【題目】電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌道炮示意如圖,圖中直流電源電動勢為E,電容器的電容為C。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌間距為l,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài),并與導軌良好接觸。首先開關S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B的勻強磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當MN上的感應電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時,回路中電流為零,MN達到最大速度,之后離開導軌。問:
(1)磁場的方向;
(2)MN剛開始運動時加速度a的大小;
(3)MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。
【答案】(1)磁場的方向垂直于導軌平面向下;(2);(3)。
【解析】
試題分析:(1)電容器充電后上板帶正電,下板帶負電,放電時通過MN的電流由M到N,欲使炮彈射出,安培力應沿導軌向右,根據(jù)左手定則可知磁場的方向垂直于導軌平面向下。
(2)電容器完全充電后,兩極板間電壓為E,根據(jù)歐姆定律,電容器剛放電時的電流:
炮彈受到的安培力:
根據(jù)牛頓第二定律:
解得:加速度
(3)電容器放電前所帶的電荷量
開關S接2后,MN開始向右加速運動,速度達到最大值vm時,MN上的感應電動勢:
最終電容器所帶電荷量
設在此過程中MN的平均電流為,MN上受到的平均安培力:
由動量定理,有:
又:
整理的:最終電容器所帶電荷量
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【題目】為了節(jié)能環(huán)保,一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制,光敏電阻的阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱,光越強,照度越大,照度單位為lx)。
(1)若在坐標系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線,如圖甲所示。由圖甲可求出照度為1.0lx時,光敏電阻的阻值約為________kΩ。
(2)根據(jù)圖甲,對于光敏電阻的阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的關系,下列敘述正確的是_______
A.光敏電阻的阻值與光的照度成反比
B.當照度超過1.2lx時,光敏電阻的阻值基本不變
C.光敏電阻的阻值隨著光的照度的增大而減小
(3)圖乙所示是街道路燈自動控制模擬電路,利用直流電源為電磁鐵供電,利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果,路燈應接在________(填“AB”或“BC”)之間,請用筆畫線代替導線,正確連接電路元件。
用多用電表“×10Ω”擋,按正確步驟測量圖乙中電磁鐵線圈電阻時,指針示數(shù)如圖丙所示,
則線圈的電阻為________Ω。已知當線圈中的電流大于或等于2mA時,繼電器的街鐵將被吸合。圖中直流電源的電動勢E=6V,內(nèi)阻忽略不計,滑動變阻器有三種規(guī)格可供選擇:R1(0~10Ω,2A)、R2(0~200Ω,1A)、R3(0~1750Ω,0.1A)。
要求天色漸暗照度降低至1.0lx時點亮路燈,滑動變阻器應選擇________(填“R1”“R2”或“R3”)。為使天色更暗時才點亮路燈,應適當?shù)?/span>________(填“增大”或“減小”)滑動變阻器的電阻。
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【題目】兩個質(zhì)點A、B放在同一水平面上,由靜止開始從同一位置沿相同方向同時開始做直線運動,其運動的v – t圖象如圖所示。對A、B運動情況的分析,下列結(jié)論正確的是( )
A.A、B加速時的加速度大小之比為,A、B減速時的加速度大小之比為
B.在t = 3 t0時刻,A、B相距最遠
C.在t = 5 t0時刻,A、B相距最遠
D.在t = 6 t0時刻,A、B相遇
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【題目】如圖所示,將籃球從同一位置斜向上拋出,其中有兩次籃球垂直撞在豎直墻上,不計空氣阻力,則下列說法中正確的是
A. 從拋出到撞墻,第二次球在空中運動的時間較短
B. 籃球兩次撞墻的速度可能相等
C. 籃球兩次拋出時速度的豎直分量可能相等
D. 拋出時的動能,第一次一定比第二次大
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球A沿高度為h傾角為θ的光滑斜面由靜止滑下,另一質(zhì)量與A相同的小球B自相同高度由靜止落下.下列說法正確的是
A. 落地前的瞬間A球的速度大于B球的速度
B. 從釋放至落地瞬間,重力對兩球做的功相同
C. 落地前的瞬間A球重力的瞬時功率大于B球重力的瞬時功率
D. 從釋放至落地瞬間,兩球重力的平均功率相同
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【題目】某探究性學習小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 kΩ,電阻R1=9.0 kΩ,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個R0=3.0 Ω的電阻。
①按圖示電路進行連接后 ,發(fā)現(xiàn)、和三條導線中,混進了一條內(nèi)部斷開的導線。為了確定哪一條導線內(nèi)部是斷開的,將電建S閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、間電壓,讀數(shù)不為零,再測量、間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是________導線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是___________導線斷開。
②排除故障后,該小組順利完成實驗。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象如右圖。由I1–I2圖象得到的電池的電動勢E=_________V,內(nèi)阻r=__________Ω。
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【題目】如圖所示為半圓形的玻璃磚,C為AB的中點。a、b兩束不同頻率的單色可見細光束垂直AB邊從空氣射入玻璃磚,且兩束光在AB面上入射點到C點的距離相等,兩束光折射后相交于圖中的P點,以下判斷正確的是( )
A.在真空中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度
B.若a、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空過程中,a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角
C.在真空中,a光的波長大于b光的波長
D.a(chǎn)光通過玻璃磚的時間大于b光通過玻璃磚的時間
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【題目】如圖所示,實線是一列簡諧橫波在t1= 0時的波形圖,虛線為t2=0.5s時的波形圖,已知 0<t2-t1<T,t1= 0時,x=2m處的質(zhì)點A正向y軸正方向振動。
(1)質(zhì)點A的振動周期為 ;
(2)波的傳播方向是 ;
(3)波速大小為 ;
(4)從t2時刻計時,x=1m處的質(zhì)點的振動方程是 。
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【題目】均勻?qū)Ь制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感強度為B的水平勻強磁場上方h處。線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進入磁場時,有( )
A.感應電流的方向為a→b→c→d→a
B.cd兩點間的電勢差大小為
C.ab邊消耗的電功率為
D.若此時線框加速度恰好為零,線框下落的高度應為
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