【题目】自行车速度计的工作原理主要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁,当磁铁运动到霍尔传感器附近时,就产生了霍尔电压,霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中,放大器就能检测到霍尔电压,这样便可测出在某段时间内的脉冲数。当自行车以某个速度匀速直线行驶时,检测到单位时间内的脉冲数为N,已知磁铁和霍尔传感器到前轮轮轴的距离均为R1,前轮的半径为R2,脉冲的宽度为,峰值为Um,下列说法正确的是
A. 车速越快,脉冲的峰值Um越大
B. 车速越快,脉冲的宽度越大
C. 车速为
D. 车速为
【答案】C
【解析】
依据单位时间内的脉冲数,即可知转动周期,再结合角速度与周期,与线速度与角速度关系,即可求解;根据左手定则得出电子的偏转方向,抓住电子所受的电场力和洛伦兹力平衡得出霍尔电压的表达式,从而进行分析.
A、B、根据得,Um=Bdv,由电流的微观定义式:I=nesv,n是单位体积内的电子数,e是单个导电粒子所带的电量,s是导体的横截面积,v是导电粒子运动的速度.整理得:.联立解得:,可知用霍尔元件可以测量磁场的磁感应强度,保持电流不变,霍尔电压Um与车速大小无关;故A,B均错误.
C、D、由题意如果在单位时间内得的脉冲数为N时,则自行车的转速为,则车速为;故C正确,D错误.
故选C.
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【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。合上电键后,改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流r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在实验过程中变化时对应的U-I图像,并说明U-I图像与坐标轴交点的物理意义。
(2)在图(2)画好的U-I关系图线上取一点A(U1、I1),请在图(3)中用阴影面积表示电流为I1时的电源内部发热功率。
(3)推导该电源的最大输出功率及条件,并作出P-R示意图(已知R>r)。
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【题目】如图所示,一颗卫星绕地球做椭圆运动,运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹,A,B,C,D是轨迹上的四个位置,其中A距离地球最近,C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点,下列说法正确的是
A. 卫星在C点的速度最大
B. 卫星在C点的加速度最大
C. 卫星从A经D到C点的运动时间为T/2
D. 卫星从B经A到D点的运动时间为T/2
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【题目】如图甲,边长为L的闭合正方形金属框abcd置于光滑斜面上,CD是斜面的底边,金属框电阻为R,在金属框下方有一矩形匀强磁场区域MNN′M′,磁感应强度为B、方向垂直于斜面向下ab∥MN∥CD。现给金属框施加一平行于MM′且斜面的力F,使金属框沿斜面向下从静止开始始终以恒定的加速度做匀加速直线运动。图乙为金属框在斜面上运动的过程中F随时间t的变化图像。则
A. 磁场的宽度为
B. 金属框的cd边刚好进入磁场时受到的安培力大小为
C. 金属框进入磁场的过程中,重力势能的减小量小于框产生的焦耳热与增加的动能之和
D. 金属框穿出磁场的过程中,重力势能的减小量大于框产生的焦耳热与增加的动能之和
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【题目】守恒定律是自然界中某种物理量的值恒定不变的规律,它为我们解决许多实际问题提供了依据。在物理学中这样的守恒定律有很多,例如:电荷守恒定律、质量守恒定律、能量守恒定律等等。
(1)根据电荷守恒定律可知:一段导体中通有恒定电流时,在相等时间内通过导体不同截面的电荷量都是相同的。
a.己知带电粒子电荷量均为g,粒子定向移动所形成的电流强度为,求在时间t内通过某一截面的粒子数N.
b.直线加速器是一种通过高压电场使带电粒子加速的装置。带电粒子从粒子源处持续发出,假定带电粒子的初速度为零,加速过程中做的匀加速直线运动。如图l所示,在距粒子源l1、l2两处分别取一小段长度相等的粒子流。已知ll:l2=1:4,这两小段粒子流中所含的粒子数分别为n1和n2,求:n1:n2。
(2)在实际生活中经常看到这种现象:适当调整开关,可以看到从水龙头中流出的水柱越来越细,如图2所示,垂 直于水柱的横截面可视为圆。在水柱上取两个横截面A、B,经过A、B的水流速度大小分别为vI、v2;A、B直径分别为d1、d2,且d1:d2=2:1。求:水流的速度大小之 比v1:v2。
(3)如图3所示:一盛有水的大容器,其侧面有一个水平的短细管,水能够从细管中喷出;容器中水面的面积Sl 远远大于细管内的横截面积S2;重力加速度为g。假设 水不可压缩,而且没有粘滞性。
a.推理说明:容器中液面下降的速度比细管中的水流速度小很多,可以忽略不计:
b.在上述基础上,求:当液面距离细管的高度为h时, 细管中的水流速度v。
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【题目】如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为50匝,副线圈的匝数为100匝,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨间距为0.4m。导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回路中电阻R1=5Ω,R2=15Ω.图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为: ,则下列说法中正确的是
A. R1的功率为0.2 W
B. 电压表的示数为
C. 水平外力为恒力
D. 变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
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【题目】某能量探测器的简化装置如图所示,探测屏可通过传感器显示打到屏上各点的粒子动能。P是个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置,离P点的水平距离为L,上端A与P点的高度差也为h。若在地球上打开探测器,发现打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等均为E,将此仪器放在月球表面探测时,测得打在探测屏A、B处的微粒动能分别为EA、EB,下列说法正确的是(月球表面重力加速度为地球表面的)
A. L与h的关系满足
B. 屏上A下方处粒子动能最大
C. 在月球上仍有
D. 在月球上探测屏上各点粒子动能均不小于
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【题目】某同学在实验室找到一只表盘稍有磨损(中值“15“清晰可见)的万用表,不过他一想,这并不影响实验操作,于是进行了如下几项实验。
(1)在如图所示电路的电路中某一电阻发生了断路现象,在不断开电源的情况下,他选择了正确的挡位并进行了正确的操作,发现两表笔接在a、c两端时多用表指针明显偏转,而接在a、b两端多用表指针并未偏转,由此可知他选用的挡位和结论正确的是____
A.直流10V挡,R1断路
B.直流2.5v挡,R2断路
C.欧姆档,R1断路
D.欧姆挡,R2断路
(2)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、 F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源 的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中___________
(3)为了进一步研究该万用表,他找来一块量程为3V的标准电压表,将万用表调至“”档并进行了欧姆调零,然后将万用表的红黑表笔分别与电压表正负极相接,两表指针偏转如图所示。实验中,他应该将多用表的红表笔与电压表的_____ (正或负)接线柱相接触,丁图中电压表的读数为____ V,通过分析得知该电压表的内阻为______,多用表的内电源电动势为_____V
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【题目】如图所示,物理兴趣小组的同学将电阻R=4Ω与电动机M(其线圈电阻R0=2Ω)串联后接到电动势为E=10V,内阻为r=1Ω的电源两端,用电压表测出(未画出)测得电阻R两端的电压为U=2V,求:
(1)电源的总功率;
(2)电动机消耗的电功率;
(3)电动机转化成机械能的功率。
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