摘要:18.如右图所示.N=50匝的矩形线圈abcd.边长ab=20cm, ad=25cm.放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中.外力使线圈绕垂直磁感线且通过线圈中线的OO′以n=3000r/min的转速匀速转动.线圈电阻r=1Ω.外电路电阻R=9Ω.t=0时.线圈平面与磁感应线平行.ab边正好转出纸外.cd边转入纸里. (1)在图中标出t=0时感应电流的方向, (2)写出线圈感应电动势的瞬时值表达式, (3)线圈转一圈外力做功多大? (4)从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量是多大? [解析] (1)线圈感应电流方向为adcba 图略. (2)线圈的角速度 ω=2πn=2×π×3000÷60rad/s=100πrad/s. 设ab边在t=0时刻速度为vab.图示位置的感应电动势最大.其大小为 Em=2NB·vab =NB··ω =50×0.4×0.20×0.25×100πV=314V. 电动势的瞬时表达式为e=314cos100πtV. (3)电动势的有效值E=.n=3000r/min=50r/s. 线圈匀速转动的周期T=0.02s. 线圈匀速转动一圈.外力做功大小等于电功的大小.即W外力= =J =98.6J. (4)Q=IΔt. 从t=0起转过90°的过程中.Δt时间内流过R的电荷量 Q=Δt==C=0.1C. [答案] (1)方向adcba 图略 (2)e=314cos100πtV 0.1C
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(2011?安徽一模)要描绘标有“4.0V,0.4A”小灯泡L的伏安特性曲线,实验室中有以下一些器材可供选择:
电源:E1(电动势为2.0V,内阻为0.2Ω);E2(电动势为4.5V,内阻为0.02Ω)
电压表:V1(量程5V,内阻为5kΩ);V2(量程15V,内阻为15kΩ)
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω);A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
滑动变阻器:R1(可调范围 0~10Ω,允许通过最大电流5A);R2(可调范围 0~5kΩ,允许通过最大电流0.1A)
导线,开关若干.
(1)为了调节方便,准确描绘伏安特性曲线,实验中应该选用电源
(2)在满足(1)的情况下,画出实验中所需的电路原理图(标明所选仪器的符号).
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电源:E1(电动势为2.0V,内阻为0.2Ω);E2(电动势为4.5V,内阻为0.02Ω)
电压表:V1(量程5V,内阻为5kΩ);V2(量程15V,内阻为15kΩ)
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω);A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
滑动变阻器:R1(可调范围 0~10Ω,允许通过最大电流5A);R2(可调范围 0~5kΩ,允许通过最大电流0.1A)
导线,开关若干.
(1)为了调节方便,准确描绘伏安特性曲线,实验中应该选用电源
E2
E2
,电压表V1
V1
,电流表A2
A2
,滑动变阻器R1
R1
(填器材的符号).(2)在满足(1)的情况下,画出实验中所需的电路原理图(标明所选仪器的符号).
(1)求粒子绕行n圈回到M板时的速度大小vn;
(2)为使粒子始终保持在圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,求粒子绕行第n圈时磁感应强度Bn的大小;
(3)求粒子绕行n圈所需总时间t总.
(2011?西城区一模)(1)甲同学欲采用下列器材准确测定一个约20Ω的电阻的阻值.
A.直流电源(10V,内阻不计);
B.开关、导线等;
C.电流表(0~3A,内阻约0.03Ω);
D.电流表(0~0.6A,内阻约0.13Ω);
E.电压表(0~3V,内阻约3kΩ);
F.电压表(0~15V,内阻约15kΩ);
G.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流2A);
①为测量准确,电流表应选用
②为了获得尽可能多的数据,该同学采用了“滑动变阻器分压接法”以调节电压,请在图1虚线中画出正确的实验电路图,并将图2中的元件按正确的实验电路图连成实验电路;
③闭合开关,逐次改变滑动变阻器滑动头的位置,记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U.某次电流表、电压表的示数如图3所示.处理实验数据时,制作如图4所示的I-U坐标图,图中已标注出了几个与测量对应的坐标点.请将与图3读数对应的坐标点也标在图4中,并在图4中把坐标点连成图线;
④根据图4描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R=

(2)乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示.质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接,弹簧的劲度系数均为100N/m.滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连,CD中任意一段的电阻都与其长度成正比.将框架A固定在被测物体上,使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行.通过电路中指针式直流电压表的读数,可以得知加速度的大小.不计各种摩擦阻力.电压表内阻足够大,直流电源的内阻可忽略不计.
