【題目】如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈,邊長L1=0.40m、L2=0.25m,其匝數(shù)n=100匝,總電阻r=1.0Ω,線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和R=3.0Ω的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1.0T,在外力驅(qū)動下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動,角速度ω=2.0rad/s。求:
(1)電阻R兩端電壓的最大值;
(2)從線圈通過中性面(即線圈平面與磁場方向垂直的位置)開始計時,經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量;
【答案】(1)15V; (2)2.5C
【解析】
試題(1)根據(jù)求出感應(yīng)電動勢的最大值,結(jié)合內(nèi)外電阻,即可求解R兩端的最大電壓值。(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律求出平均感應(yīng)電流,根據(jù)求出通過電阻R的電荷量。
(1)線圈中感應(yīng)電動勢的最大值,其中
代入數(shù)據(jù)解得:
線圈中感應(yīng)電流的最大值
電阻R兩端電壓的最大值
(2)設(shè)從線圈平面通過中性面時開始,經(jīng)過周期的時間
此過程中線圈中的平均感應(yīng)電動勢:
通過電阻R的平均電流:
通過電阻R的電荷量:
代入數(shù)據(jù),解得:q=2.5C
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【題目】1932年勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器;匦铀倨饔蓛蓚銅質(zhì)D形盒構(gòu)成,盒間留有縫隙,加高頻電源,中間形成交變的電場,D形盒裝在真空容器里,整個裝置放在與盒面垂直的勻強磁場B中。若用回旋加速器加速質(zhì)子,不考慮相對論效應(yīng),下列說法正確的是
A. 質(zhì)子動能增大是由于洛倫茲力做功
B. 質(zhì)子動能增大是由于電場力做功
C. 質(zhì)子速度增大,在D形盒內(nèi)運動的周期變大
D. 質(zhì)子速度增大,在D形盒內(nèi)運動的周期不變
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【題目】一物體m受到一個撞擊力后沿不光滑斜面向上滑動,如圖所示,在滑動過程中,物體m受到的力是: ( )
A. 重力、沿斜面向上的沖力、斜面的支持力
B. 重力、沿斜面向下的滑動摩擦力、斜面的支持力
C. 重力、沿斜面向上的沖力、沿斜面向下的滑動摩擦力
D. 重力、沿斜面向上的沖力、沿斜面向下的摩擦力、斜面的支持力
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【題目】如圖所示,兩豎直且正對放置的導(dǎo)熱氣缸底部由細管道(體積忽略不計)連通,兩活塞a、b用剛性輕桿相連,可在兩氣缸內(nèi)無摩擦地移動。上下兩活塞(厚度不計)的橫截面積分別為S1=10 cm2、S2=20 cm2,兩活塞總質(zhì)量為M=5 kg,兩氣缸高度均為H=10 cm。氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,系統(tǒng)平衡時活塞a、b到氣缸底部距離均為l=5 cm(圖中未標出)。已知大氣壓強為Po=1.0×105Pa,環(huán)境溫度為T0=300K,重力加速度g取10 m/s2。
(i)若緩慢升高環(huán)境溫度,使活塞緩慢移到一側(cè)氣缸的底部,求此時環(huán)境溫度;
(ii)若保持溫度不變,用豎直向下的力緩慢推活塞b,在活塞b由開始運動到氣缸底部過程中,求向下推力的最大值。
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【題目】一列簡諧橫波,在t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點振動的振幅為10cm。P、Q兩點的坐標分別為-1m和-9m,波傳播方向由右向左,已知t=0.7s時, P點第二次出現(xiàn)波峰。試計算:
①這列波的傳傳播速度多大?
②從t=0時刻起,經(jīng)多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰?
③當Q點第一次出現(xiàn)波峰時,P點通過的路程為多少?
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【題目】x軸上有兩點電荷Q1和Q2,Q1和Q2之間連線上各點電勢高低如圖曲線所示(AP>PB),選無窮遠處電勢為0,從圖中可以看出( )
A. Q1電量一定小于Q2電量
B. Q1和Q2一定是同種電荷
C. P點電場強度是0
D. Q1和Q2之間連線上各點電場方向都指向Q2
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【題目】如圖所示,帶電小球A固定在絕緣支架上,小球B用絕緣細線懸掛,細線向右傾斜. ( )
A. A、B帶異種電荷
B. 將A向右移動稍許,細線偏離豎直方向的幅度減小
C. 將A向左移動稍許,細線偏離豎直方向的幅度增大
D. 增大A的帶電量,細線偏離豎直方向的幅度增大
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【題目】如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架,框架的上端接有一電容量為C的電容器.框架上有一質(zhì)量為m,長為L的金屬棒,平行于地面放置,與框架接觸良好無摩擦,棒離地面高度為h.強度為B的勻強磁場與框架平面相垂直.開始時電容器不帶電.自靜止起將棒釋放,問棒落到地面需要多少時間?
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【題目】公路上行駛的兩汽車之間保持一定的安全距離。當前車突然停止時,后車司機可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下而不會與前車相碰。通常情況下,人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1s。當汽車在晴天干燥瀝青路面上以108km/h的速度勻速行駛時,安全距離為120m,設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的2/5,若要求安全距離仍為120m,求汽車在雨天安全行駛的最大速度。
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