题目内容

【题目】如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求：

（1）线圈中感应电动势的表达式；

（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；

（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率。

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【答案】（1） （2） （3）

【解析】 (1)感应电动势的最大值Em＝nBSω＝100××0.02×100V＝100V，

线圈中感应电动势的表达式为e＝100cos100tV。

(2)线圈转过30°角过程中产生的平均感应电动势

(3)电压表示数为电压的有效值，则 ，

电阻R两端的电压

则电阻R上消耗的功率

点睛：解题时要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系．

【题型】解答题
【结束】
17

【题目】如图所示，一根足够长的粗金属棒MN固定放置，它的M端连一个定值电阻R，定值电阻的另一端连接在金属轴O上，另外一根长为l的金属棒ab，a端与轴O相连，b端与MN棒上的一点接触，此时ab与MN间的夹角为。空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动半周，角速度大小为ω，转动过程中与MN棒接触良好，两金属棒及导线的电阻都可忽略不计。

（1）求出电阻R中有电流存在的时间；

（2）求出这段时间内流过电阻R的总电量；

（3）写出这段时间内电阻R两端的电压随时间变化的关系式。

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】

试题分析：（1）当金属杆转动900时，电阻R上有电流，故时间为：；

（2）流过电阻R的总电量 ；

（3）当导体棒转过角度时，由正弦定理，有，又，得

练习册系列答案
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【题目】静止在匀强磁场中的核发生α衰变后生成Th核，衰变后α粒子的速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )

A. 衰变方程可表示为：

B. 衰变后的Th核和α粒子等轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1:45

C. Th核和α粒子的动能之比为2:117

D. 若α粒子转了117圈，则Th核转了45圈

【题目】某同学利用如图（a）所示电路研究玩具电动机的能量转化，实验中使用的器材为：玩具电动机、滑动变阻器、电压表V1、电压表V2、电流表A、电源E、开关S、导线若干。

（1）按图（a）所示的电路原理图将图（b）中实物图连线补充完整_______________。

（2）将滑动变阻器阻值调到最大，闭合开关S，调节滑动变阻器，某时刻某电压表的示数如图（c）所示，该电压表的读数为_____V。

（3）当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，依次记录电流表的示数I和电压表V1、电压表V2的示数U1、U2，并在同一坐标纸上描绘出U—I图线，如图（d）所示，其中AB、CD为直线，DB为曲线。

（4）根据图线求得电源电动势E＝____V，内阻r＝_____Ω，玩具电动机的内阻rM＝____Ω，工作点B对应的功率P出＝____W（结果均保留3位有效数字），

【题目】如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题．

A小球开始释放高度h

B小球抛出点距地面的高度H

C小球做平抛运动的射程

（2） 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP.然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM，ON

(3) 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为____________（用第(2)小题中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 _______________ （用第(2)小题中测量的量表示）。

【答案】 C; ADE; ; ;

【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，故答案是C；

（2）实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复；测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前；至于用天平秤质量先后均可以；所以答案是ADE或DEA；

（3）设落地时间为t，则， ， ；

而动量守恒的表达式是

动能守恒的表达式是

所以若两球相碰前后的动量守恒，则成立；

若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有成立；

【题型】实验题
【结束】
15

【题目】两个动能均为 的氘核对心正碰,聚变后生成氦 ,同时放出一个中子.已知氘核的质量为 ,氦3的质量为 ,中子的质量为 .求:

(1)写出上述核反应方程;

(2)核反应中释放的核能

【题目】如图所示为定质量的理想气体的p-T图像，虚线Ob为第一象限横纵坐标轴的角平分线，ab平行于横轴，bc平行于纵轴，且 ab=bc，ac与Ob交于d点。关于气体状态的变化，下列说法正确的是______

A.由状态a变化到状态b，气体内能增加

B.状态b的体积大于状态d的体积

C.由状态c变化到状态b，外界对气体做功等于气体释放的热量

D.由状态d变化到状态b，气体吸收热量且对外做功

E.若∠a0b=15，状态c的体积是状态a的体积的3倍

【题目】如图所示，在一个足够宽的槽中盛有折射率为的液体，中部扣着一个圆锥形透明罩(罩壁极薄)ADB，罩顶角∠ADB=30，高DC=0.2m，罩内为空气，整个罩子没在液体中。槽底AB的中点C处有一点光源，点光源发出的光经折射进入液体后，再从液体上表面射出。不考虑光线在透明罩内部的反射.

求液体表面有光射出的面积(结果保留三位有效数字)。

【题目】如图甲所示，一正方形单匝线框架放在光滑绝缘的水平面上，在水平向右的拉力作用下从图示位置由静止开始始终向右做匀加速运动，线框右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，磁场区域足够大，线框的右边始终与磁场的边界平行，线框的质量为1kg，电阻为1Ω，整个运动过程中，拉力的大小随时间变化如图乙所示，则

A. 线框运动的加速度为5m/s

B. 线框刚好完全进入磁场的时刻为t=1.2s

C. 线框的边长为0.55m

D. 磁场的磁感应强度大小为1.1T

【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量验证机械能守恒定律

⑴下面列举了该实验的几个操作步骤：

A．按照图示的装置安装器件；

B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；

E．测量纸带上某些点间的距离；

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行或者操作不当的步骤是_______．（将其选项对应的字母填在横线处）

⑵已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2．测得所用重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图所示．经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm．根据以上数据，计算出打B点时重物的瞬时速度vB＝_____m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了_______J，动能增加了_______J（保留3位有效数字）．并可得出的结论是____________________________。

【题目】如图所示，倾角θ＝37°的上表面光滑的斜面体放在水平地面上．一个可以看成质点的小球用细线拉住与斜面一起保持静止状态，细线与斜面间的夹角也为37°.若将拉力换为大小不变、方向水平向左的推力，斜面体仍然保持静止状态．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.则下列说法正确的是(　　)

A. 小球将向上加速运动

B. 小球对斜面的压力变大

C. 地面受到的压力不变

D. 地面受到的摩擦力不变

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