题目内容

如图1-17所示，边长为20 Cm的正方形线圈，圈数100匝，线圈两端接在电容为2 μF的电容器a、b两板上，匀强磁场竖直向上穿过线圈，线圈平面与磁力线成30°角，当磁感应强度B以每秒0.2 T均匀增加时，电容器所带电荷量为_____________C.

图1-17

解析：线圈产生的感应电动势为E=n =100×0.2×0.22×V=0.4V，所以电容器所带电荷量Q=CE=8×10-7C.

答案：8×10-7


练习册系列答案
相关题目
现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为
 
，动能的增加量可表示为
 
．若在运动过程中机械能守恒，
1
t2
与s的关系式为
1
t2
=
 
．
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（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
1 2 3 4 5
s/m 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
1
t2
/104s-2		 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s为横坐标，
1
t2
为纵坐标，在图2的坐标纸中描出第1和第5个数据点
 
；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=
 
×104 m-1?s-2（保留3位有效数字）．由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出
1
t2
-s直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．
用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为m，遮光片两条竖边与导轨垂直；导轨上B点处有一光电门，测得遮光片经过光电门时的挡光时间为t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离．将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片组成的系统重力势能的减小量表示为△EP=
mghs
d
mghs
d
．动能的增加量表示为△Ek=
mb2
2t2
mb2
2t2
．在滑块运动过程中若机械能守恒，则与s的关系式为=
1
t2
=
ghs
b2d
1
t2
=
ghs
b2d
．
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s为横坐标，为纵坐标，在如图2的坐标纸中已经描出2、3、4数据点；请描出第1和第5个数据点，并根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率：k=
2.40
2.40
×104m-1?s-2（保留3位有效数字）．实验中，除了必须测量g、d和h的数值外，还应测量
遮光片的宽度b
遮光片的宽度b
的数值，并用上述测量量表达k0=
gh
b2d
gh
b2d
，计算出k0的值，然后将k和k0进行比较，若其差值在实验误差允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律．
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是
B
B

A．布朗运动是分子的无规则热运动
B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
D．机械能不可能全部转化为内能
（2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中
CD
CD

A．气体的内能增大
B．气缸内分子平均动能增大
C．气缸内气体分子密度增大
D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

（3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
B．（选修模块3-4）
（1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是
AC
AC
．
A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C．光纤导光利用了光的全反射规律
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
（2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
后
后
（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=
0.4ns（n=1，2，3┅）
0.4ns（n=1，2，3┅）
．
（3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为
0.5
0.5
Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=
5cosлt
5cosлt
cm．

C．（选修模块3-5）
（1）下列关于原子和原子核的说法正确的是
B
B
．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
（2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
金属 铯 钙 镁 钛
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氢原子可能发射
6
6
种频率的光子．
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属
铯
铯
能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是
0.65
0.65
eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 
2
1
H和氚核
 
3
1
H结合成氦核
 
4
2
He的核反应方程如下：
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV
①这个核反应称为
聚变
聚变

②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中
放出
放出
（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
减少
减少
（选填“增加”或“减少”）了
3×10-29
3×10-29
㎏（保留一位有效数字）

如图12-17所示,水平地面上方的H高区域内有匀强磁场,水平界面PP′是磁场的上边界,磁感应强度为B,方向是水平的,垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd,ab长为l1,bc长为l2,H＞l2,线框的质量为m,电阻为R.使线框abcd从高处自由落下,ab边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动情况是:cd边进入磁场以后,线框先做加速运动,然后做匀速运动,直到ab边到达边界PP′为止.从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中,线框中产生的焦耳热为Q.求:

图12-17

(1)线框abcd在进入磁场的过程中,通过导线的某一横截面的电荷量是多少?

(2)线框是从cd边距边界PP′多高处开始下落的?

(3)线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少?

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