【题目】在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中,电路图如图甲。一位同学使用的电源电动势为8.0V,测得电容器放电的i-t图像如图乙所示。
(1)若按“四舍五入(大于半格算一个,小于半格舍去)”法, i-t图线与两坐标轴包围面积表示的物理意义是_______;电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为___________C;(结果保留两位有效数字)
(2)根据以上数据估算电容器的电容值为_____ F;(结果保留两位有效数字)
(3)如果将电阻R换一个阻值更大的电阻,则放电过程释放的电荷量___________(选填“变多”、“不变”或“变少”)。
【答案】I-t 图象与坐标轴围成的面积表示总的电荷量 2.4×10-3~2.6×10-3C 3.0×10-4~3.3×10-4F 不变
【解析】
(1)[1]电容器的放电图象是一条逐渐下降的曲线,而q=It,从微法得到,I-t图象与坐标轴围成的面积就是总的电荷量;
[2]图象下共有30格,所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为
由于误差所以2.4×10-3~2.6×10-3C均可;
(2)[3]电容器充满电后所带的电荷量Q=2.4×10-3C,而所加电压U=E=8.0V,所以
由于Q值2.4×10-3~2.6×10-3C均可,所以电容在3.0×10-4~3.3×10-4F均可;
(3)[4]由图看出,若将电阻换一个阻值较大电阻,但由于电容器电荷量一定,则所有电荷量将通过电阻R释放,只是图象更加平缓些,但总量不变。
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【题目】为探究一定质量的气体在温度不变时,压强与体积的关系,设计了如下实验:
(1)用注射器封闭一部分气体并连接装置,如图1所示,用注射器读出封闭气体的体积V,由电子压强计读出压强P,改变气体体积得出了一组据如表
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
体积V/mL | 20 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 |
压强P/105Pa | 1.000 | 1.105 | 1.235 | 1.400 | 1.815 | 1.909 |
压强的倒数/10﹣5Pa﹣1 | 1.000 | 0.9.5 | 0.810 | 0.714 | 0.551 | 0.524 |
(2)由上表数据在坐标纸上画出V﹣图象,如图2所示。由图象可以看出第_____组数据误差最大,原因可能是实验过程中_____。
A.封闭气体有部分漏出
B.用手握住注射器进行实验
C.缓慢推动注射器活塞
(3)若该实验的差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积V0导致的。由上面图象得V0大小为_____mL(结果保留1位有效数字);为减少该实验误差,开始封闭气体体积应尽量_____(填“大”或者“小“)一些。
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【题目】据国内媒体报道,中国南海“充电宝”的构想即将实现,大陆第一座海上浮动核电站即将建设完成。据专家透露,中国计划建造20个海上浮动核电站,主要用于海水淡化、资源开发以及为护航潜艇和南海各地区供电。此类核电站采用的是“核裂变”技术,受中子轰击时会发生裂变,产生和,同时放出能量,已知每个铀核裂变时释放的能量约为200 MeV,阿伏加德罗常数取NA=6.0×1023mol-1。则下列说法中正确的是
A.核反应方程为: 2
B.的结合能比的结合能大
C.只有铀块的体积不小于临界体积时才能发生链式反应
D.若有 1mol的铀发生核反应,且核裂变释放的能量一半转化为电能,则产生的电能约为 9.6×1012J
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【题目】如图所示,水平放置两个平行金属导轨,间距L=0.5m,左右两端分别连接阻值r1=r2=2Ω的电阻,整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B=2T。初始时将质量m=2kg、电阻不计的金属棒ab放置在水平导轨上。某时刻给金属棒一水平向右的速度v0=3m/s,运动一段时间后速度变为v=1m/s。金属棒与导轨接触良好,不计所有摩擦和导轨的电阻,则在此过程中
A.金属棒上的电流方向由a到b
B.电阻r2上产生的焦耳热为8J
C.流过电阻r1的电荷量为4C
D.金属棒的位移为4m
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【题目】如图,等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间,平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,两极板间的距离为10cm,两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点,沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,上半部分为S极, R0=2.0Ω,闭合开关后,当液体稳定旋转时电压表(视为理想电压表)的示数恒为2.0V,则
A.玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘
B.由上往下看,液体做逆时针旋转
C.通过R0的电流为1.5A
D.闭合开关后,R0的热功率为2W
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【题目】如图所示,ABC是两带电量均为Q的正点电荷连线的中垂线上的三点,B是两线段的交点,A点固定有一带电量同为Q的负点电荷,现将一电子从B点由静止释放,电子运动中会经由C点继续向前运动,则( )
A.从B到C,电场力对该电子一直不做功
B.电子从B到C做加速度变大的加速运动
C.电子在B、C两点时的电势能大小关系是EPBEPC
D.若电子可回到B点,则回到B点时速度不为零
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【题目】随着航空领域的发展,实现火箭回收利用,成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞,为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd;②火箭主体,包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为v0,经过时间t火箭着陆,速度恰好为零;线圈abcd的电阻为R,其余电阻忽略不计;ab边长为l,火箭主体质量为m,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,求:
(1)缓冲滑块刚停止运动时,线圈ab边两端的电势差Uab;
(2)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(3)火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。
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【题目】如图,一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离为2r。下列说法正确的是
A.金属球在静电平衡后左侧带负电,右侧带正电
B.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于
C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0
D.如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线会将球两侧的电荷中和
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【题目】平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,问:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。
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