滿偏電流10mA,內(nèi)阻10Ω);
B.電流表A2(0~0.6A,內(nèi)阻未知);
C.滑動變阻器R0(0~100Ω,1 A);
D.定值電阻R(阻值990Ω);
E.開關與導線若干。
該同學根據(jù)現(xiàn)有的實驗器材,設計了如圖甲所示的電路,圖乙為該同學根據(jù)上述設計的實驗電路測出多組數(shù)據(jù)并繪出的I1—I2圖線(I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù)),則由圖線可以得到被測電池的電動勢E=_____V,內(nèi)阻r=_____Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】下列四幅圖涉及到不同的物理知識,其中說法正確的是
A. 甲圖中,原子核D和E聚變成原子核F要放出能量
B. 乙圖中,若氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級時輻射出A光,只要用波長小于A光波長的光照射,都能使氫原子從n=1躍遷到n=2
C. 丙圖中,盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D. 丁圖中,湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子核內(nèi)還有復雜結(jié)構(gòu)
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【題目】某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關系如圖所示,下列說法正確的是 ( )
A. t=0時刻發(fā)電機的轉(zhuǎn)動線圈位于中性面
B. 在1s內(nèi)發(fā)電機的線圈繞軸轉(zhuǎn)動50圈
C. 將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上,副線圈的電壓為2200V
D. 將此交流電與耐壓值是220V的電容器相連,電容器不會被擊穿
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【題目】在一個很小的矩形半導體薄片上,制作四個電極E、F、M、N,做成了一個霍爾元件,在E、F間通入恒定電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,M、N間的電壓為UH.已知半導體薄片中的載流子為正電荷,電流與磁場的方向如圖所示,下列說法正確的有( 。
A. N板電勢高于M板電勢
B. 磁感應強度越大,MN間電勢差越大
C. 將磁場方向變?yōu)榕c薄片的上、下表面平行,UH不變
D. 將磁場和電流分別反向,N板電勢低于M板電勢
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【題目】如圖所示電路中,閉合開關S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向右滑動時,下列說法正確的是
A. 電流表、電壓表讀數(shù)均變大
B. 電源內(nèi)部發(fā)熱功率變小
C. 電源總功率變大
D. 電源效率先增大后減小
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