【题目】如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距L为1 m,电阻不计.导轨所在的平面与磁感应强度B为1 T的匀强磁场垂直.质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触,导轨的上端接有阻值为R=3 Ω的灯泡.金属杆从静止下落,当下落高度为h=4 m后灯泡保持正常发光.重力加速度为g=10 m/s2.求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)金属杆从静止下落4 m的过程中通过灯泡的电荷量;
(3)金属杆从静止下落4 m的过程中灯泡所消耗的电能.
【答案】(1)灯泡的额定功率是12W;
(2)金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量是1C;
(3)金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能是1.2J.
【解析】试题分析:(1)灯泡保持正常发光时,金属杆做匀速运动,重力与安培力二力平衡,列出平衡方程,可得到灯泡的额定电流,即可求得其额定功率.
(2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量的公式结合求解电量.
(3)根据能量守恒定律求解灯泡所消耗的电能.
解:(1)灯泡保持正常发光时,金属杆做匀速运动 mg=BIL
得灯泡正常发光时的电流 I==A=2A
则额定功率P=I2R=22×3W="12" W
(2)平均电动势=,平均电流=
则电荷量q=△t==C="1" C
(3)E=I(R+r)=BLv
得金属杆匀速时的速度为v==="8" m/s
由能量守恒有:mgh=mv2+W电
得回路中消耗的总的电能W电="1.6" J
则灯泡所消耗的电能WR=W电=×1.6J="1.2" J
答:
(1)灯泡的额定功率是12W;
(2)金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量是1C;
(3)金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能是1.2J.
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【题目】下列说法正确的是
A. 牛顿(N)在国际单位制中是力学基本单位 B. 加速度(a)是矢量
C. 重的物体比轻的物体下落快 D. 处于平衡状态的物体一定是静止的
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【题目】下列关于一对作用力和反作用力的说法中正确的是( )
A. 只有当相互作用的两物体都处于静止时,它们之间的作用力和反作用力大小才相等
B. 摩擦力的反作用力亦可能是弹力
C. 一对作用力和反作用力可以相互平衡
D. 一对作用力与反作用力对物体产生的作用效果可以不同
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【题目】科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而变小,如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻, 和为滑动变阻器, 和为定值电阻,当开关和闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。则
A. 只调节电阻,当向下端移动时,电阻消耗的电功率变大
B. 只调节电阻,当向下端移动时,带电微粒向下运动
C. 只调节电阻,当向右端移动时,电阻消耗的电功率变大
D. 只调节电阻,当向右端移动时,带电微粒向下运动
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【题目】(12分)如图1所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1,小车和砝码的质量为m2,重力加速度为g。
⑴下列说法正确的是_______。
A.每次在小车上加减砝码时,应重新平衡摩擦力
B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远小于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作图象
⑵实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,测得,作出图像,他可能作出图2中_______(选填“甲”、“ 乙”、“ 丙”)图线。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是_______。
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.砝码盘和砝码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
⑶实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,若轨道水平,他测量得到的图像,如图3。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数_______,钩码的质量_______。
(4)实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间是0.1 s,图中长度单位是cm,由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2.
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【题目】关于力,下列说法中正确的是( )
A. 力可以离开物体而独立存在
B. 力的大小相同,产生的效果一定相同
C. 施力物体与受力物体一定同时存在,但施力物体不可能是受力物体
D. 两个磁铁同名磁极靠近但不接触,它们之间存在斥力作用,可以看出相互不接触的物体间也可以产生力的作用
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 电子和质子都是元电荷
B. 元电荷没有正、负之分,物体所带的电荷量可以为任意实数
C. 摩擦起电的过程,是靠摩擦产生了电荷
D. 在一定的条件下,一对正、负电子同时湮没,转化为光子,这不违背电荷守恒定律
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【题目】如图所示,abcd为一边长为l的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界与线框的cd边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下。线框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁场区域。cd边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a、b两端的电压Uab及导线框中的电流i随cd边的位移x变化的图线可能是( )
A. B. C. D.
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【题目】半径为R,均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场;场强大小沿半径分布如图所示,图中E0已知,E﹣r曲线下O﹣R部分的面积等于R﹣2R部分的面积.
(1)写出E﹣r曲线下面积的单位;
(2)己知带电球在r≥R处的场强E=,式中k为静电力常量,该均匀带电球所带的电荷量Q为多大?
(3)求球心与球表面间的电势差△U;
(4)质量为m,电荷量为q的负电荷在球面处需具有多大的速度可以刚好运动到2R处?
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