【题目】如图(甲)所示,把一个固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的磁场。已知线圈的匝数n=100匝,线圈的总电阻r=1.0Ω,线圈所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图(乙)所示。已知线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为,其中
为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感强度变化的0-的时间内,通过小灯泡的电荷量。
【答案】(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10-3C
【解析】试题分析:(1)根据B﹣t图象读出周期T,由公式Em=nBmSω求出线圈中产生感应电动势的最大值;
(2)根据欧姆定律求出电流的最大值,再求出电流的有效值,由电流的有效值求解小灯泡消耗的电功率.
(3)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的公式求解0~时间内,通过小灯泡的电荷量.
解:(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为 T=3.14×10﹣2s.
所以线圈中感应电动势的最大值为Em=nBmSω=nBmS=100×1×0.040×
V=8V
(2)根据欧姆定律,电路中电流的最大值为
通过小灯泡电流的有效值为 I==0.4
A
小灯泡消耗的电功率为 P=I2R=2.88W
(3)在磁感应强度变化的1~1/4周期内,线圈中感应电动势的平均值
通过灯泡的平均电流
通过灯泡的电荷量
答:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值为8V;
(2)小灯泡消耗的电功率为2.88W;
(3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量为4.0×10﹣3C.
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【题目】在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压缩到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中。将运动员视为质点,运动员质量m=60kg,g=10m/s2。最高点A、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图所示.求:
(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能多大?
(2)运动员入水前速度大小?
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【题目】如图所示为一自耦变压器,保持电阻R′和输入电压不变,以下说法正确的是( )
A. 滑片P向b方向移动,滑片Q下移,电流表示数减小
B. 滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变
C. 滑片P向b方向移动,滑片Q不动,电压表示数增大
D. 滑片P不动,滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变
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【题目】图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图5乙、丙所示。取g=10 m/s2,则
A. 第1 s内推力做功为1 J
B. 第2 s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0 J
C. 第1.5 s时推力F的功率为3W
D. 第2 s内推力F做功的平均功率=1.5 W
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【题目】关于摩擦力,以下说云中正确的是
A. 静止的物体有可能受到滑动摩擦力
B. 运动的物体只可能受到滑动摩擦力
C. 滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
D. 滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致
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【题目】从粒子源不断发射相同的带电粒子,初速度可忽略不计,这些粒子经电场加速后,从M孔以平行于MN方向进入一个边长为d的正方形的磁场区域MNQP,如图7所示,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,其中PQ的中点S开有小孔,外侧紧贴PQ放置一块荧光屏。当把加速电压调节为U时,这些粒子刚好经过孔S打在荧光屏上,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)请说明粒子的电性
(2)求出粒子的比荷。
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【题目】关于速度,下列说法正确的是( )
A. 速度是表示物体运动的快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量
B. 平均速度就是初、末速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量
C. 运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫做瞬时速度,它是标量
D. 汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器
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【题目】2007年10月24日,“嫦娥一号”卫星星箭分离,卫星进入绕地球轨道。在绕地运行时,要经过三次近地变轨:12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④。11月5日11时,当卫星经过距月球表面高度为h的A点时,再一次实施变轨,进入12小时椭圆轨道⑤,后又经过两次变轨,最后进入周期为T的月球极月圆轨道⑦。如图所示,已知月球半径为R。
(1)请回答:“嫦娥一号”在完成第三次近地变轨时需要加速还是减速?
(2)写出月球表面重力加速度的表达式。
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