【題目】如圖甲所示為法拉第發(fā)明的圓盤(pán)發(fā)電機(jī),圖乙是其原理示意圖,其中的銅質(zhì)圓盤(pán)安裝在水平的銅軸上,銅質(zhì)圓盤(pán)的圓心與銅軸重合,它的邊緣正好在兩磁極之間,兩塊銅片C、D分別與圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸和邊緣良好接觸,用導(dǎo)線將兩塊銅片與電阻R連接起來(lái)形成閉合回路,在圓盤(pán)繞銅軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)電阻R的電流是恒定的。為討論問(wèn)題方便,將磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為水平向右磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng);將圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)簡(jiǎn)化為一根始終在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞銅軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)、長(zhǎng)度為圓盤(pán)半徑的導(dǎo)體棒,其等效電阻為r。除了R和r以外,其他部分電阻不計(jì)。已知圓盤(pán)半徑為a,當(dāng)其以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
(1)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖乙所示,求通過(guò)電阻R 的電流大小,并說(shuō)明其流向;
(2)若各接觸點(diǎn)及轉(zhuǎn)軸的摩擦均可忽略不計(jì),圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,外力需要做多少功;
(3)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圓盤(pán)簡(jiǎn)化的導(dǎo)體棒的內(nèi)部電子因棒轉(zhuǎn)動(dòng)而在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受沿棒方向的洛侖茲力的分力,其大小f隨電子與圓心距離x變化的圖像如圖丙所示,試從電動(dòng)勢(shì)的定義式論證圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
【答案】(1),由b到a;(2);(3)見(jiàn)解析
【解析】
(1)根據(jù)歐姆定律可知,通過(guò)電阻R的電流
根據(jù)右手定則可知,通過(guò)電阻R的電流方向是由b到a;
(2)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)間
圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈產(chǎn)生的總電能
根據(jù)功能關(guān)系可知,圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈外力需要做功
(3)電子因棒轉(zhuǎn)動(dòng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受沿棒方向的洛倫茲力分力為非靜電力,對(duì)于與圓心距離為x的電子,有
f非=Beωx
根據(jù)f非隨電子與圓心距離x變化的圖象可知,電子沿桿移動(dòng)過(guò)程中,非靜電力做的功為
根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義,可得
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在2022年2月4日至2月20日在我國(guó)北京市和河北省張家口市聯(lián)合舉行。如圖所示為運(yùn)動(dòng)員備戰(zhàn)冬奧的訓(xùn)練場(chǎng)景:運(yùn)動(dòng)員沿弧形的雪地坡面滑下,從下端沿水平方向飛出,又落到傾斜的雪地坡面上。設(shè)運(yùn)動(dòng)員水平飛出時(shí)的速度大小為v0,飛出后在空中的姿勢(shì)保持不變,傾斜的雪地坡面足夠長(zhǎng)且傾角為,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則( )
A.運(yùn)動(dòng)員剛要落到坡面上時(shí)的速度大小為
B.運(yùn)動(dòng)員在空中經(jīng)歷的時(shí)間為
C.若改變水平速度大小,則運(yùn)動(dòng)員將要落到傾斜雪地坡面時(shí)的速度方向也會(huì)改變
D.若水平速度大小增大到2v0 ,則運(yùn)動(dòng)員從飛出點(diǎn)到落點(diǎn)之間的位移將增大到原來(lái)的2倍
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一正方形導(dǎo)線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示,則線框中的電流和導(dǎo)線受到的安培力隨時(shí)間變化的圖象分別是(規(guī)定垂直紙面向里的方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度的正方向,逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榫框中電流的正方向,向右為安培力的正方向)
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,導(dǎo)熱氣缸上端開(kāi)口,豎直固定在地面上,高度質(zhì)量均為的A、B兩個(gè)活塞靜止時(shí)將氣缸容積均分為三等份,A、B之間為真空并壓縮一根輕質(zhì)彈簧,彈性系數(shù),A、B與氣缸間無(wú)摩擦大氣壓強(qiáng),密封氣體初始溫度,重力加速度g取,活塞面積,其厚度忽略不計(jì).
