题目内容

【题目】如图，ab和cd为质量m=0．1kg、长度L=0．5m、电阻R=0．3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0．5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0．2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0．5m、倾角为的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0．2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0．5，重力加速度为g=10m/s2。求：

（1）从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？

（2）ab转动的角速度大小；

（3）作用在ab上的外力的功率。

【答案】（1）顺时针方向转动（2）40 rad/s（3）30W

【解析】

试题分析：（1）从上往下看，ab应沿顺时针方向转动

（2）对cd进行受力分析可知：mgsinθ=BIL

代入数据可得：流过ab和cd的电流I==A=5A

根据闭合电路欧姆定律，ab产生的感应电动势E=I×（2R）=5×2×0．3V=3V

Ab切割磁感线产生感应电动势E=BLV

所以E=BL×代入数据可得:E=

所以：ω= 40 rad/s

（3）从能量转化和守恒的角度看，作用在ab棒上的外力对ab棒做功的功率，在数值上应等于ab棒克服摩擦力做功的功率与回路产生的电功率之和：

所以：P=fava+fbvb+IE．

其中：fa=fb=

va=ωr1=40×0．5m/s=20m/s

vb=ωr2=40×1．0m/s=40m/s

所以P=0．25×20 W +0．25×40 W +5×3 W =30 W

练习册系列答案
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【题目】某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻，他设计了一个用标准电流表来校对待测电流表的满偏电流和测定内阻的电阻，如图所示，已知的量程略大于的量程，图中为滑动变阻器， 为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。

（1）实验过程包含了一下步骤，其合理的顺序依次为___________（填步骤的字母代号）

A．合上开关

B．分别将和的阻值调至最大

C．记下的最终读数

D．反复调节和的阻值，使的示数仍为，使的指针偏转到满偏刻度的一半，此时的最终读数为r

E、合上开关

F、调节使的指针偏转到满刻度，此时的示数为，记下此时的示数

（2）仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的内阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”“相等”）

（3）若要将的量程扩大为I，并结合上述实验过程中测量的结果，写出在上并联的分流电阻的表达式， =___________

【题目】某同学为了准确的测量一节干电池的电动势E和内电阻r，进行了如下探究：

Ⅰ、误差分析：课本上设计电路图如下图所示，事实上电表为非理想表，上述的 测量值存在着一定误差，此误差属于 （填“系统误差”或“偶然误差”）

Ⅱ、该同学分析上述误差是电压表有分流作用引起，且无法通过更换电表来消除这种误差。该同学通过实验原理的改进，设计如上图所示实验电路图，步骤如下：

（1）闭合开关S，通过调节滑动变阻器、，可以使电流表G的示数为0，则此时电流表、的示数分别为、，电压表、的示数分别为、，则流过电源的电流为 ，电源的路端电压为 。

（2）再次调节、，使电流表G的示数为0，电流表、的示数分别为、，电压表、的示数分别为、，流过电源的电流为，电源的路端电压为。

（3）由上述测量的物理量，可以得出电动势 内阻 ；（用、、、表示）由于本实验不必考虑电表带来的误差，测量值与真实值是相等的。

【题目】核裂变和核聚变的过程中能够放出巨大核能。核裂变中经常使用的具有天然放射性，若经过7次α衰变和m次β衰变，变成，则m＝_________。

核聚变中，最常见的反应就是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核。已知氘核的比结合能是1．09 MeV；氚核的比结合能是2．78 MeV；氦核的比结合能是7．03 MeV。则氢核聚变的方程是_____________；一次氢核聚变释放出的能量是_________MeV。

【题目】硅光电池在无光照射时不产生电能，可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路，给硅光电池加反向电压（硅光电池负极接高电势点，正极接低电势点），探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3V，内阻为6．0 kΩ；电压表V2量程选用15V，内阻约为30 kΩ；R0为保护电阻；直流电源电动势约为12V，内阻不计。

用遮光罩罩住硅光电池，闭合开关S，调节变阻器R，读出电压表V1、V2的示数U1、U2。

（1）某次测量时，电压表V1示数如图乙，则U1= V，可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA（保留两位小数）。

（2）该小组测出大量数据，筛选出下表所示的9组U1、U2数据，算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix（图中“－”表示反向），并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系，请你标出坐标点，并绘出Ix-Ux图线。

（3）由Ix-Ux图线知，硅光电池无光照下加反向电压时，Ix与Ux成 （填“线性”或“非线性”）关系。

【题目】如图为氢原子的能级示意图。现有大量氢原子处于n= 4的激发态，当向低能级跃迁时会辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是

A．共能辐射出三种不同频率的光

B．从n= 4的能级跃迁到n= 1的能级时辐射的光子频率最高

C．从n= 2的能级跃迁到n= 1的能级时辐射的光子频率最高

D．从n= 4的能级跃迁到n= 3的能级时辐射的光子波长最长

【题目】如图所示，物块A、木板B的质量均为m＝10kg，不计A的大小，B板长L＝3m。开始时A、B均静止。现给A以2m/s的水平向右的初速度从B的左端开始运动，同时给A施加一个＝30N的水平向右的外力。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为μ1＝0．3和μ2＝0．1。g取10m/s2。

（1）通过计算说明：物块A能不能滑离木板B？

（2）木板B滑行m需要多少时间？

【题目】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___。

A.动能变化量与势能变化量

B.速度变化量和势能变化量

C.速度变化量和高度变化量

（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___。

A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)

（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=____，动能变化量ΔEk=____。

（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___。

A.利用公式v=gt计算重物速度

B.利用公式计算重物速度

C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响

D.没有采用多次实验取平均值的方法

【题目】某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动到L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟，已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率P=1.5W工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不计，图中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m，问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？（，保留两位小数）

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