【题目】如图所示的电路中,R1=4Ω,R2=2Ω,滑动变阻器R3上标有“10Ω 2A”的字样,理想电压表的量程有0~3V和0~15V两挡,理想电流表的量程有0~0.6A和0~3A两挡。闭合开关S,将滑片P从最左端向右移动到某位置时,电压表、电流表示数分别为2V和0.5A;继续向右移动滑片P至另一位置,电压表指针指在满偏的,电流表指针也指在满偏的
.求电源电动势与内阻的大小。(保留两位有效数字)
【答案】7.0V,2.0Ω。
【解析】
根据滑动变阻器的移动可知电流及电压的变化,是可判断所选量程,从而求出电流表的示数;由闭合电路欧姆定律可得出电动势与内阻的两个表达式,联立即可求得电源的电动势。
滑片P向右移动的过程中,电流表示数在减小,电压表示数在增大,由此可以确定电流表量程选取的是0~0.6 A,电压表量程选取的是0~15 V,所以第二次电流表的示数为×0.6 A=0.2 A,电压表的示数为
×15 V=5 V
当电流表示数为0.5A时,R1两端的电压为U1=I1R1=0.5×4 V=2 V
回路的总电流为I总=I1+=0.5+
A=1.5 A
由闭合电路欧姆定律得E=I总r+U1+U3,
即E=1.5r+2+2①
当电流表示数为0.2 A时,R1两端的电压为U1′=I1′R1=0.2×4V=0.8 V
回路的总电流为I总′=I1′+=0.2+
A=0.6A
由闭合电路欧姆定律得E=I总′r+U1′+U3′,
即E=0.6r+0.8+5②
联立①②解得E=7.0 V,r=2.0Ω
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【题目】如图所示,一电荷量为q的带电粒子,以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,射出磁场时的速度方向与原来粒子的入射方向的夹角θ=60°,求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)带电粒子的电性和质量m;
(3)带电粒子穿过磁场的时间t。
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【题目】物理小组在一次验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图甲所示,气垫导轨放置在水平桌面上,一端装有光滑的定滑轮;导轨上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为f。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,先接通电源,再松手后滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点。
(1)本实验存在一个重大的失误,该失误是:_______________.
(2)为了验证机械能守恒定律,下列物理量中还应测量的是________ 。
A.导轨的长度L B.砝码的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
(3)如果图乙中S1、S2、S3是实验改进后测得的数据,请写出从计数点3到计数点4的过程中要验证的机械能守恒定律的表达式____________________。
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【题目】图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1,电压表和电流表可视为理想电表,现在原线圈两端加上交变电压U=311sin(100πt)V时,灯泡L1、L2均正常发光则下列说法中正确的是
A. 该交流电的方向每秒钟改变50次
B. 电压表的示数为55V
C. 若将变阻器的滑片P向下滑动,则L1变亮、L2将变暗
D. 若将变阻器的滑片P向上滑动,则原线圈的输入功率增大
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【题目】如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆( )
A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
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【题目】阿特武德机是早期测量重力加速度的装置,由英国数学家、物理学家阿特武德于1784年制成。某同学根据其原理设计出如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下:
①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;
②在重锤1上加上质量为m的小钩码;
③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;
④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。
请回答下列问题:
(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差;
(2)关于本实验以下说法正确的是______;
A.m相比于重锤的质量越小,加速度越小,运动的时间就越大,测量的相对误差就越小
B.绳子的张力大于重锤和小钩码的重力之和
C.若忽略一切摩擦阻力,实验过程中小钩码不慎掉落,则重锤立即做减速运动。
(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现可以在重锤1上加适当的橡皮泥用于平衡摩擦阻力,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为 。用实验中的测量量和已知量表示g,得g= ______。
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【题目】如图所示,绝热汽缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M = 200 kg,活塞质量m = 10 kg,活塞面积S = 100 cm2,l = 20 cm。绝热活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气,此时,缸内气体的温度为27℃,活塞位于汽缸正中,整个装置都静止。在汽缸内部有一个阻值的电阻丝(图中没画出),电阻丝两端的电压U = 12 V。接通电源10 s后断开,活塞相对气缸缓慢移动到缸口AB处已知大气压恒为P0=1.0×105Pa,重力加速度为 g = 10 m/s2若电阻丝产生的热量全部被气体吸收。求:
(i)活塞恰好静止在汽缸缸口AB处时,缸内气体的温度;
(ii)从接通电源到活塞相对气缸移动到缸口AB的过程中理想气体的内能变化量。
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【题目】如图所示,半径 R=1.6m 的光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长 L=3m 的绝缘水平传送带平滑连接,传送带以
=3m/s 的速度顺时针转动,传送带右侧空间存在互相垂 直的匀强电场和匀强磁场,电场强度 E=20N/C,磁感应强度 B=3.0T,方向垂直纸面向外。两 个质量均为
的物块 a 和 b,物块 a 不带电,b 带
的正电并静止于圆 弧轨道最低点,将 a 物块从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到最低点与 b 发生正碰,碰撞时间极短,碰后粘合在一起,离开传送带后一起飞入复合场 中,最后以与水平成
角落在地面上的 P 点(如图), 已知两物块与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.1,取 g=10
,a、b 均可看做质点。求:
(1)物块 a 运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力;
(2)传送带距离水平地面的高度;
(3)两物块碰撞后到落地前瞬间的运动过程中,a、b系统机械能的变化量。
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【题目】如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,木块与墙间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌人其中,经过一段时间,木块第一次回到A 位置,弹簧在弹性限度内。求:
①木块第一次回到A位置时速度大小v;
②此过程中墙对弹簧冲量大小I。
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