(1)給電阻絲通電加熱密封氣體,當(dāng)活塞A緩慢上升到氣缸頂端時(shí),求密封氣體的溫度;
(2)保持密封氣體的溫度不變,當(dāng)用的力豎直向下壓活塞A,求再次穩(wěn)定的過(guò)程中,A向下移動(dòng)的距離.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在一靜止點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,任一點(diǎn)的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示.電場(chǎng)中四個(gè)點(diǎn)a、b、c和d的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed,點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢(shì)φa已在圖中用坐標(biāo)(ra,φa)標(biāo)出,其余類推.現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd.下列選項(xiàng)正確的是( )
A. Ea:Eb=4:1 B. Ec:Ed=2:1 C. Wab:Wbc=3:1 D. Wbc:Wcd=1:3
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測(cè)量重力加速度。
(1)甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
①為比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值,除秒表外,在下列器材中,還應(yīng)該選用______;(用器材前的字母表示)
a.長(zhǎng)度接近1m的細(xì)繩b. 長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)繩c.直徑為1.8cm的塑料球
d.直徑為1.8cm的鐵球e.最小刻度為1cm的米尺f.最小刻度為1mm的米尺
②該組同學(xué)先測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離L,然后用秒表測(cè)出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。請(qǐng)寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g=_____________。(用所測(cè)物理量表示)
③在測(cè)量擺長(zhǎng)后,測(cè)量周期時(shí),擺球振動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng),擺長(zhǎng)略微變長(zhǎng),這將會(huì)導(dǎo)致所測(cè)重力加速度的數(shù)值________。(選填“偏大”、“偏小”或 “不變”)
(2)乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)速度傳感器,如圖乙所示。將擺球拉開(kāi)一小角度使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),速度傳感器記錄了擺球振動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖丙所示的v-t圖線。
①由圖丙可知,該單擺的周期T=__________s;
②更換擺線長(zhǎng)度后,多次測(cè)量,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)作出T2-L(周期平方―擺長(zhǎng))圖線,并根據(jù)圖線擬合得到方程。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=_________m/s2。(取π2=9.86,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為記錄液體中做布朗運(yùn)動(dòng)小顆粒的運(yùn)動(dòng)情況放大圖。以小顆粒在A點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),每隔30s記下小顆粒的位置,得到B、C、D、E、F、G等點(diǎn),用直線連接這些點(diǎn),就得到了小顆粒位置變化的折線。下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.圖中記錄的是小顆粒真實(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡
B.在第15s末時(shí)小顆粒位置一定在AB連線的中點(diǎn)
C.在第15s末時(shí)小顆粒位置一定不在AB連線的中點(diǎn)
D.小顆粒的運(yùn)動(dòng)情況間接地反映了液體分子的運(yùn)動(dòng)情況
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,甲、乙兩傳送帶與水平面的夾角相同,都以恒定速率v向上運(yùn)動(dòng).現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在A處,小物體在甲傳送帶上到達(dá)B處時(shí)恰好達(dá)到傳送帶的速率v;在乙傳送帶上到達(dá)離B處豎直高度為h的C處時(shí)達(dá)到傳送帶的速率v,已知B處離地面的高度均為H.則在小物體從A到B的過(guò)程中( 。
A. 小物體與甲傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)較小
B. 兩傳送帶對(duì)小物體做功相等
C. 兩傳送帶消耗的電能相等
D. 兩種情況下因摩擦產(chǎn)生的熱量相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,變壓器為理想變壓器,原線圈一側(cè)接在交流電源上,副線圈中電阻變化時(shí)變壓器輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,A1和A2為理想電流表,V1和V2為理想電壓表。若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向a端移動(dòng),則( 。
A.A1示數(shù)變大B.A2示數(shù)變小
C.V2示數(shù)變小D.V1示數(shù)變大
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