【題目】為精確測量電源的電動勢和內(nèi)阻,實驗小組設(shè)計了圖甲所示電路,圖中S2為單刀雙擲開關(guān),定值電阻R0=4Ω。實驗時先閉合開關(guān)S1,然后分別將S2先后接到1和2,移動滑動變阻器滑片,記錄多組電壓表和電流表的讀數(shù)U和I,最后通過描點得到圖乙所示的兩條U-I關(guān)系圖線。
(1)請根據(jù)圖甲,在圖丙中將單刀雙擲開關(guān)連入電路_______。
(2)根據(jù)圖乙可知電源電動勢E=_______V,內(nèi)阻r=_______Ω。(均保留三位有效數(shù)字)
(3)電壓表內(nèi)阻RV=_______Ω ,電流表內(nèi)阻RA=_________Ω。(均保留三位有效數(shù)字)
【答案】 3.00 1.00 745 1.00
【解析】
(1)根據(jù)電路圖連接實物圖;
(2、3)明確電表不是理想電表,將其作為電阻進行分析,根據(jù)閉合電路歐姆定律得出包含電壓表和電流表內(nèi)阻的表達式,從而結(jié)合圖象進行分析求解,即可求得.
(1)電路連接如圖;
(2)當(dāng)采用電流表相對電源的內(nèi)接法時,再由閉合電路歐姆定律可知:
E=U+I(r+R0+RA)
當(dāng)開關(guān)接2時,此時采用的是相對電源的電流表外接法,則由閉合電路歐姆定律可知:
E=U+(I+)(r+R0)
變形可得:
則由圖象規(guī)律可知,
圖a中ka==6=r+R0+RA
截距ba=3.0V=E
圖b中
已知R0=4Ω
聯(lián)立解得:E=3.00V;r=1Ω;RV=745Ω;RA=1Ω;
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【題目】如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是( )
A. 線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25 r/s
B. 電流表的示數(shù)為10 A
C. 1s鐘內(nèi)線圈中電流方向改變了50次
D. 0.01 s時線圈平面與中性面重合
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【題目】高空墜物傷人事件常有發(fā)生。一身高為1.75m的同學(xué)被一根從6.75m高處豎直落下的枯樹枝砸正頭頂,設(shè)枯枝質(zhì)量為2kg,與頭部作用時間為0.02s,那么
A. 枯枝對人的頭部產(chǎn)生的沖擊力約20N
B. 枯枝對人的頭部產(chǎn)生的沖擊力約1000N
C. 保持其他條件不變,身高更高的同學(xué),頭部受到枯枝的沖擊力會更大
D. 保持其他條件不變,身高更矮的同學(xué),頭部受到枯枝的沖擊力會更小
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【題目】如圖所示,矩形abcd位于勻強電場中,且與勻強電場方向平行。已知ab=2bc=4cm,a、b、d的電勢分別為6V、2V、4V。初動能為24eV、電荷量為+4e的帶正電粒子從a沿著ac方向射入電場。不計粒子的重力,下列說法正確的是
A. 勻強電場的電場強度大小為141V/m
B. 勻強電場的電場強度大小為100V/m
C. 該粒子剛離開矩形區(qū)域時動能一定小于48eV
D. 該粒子剛離開矩形區(qū)域時動能一定大于40eV
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【題目】如圖所示,有一質(zhì)量為M的大圓環(huán),半徑為R,被一輕桿固定后懸掛在O點,有兩個質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點),同時從大環(huán)兩側(cè)的對稱位置由靜止滑下.兩小環(huán)同時滑到大環(huán)底部時,速度都為v,則此時大環(huán)對輕桿的拉力大小為( )
A. (2m+2M)g B.
C. 2m(g+)+Mg D. 2m(﹣g)+Mg
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【題目】如圖,直線MN右側(cè)分布著范圍足夠大的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向里。磁場中有一點P,距離O點為L,O、P連線與MN的夾角為θ。一群質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子,從MN上的O點以大小不同的速度沿紙面向各個方向射入磁場中。忽略所有粒子的重力和粒子間相互作用,求
(1)能夠通過P點的帶電粒子的最小速度;
(2)帶電粒子從O點到達P點所用最長時間。
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【題目】如圖所示,一長為l的絕緣桿兩端分別帶有等量異種電荷,電量的絕對值為Q,處在場強為E的勻強電場中,桿與電場線夾角α=60°,若使桿沿順時針方向轉(zhuǎn)過60°(以桿中點為圓心轉(zhuǎn)動),則下列敘述中正確的是( ).
A. 電場力不做功,兩電荷電勢能不變
B. 電場力做的總功為QEl/2,兩電荷的電勢能減少
C. 電場力做的總功為-QEl/2,兩電荷的電勢能增加
D. 電場力做總功的大小跟轉(zhuǎn)軸位置有關(guān)
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【題目】如圖所示,某次發(fā)射遠(yuǎn)地圓軌道衛(wèi)星時,先讓衛(wèi)星進入一個近地的圓軌道Ⅰ,在此軌道運行的衛(wèi)星的軌道半徑為、周期為;然后在P點點火加速,進入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ,在此軌道運行的衛(wèi)星的周期為;到達遠(yuǎn)地點Q時再次點火加速,進入遠(yuǎn)地圓軌道Ⅲ,在此軌道運行的衛(wèi)星的軌道半徑為、周期為(軌道Ⅱ的近地點為Ⅰ上的P點,遠(yuǎn)地點為軌道Ⅲ上的Q點)。已知=2,則下列關(guān)系正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖1,將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中,在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時,另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差(霍爾電壓),這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累,于是c、f間建立起電場EH,同時產(chǎn)生霍爾電壓UH。當(dāng)電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時,EH和UH達到穩(wěn)定值。
(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為1,請寫出UH和EH的關(guān)系式;若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的,請判斷圖1中c、f哪端的電勢高;
(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的自由電荷數(shù)為n,每個電荷量為q。理論表明霍爾電壓UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d、材料的性質(zhì)有關(guān)。試推導(dǎo)出UH的表達式,并指出表達式中體現(xiàn)材料性質(zhì)的物理量;
(3)圖2是霍爾測速儀的示意圖,將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上,圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體,相鄰永磁體的極性相反;魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時,霍爾元件輸出的電壓脈動信號圖像如圖3所示。若在時間t內(nèi),霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達式。
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