【题目】如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
（2）a．请在图2画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
【答案】（1）U–I图象如图所示：
图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a如图所示：
b.
（3）见解析
【解析】（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
b．电源输出的电功率：
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）电动势定义式：
根据能量守恒定律，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即
本题答案是：（1）U–I图像如图所示，
其中图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流
（2）a．如图所示
当外电路电阻R=r时，电源输出的电功率最大，为
（3）
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【题目】如图所示，M1 N1 P1Q1和M2 N2 P2 Q2为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。导轨的M1N1段与M2 N2段相互平行，间距为2 m; P1Q1段与P2 Q2段平行，间距为1m。两根质量均为m=lkg、电阻均为R=0.5Ω的金属杆a、b垂直于导轨放置，杆的长度恰好等于导轨间距。一根不可伸长的绝缘轻质细线一端系在金属杆6的中点，另一端绕过轻小定滑轮与质量为mc的重物c相连，线的水平部分与P1Q1平行且足够长，c离地面足够高。已知两杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.4，不计导轨电阻及电磁辐射，重力加速度为g=10 m／s2。
(1)若要保持整个系统静止，重物f的质量不能超过多少？
(2)若c的质量改为mc=0. 6kg，将c由静止释放并开始计时，杆在运动过程中始终保持与轨道垂直且接触良好，求金属杆b的最大速度。
(3)在(2)的条件下，已知t=4 s时，金属杆b已经非常接近最大速度，求这4s的过程中a棒上产生的焦耳热。
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【题目】两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动
已知A球细线
跟竖直方向的夹角为
，B球细线
跟竖直方向的夹角为
，下列说法正确的是
A. 细线和细线所受的拉力大小之比为
：1
B. 小球A和B的向心力大小之比为1：3
C. 小球A和B的角速度大小之比为1：1
D. 小球A和B的线速度大小之比为1：
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【题目】我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750 kV．对高压输电下列说法正确的是（ ）
A. 采用高压输电是为了加快输电的速度
B. 输电电压越高越好
C. 采用高压输电能够降低输电线路上的能量损耗
D. 实际输送电能时要综合考虑各种因素，依照不同情况选择合适的输电电压
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【题目】物体由静止开始做加速度为5m/s2的匀加速直线运动，4s后物体做匀速直线运动，一段时间后，接着又经过5s匀减速直线运动后静止，全程所用总时间为10s求：
(1)物体做匀减速直线运动时的加速度；
(2)物体在6s末的速度大小.
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【题目】（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。
a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；
b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S、S到点电荷的距离分别为r、r。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S、S上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。
（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。
a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P；
b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。
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【题目】某同学做“测匀变速直线运动的加速度”的实验装置如图所示。一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动。下图给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计
数点，相邻的两个计数点间还有4个点没画出，电火花计时器所用的交流电频率为50Hz。
（1）实验中，除电火花打点计时器（含纸带、墨粉纸）、小车、平板、导线、细线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有_____________。（填选项代号）
A．电压为4～6V的50Hz交流电源
B．电压为220V的50Hz交流电源
C．刻度尺
D．停表
E．天平
F．重锤
（2）该同学进行了以下实验操作步骤，其中错误的步骤是_______
A．将打点计时器固定在长木板有滑轮一端，并接好电路
B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源
（3）根据纸带可以计算各点的瞬时速度及小车加速度，现计算第2点的瞬时速度：
=________m/s， 小车的加速度为
=___________m/s2。(结果取三位有效数字)
（4）另一同学利用如图2所示的装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的遮光板．滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计（图中未画出）记录了遮光板通过第一个光电门A的时间为△t1，则滑块通过第一个光电门的速度表达式为vA=______．若已知滑块通过两光电门速度分别为vA、vB，两个光电门A、B间距离为L，则滑块的加速度表达式为α=______．(用题中字母表示)
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【题目】对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系正确的是( )
A. 
B. 
C. 
D. 
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【题目】某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长lo，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度l，把l－lo作为弹簧的伸长量Δl，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是下图中的_____
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