题目内容

【题目】如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续发光．某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，半径为L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω逆时针匀速转动(俯视)．圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条OP、OQ、OR，辐条互成120°角．在圆环左半部分张角也为120°角的范围内(两条虚线之间)分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场，在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷M、N与一个LED灯相连(假设LED灯电阻为r)．其他电阻不计，从辐条OP进入磁场开始计时．

(1)在辐条OP转过120°的过程中，辐条OP两端的电势哪端高？OP两端电压U是多大？

(2)求OP转过120°的过程中通过LED灯的电流和整个装置消耗的电能；

(3)为使LED灯发光时更亮，在装置设计上可采取哪些改进措施？(请写出两条措施)

【答案】(1)O端　BL2ω　(2) 　(3)见解析

【解析】(1)辐条OP的O端电势高

辐条OP进入磁场匀速转动时有E＝BL

则

(2)流过LED灯的电流是

整个装置消耗的电能

(3)增大角速度、增大磁感应强度、增加导电圆环的直径和辐条的长度、减小辐条的电阻和LED灯的电阻．

练习册系列答案
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【题目】如图所示的装置为在摩擦力不计的水平桌面上放一质量为m乙=5kg的盒子乙，乙内放置一质量为m丙=1kg的滑块丙，用一质量不计的细绳跨过光滑的定滑轮将一质量为m甲=2kg的物块甲与乙相连接，其中连接乙的细绳与水平桌面平行．现由静止释放物块甲，在以后的运动过程中，盒子乙与滑块丙之间没有相对运动，假设整个运动过程中盒子始终没有离开过水平桌面，重力加速度g=10m/s2，则（　　）

A. 细绳对盒子的拉力大小为20N

B. 盒子的加速度大小为2.5m/s2

C. 盒子对滑块丙的摩擦力大小为2.5N

D. 定滑轮受到细绳的作用力为30N

【题目】如图所示为研究决定平行板电容器电容因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度。若仅将两极板间的距离增大，则静电计指针的偏角将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若仅将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积，则静电计指针的偏角将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两板板间插入云母片，且保持其他条件不变，则静电计指针的偏角将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，则静电计指针偏角将_________（选填“变大”、“不变”或“变小”），插入后金属板P内部的电场强度大小为_________。

【题目】我校高一课外活动小组自制一枚水火箭，设水火箭发射后始终在竖直方向上运动．在水火箭向下喷水过程中，水火箭可认为做匀加速直线运动．水火箭从地面静止出发经过4 s到达离地面高40 m处时水恰好喷完，接着水火箭向上做匀减速运动，最后落回到地面．设水火箭喷完水后的加速度大小为g=10 m/s2，求：

（1）水火箭加速时的加速度;

（2）恰好喷完水时水火箭的速度；

（3）水火箭上升离地面的最大高度；

（4）水火箭从发射到残骸落回到地面过程的总时间．

【题目】如图所示，质量为m的小环套在置于竖直面内半径为R的光滑大圆环上，并能沿大圆环自由滑动．当大圆环绕一个穿过其中心的竖直轴以角速度ω转动，小环相对大圆环静止时（　　）

A. 小环做圆周运动的向心加速度可能等于ω2R

B. 大圆环对小环的作用力可能小于mg

C. 小环做圆周运动的向心力可能等于mg

D. 小环所处的位置距离大圆环最低点的高度不可能大于R

【题目】如图所示,在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T,转轴垂直于磁场方向,线圈电阻为1 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1A.下列说法正确的是()

A. 线圈消耗的电功率为1W

B. 线圈中感应电流的有效值为2A

C. 任意时刻穿过线圈的磁通量为sint

D. 任意时刻穿过线圈中的感应电动势为cost

【题目】如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径近似等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（　　）

A. a、b、c的角速度大小关系为ωa=ωb＞ωc

B. a、b、c的向心加速度大小关系为ab＞ac＞aa

C. a、b、c的线速度大小关系为va=vb＞vc

D. a、b、c的周期关系为Ta=Tc＜Tb

【题目】在做“练习使用打点计时器”的实验时．图中是某次实验的纸带，舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、2、3…那么相邻两个计数点之间的时间间隔为________s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.0 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，则物体通过1计数点的速度v1＝________m/s，通过2计数点的速度v2＝________m/s，运动的加速度为________m/s2.

【题目】如图所示轨道CDGH位于竖直平面内,其中圆弧段DG与水平段CD及倾斜段GH分别相切于D点和G点,圆弧段和倾斜段均光滑,在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板,整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中。一带电物块由C处静止释放,经挡板碰撞后滑回CD段中点P处时速度恰好为零。已知物块的质量m=4×103kg,所带的电荷量q=+3×106C;电场强度E=1×104N/C;CD段的长度L=0.8m,圆弧DG的半径r=0.2m,GH段与水平面的夹角为θ,且sinθ=0.6,cosθ=0.8;不计物块与挡板碰撞时的动能损失,物块可视为质点,重力加速度g取10m/s2.

(1)求物块与轨道CD段的动摩擦因数；

(2)求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek；

(3)分析说明物块在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m.若能,求物块在轨道CD段运动2.6m路程时的动能;若不能,求物块碰撞挡板时的最小动能。

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