【題目】某同學想要描繪標有“2.5V,0.3A”字樣的小燈泡L的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到額定值,且盡量減小實驗誤差,可供選擇的器材除小燈泡、開關、導線外,還有:
A. 電壓表V,量程0~3V,內(nèi)阻約5kΩ
B. 電流表A1,量程0~300mA,內(nèi)阻約0.25Ω
C. 電流表A2,量程0~100mA,內(nèi)阻約5Ω
D.滑動變阻器R1,最大阻值10Ω,額定電流2.0A
E. 滑動變阻器R2,最大阻值100Ω,額定電流1.0A
F. 直流電源E,電動勢約3V,內(nèi)阻2Ω
①上述器材中,電流表應選__________,滑動變阻器應選___________(填寫所選器材前的字母代號)。
②請將虛線框內(nèi)圖1所示的實驗電路圖補畫完整,并在圖2中進行實物連線。
③如圖3是該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線。從圖線可以得出小燈泡燈絲的電阻率隨溫度變化的特點是___________________。
④在實驗中,當小燈泡兩端加2.5V的電壓時,此時小燈泡的電阻為__________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
⑤在滑動變阻器滑動過程中,若用P、I、U、R分別表示小燈泡的功率、通過的電流、兩端的電壓和電阻,則下列圖像可能正確的是_________
【答案】 ①B D
②(如圖所示) ③隨著溫度的升高,小燈泡燈絲的電阻率增大 ④8.3 ⑤AC
【解析】①小燈泡額定電流為0.3A,故電流表選A1。根據(jù)題意,要求小燈泡兩端電壓從零開始變化,故滑動變阻器采用分壓式接法,應選用總阻值較小的R1;
②滑動變阻器采用分壓式接法,同時燈泡的電阻較小,為了減小誤差,故只能采用電流表外接法,如圖所示:
③從繪制出的伏安特性曲線的彎曲情況可以看出,隨著溫度的升高,小燈泡燈絲的電阻率增大;
④當小燈泡電壓為2.5V時,從圖中讀出此時流過小燈泡的電流為0.3A,故=8.3Ω
⑤由公式和可知,圖A和圖C的描述均正確;圖B中斜率代表電流,與實際情況不符;圖D中P和R關系不明,故錯誤。
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【題目】如右圖所示電路,開關S原是閉合的,當R1、R2的滑片剛好處于各自的中點位置時, 處于真空中的電容器C的兩個水平極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止狀態(tài).下列做法中能使塵埃P加速向上運動的是
A.把R1的滑片向左移動
B.把R2的滑片向左移動
C.把R2的滑片向右移動
D.把開關S斷開
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【題目】某高速公路單向有兩條車道,最高限速分別為120km/h、100km/h.按規(guī)定在高速公路上行駛車輛的最小間距(單位:m)應為車速(單位:km/h)的2倍,即限速為100km/h的車道,前后車距至少應為200m.求:
(1)兩條車道中限定的車流量(每小時通過某一位置的車輛總數(shù))之比;
(2)若此高速公路總長80km,則車流量達最大允許值時,全路(考慮雙向共四車道)擁有的最少車輛總數(shù).
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【題目】在一個很小的厚度為d的矩形半導體薄片上,制作四個電極 E、F、M、N,它就成了一個霍爾元件,如圖所示。在E、F間通入恒定的電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,則薄片中的載流子(形成電流的自由電荷)就在洛倫茲力的作用下,向著與電流和磁場都垂直的方向漂移,使M、N 間出現(xiàn)了電壓,稱為霍爾電壓UH?梢宰C明UH=kIB/d,k為霍爾系數(shù),它的大小與薄片的材料有關。下列說法正確的是
A. 若M的電勢高于N的電勢,則載流子帶正電
B. 霍爾系數(shù)k較大的材料,其內(nèi)部單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目較多
C. 借助霍爾元件能夠把電壓表改裝成磁強計(測定磁感應強度)
D. 霍爾電壓UH越大,載流子受到磁場的洛侖茲力越小
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【題目】圖為某質(zhì)點做簡諧運動的圖像,則由圖線可知( )
A. =1.5s時質(zhì)點的速度和加速度都與=0.5s時等大、反向
B. =2.5s時質(zhì)點的速度與加速度同向
C. =3.5s時質(zhì)點正處在動能向勢能轉化的過程之中
D. =0.1s和=2.1s時質(zhì)點的回復力相同
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【題目】將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,關于線圈中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流,下列表述正確的是( )
A. 感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關
B. 穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大
C. 穿過線圈的磁通量變化越快,感應電動勢越大
D. 感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同
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【題目】(10分)有一個冰上滑木箱的游戲節(jié)目,規(guī)則是:選手們從起點開始用力推箱一段時間后,放手讓箱向前滑動,若箱最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若箱最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗。其簡化模型如圖所示,AC是長度為L1=7 m的水平冰面,選手們可將木箱放在A點,從A點開始用一恒定不變的水平推力推箱,BC為有效區(qū)域。已知BC長度L2=1 m,木箱的質(zhì)量m=50 kg,木箱與冰面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F=200 N,木箱沿AC做直線運動,若木箱可視為質(zhì)點,g取10 m/s2。那么該選手要想游戲獲得成功,試求:
(1)推力作用在木箱上時的加速度大。
(2)推力作用在木箱上的時間滿足什么條件?
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【題目】對于同一物理問題,常?梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的金屬電阻絲,單位體積內(nèi)有n個自由電子,每一個電子電量為e。該電阻絲通有恒定電流時,兩端的電勢差為U,假設自由電子定向移動的速率均為v。
(1)求導線中的電流I;
(2)所謂電流做功,實質(zhì)上是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時間t內(nèi)電流做功W為多少,小紅記得老師上課講過,W=UIt,但是不記得老師是怎樣得出W=UIt這個公式的,既然電流做功是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應該先求出導線中的恒定電場的場強,即E=,設導體中全部電荷為q后,再求出電場力做的功,將q代換之后,小紅沒有得出W=UIt的結果。
a. 請幫助小紅補充完善這個問題中電流做功的求解過程。
b. 為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況,物理學家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導線中的電流密度為j,導線的電阻率為,試證明: 。
(3)由于恒定電場的作用,導體內(nèi)自由電子會發(fā)生定向移動,但定向移動的速率遠小于自由電子熱運動的速率,而運動過程中會與導體內(nèi)不動的粒子發(fā)生碰撞從而減速,因此自由電子定向移動的平均速率不隨時間變化。金屬電阻反映的是定向移動的自由電子與不動的粒子的碰撞。假設自由電子連續(xù)兩次與不動的粒子碰撞的時間間隔平均值為t0(這個時間由自由電子熱運動決定,為一確定值),碰撞后自由電子定向移動的速度全部消失,碰撞時間不計。請根據(jù)以上內(nèi)容,推導證明金屬電阻絲的電阻率與金屬絲兩端的電壓無關。
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【題目】對于電場中A、B兩點,下列說法正確的是( )
A. 電勢差的定義式,說明兩點間的電勢差UAB與電場力做功WAB成正比,與移動電荷的電量q成反比
B. A、B兩點間的電勢差等于將正電荷從A點移到B點電場力所做的功
C. 將1C電荷從A點移到B點,電場力做1J的功,這兩點間的電勢差為1V
D. 電荷由A點移到B點的過程中,除受電場力外,還受其它力的作用,電荷電勢能的變化就不再等與電場力所做的功
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