设计要求如下:
a.当加速度为零时,电压表示数为1.50V;
b.当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为满量程3.00V;
c.当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为0.
①当电压表的示数为1.80V时,物体运动加速度的大小为
②当加速度为零时,应将滑动头调在距电阻CD的C端
③应选用电动势为
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A.直流电源(10V,内阻不计);
B.开关、导线等;
C.电流表(0~3A,内阻约0.03Ω);
D.电流表(0~0.6A,内阻约0.13Ω);
E.电压表(0~3V,内阻约3kΩ);
F.电压表(0~15V,内阻约15kΩ);
G.滑动变阻器(0~10Ω,额定电流2A);
①为测量准确,电流表应选用
D
D
,电压表应选用F
F
;(选填代号)②为了获得尽可能多的数据,该同学采用了“滑动变阻器分压接法”以调节电压,请在图1虚线中画出正确的实验电路图,并将图2中的元件按正确的实验电路图连成实验电路;
③闭合开关,逐次改变滑动变阻器滑动头的位置,记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U.某次电流表、电压表的示数如图3所示.处理实验数据时,制作如图4所示的I-U坐标图,图中已标注出了几个与测量对应的坐标点.请将与图3读数对应的坐标点也标在图4中,并在图4中把坐标点连成图线;
④根据图4描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R=
18.0
18.0
Ω.(2)乙同学设计的“直线运动加速度测量仪”如图5所示.质量为1.00kg的绝缘滑块B的两侧分别通过一轻弹簧与框架A连接,弹簧的劲度系数均为100N/m.滑块B还通过滑动头与长为12.00cm的电阻CD相连,CD中任意一段的电阻都与其长度成正比.将框架A固定在被测物体上,使弹簧及电阻CD均与物体的运动方向平行.通过电路中指针式直流电压表的读数,可以得知加速度的大小.不计各种摩擦阻力.电压表内阻足够大,直流电源的内阻可忽略不计.
设计要求如下:
a.当加速度为零时,电压表示数为1.50V;
b.当物体向左以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为满量程3.00V;
c.当物体向右以可能达到的最大加速度10.00m/s2加速运动时,电压表示数为0.
①当电压表的示数为1.80V时,物体运动加速度的大小为
2
2
m/s2;②当加速度为零时,应将滑动头调在距电阻CD的C端
5
5
cm处;③应选用电动势为
3.6
3.6
V的直流电源.北京时间2013年6月13日13时18分,神舟十号飞船与距地约343公里近圆轨道上的天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接.这是天宫一号自2011年9月发射入轨以来,第5次与神舟飞船成功实现交会对接.而天宫一号在无人期间则会适当调高到约370公里的轨道,以减小轨道衰减速度,更节约能源.假设天宫一号在这两个轨道上的运动都可以看作是匀速圆周运动,则与天宫一号无人时相比较,天宫一号有人时的( )
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(1)如果某物体在踏板上,电流表刻度盘示数为20mA,该物体重量是
1220
1220
N.(2)在某次测量前,发现空载时指针已经指在10N刻度上,而不是指在“0”刻度位置,则需要调零,
应调节调零电阻R′,使R′
增大
增大
(填“增大、减小”),变化量△R′=1
1
Ω.(3)下列判断正确的是:
(A)该秤的零刻度线在电流表的0毫安处
(B)该秤的零刻度线在电流表表的最大量程处
(C)该秤的刻度是均匀的
(D)如果长时间使用后,由于电源电压降低,该秤的读数会偏小.