【題目】圖1是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的對稱軸OO′轉(zhuǎn)動,由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖2是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1,bc長度為L2,線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動(只考慮單匝線圈)。
(1)線圈平面處于中性面位置時開始計時,試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式;
(2)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。(其它電阻均不計)
【答案】(1)BL1L2ωsinωt(2)πRω2
【解析】
(1)矩形線圈abcd在磁場中轉(zhuǎn)動時,只有ab和cd切割磁感線,且轉(zhuǎn)動的半徑為r=,設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動速度為v,則:v=ω·
在t時刻,導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為:E1=BL1vsinωt
則整個線圈的感應(yīng)電動勢為:e1=2E1=BL1L2ωsinωt
(2)由閉合電路歐姆定律有:I=、
又:E=
線圈轉(zhuǎn)動一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為:QR=I2RT
其中T=
得:QR=πRω2
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【題目】如圖所示,三個小球從同一高度處的O點分別以水平初速度v1、v2、v3拋出,落在水平面上的位置分別是A、B、C,O′是O在水平面上的射影點,且O′A:O′B:O′C=1:3:5.若不計空氣阻力,則下列說法正確的是( )
A. v1:v2:v3=1:3:5B. 三個小球下落的時間相同
C. 三個小球落地的速度相同D. 三個小球落地的位移相同
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【題目】如圖所示,一水平方向的勻強(qiáng)磁場,磁場區(qū)域的高度為h,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m、電阻為R、粗細(xì)均勻的矩形線圈,ab= L,bc=h,該線圈從cd邊離磁場上邊界高度處自由落下,不計空氣阻力,重力加速度為g,設(shè)cd邊始終保持水平,則( )
A.cd邊剛進(jìn)入磁場時速度大小
B.cd邊剛進(jìn)人磁場時其兩端電壓
C.線圈穿過磁場的時間
D.線圈穿過磁場過程中,回路中產(chǎn)生的熱量
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【題目】有關(guān)熱學(xué),下列說法正確的是()。
A.甲分子固定不動,乙分子從很遠(yuǎn)處向甲靠近到不能再靠近的過程中,分子間的分子勢能是先增大后減小
B.一定量的理想氣體在體積不變的條件下,吸收熱量,內(nèi)能一定增大,壓強(qiáng)必增大
C.已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA,水的摩爾質(zhì)量為M,標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的密度為(均為國際單位制單位),則1個水分子的體積是
D.自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,是不可逆的
E.飽和汽壓與分子密度有關(guān),與溫度無關(guān)
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【題目】如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一彈性橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點,橡皮繩豎直時處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中 (整個過程中橡皮繩始終處于彈性限度內(nèi))( )
A.橡皮繩的彈性勢能一直增大
B.圓環(huán)的機(jī)械能先不變后減小
C.橡皮繩的彈性勢能增加了mgh
D.橡皮繩再次到達(dá)原長時圓環(huán)動能最大
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【題目】(1)在做探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗時,要用到打點計時器,打點計時器是一種計時儀器,其電源頻率為50Hz,常用的電磁打點計時器和電火花計時器使用的是______(直流電,交流電),它們是每隔______s打一個點。
(2)小車拖動紙帶運動,打出的紙帶如圖所示。選出A、B、C、D、E、F、G,7個計數(shù)點,每相鄰兩點間還有4個計時點(圖中未標(biāo)出).已知各點間位移。則:
E點的瞬時速度vE=______m/s保留三位有效數(shù)字);小車運動加速度a=_____m/s2(保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖所示,汽缸開口向上固定在水平面上,其橫截面積為S,內(nèi)壁光滑,A、B為距離汽缸底部h2處的等高限位裝置,限位裝置上裝有壓力傳感器,可探測活塞對限位裝置的壓力大小。活塞質(zhì)量為m,在汽缸內(nèi)封閉了一段高為h1、溫度為T1的理想氣體。對汽缸內(nèi)氣體緩緩降溫,已知重力加速度為g,大氣壓強(qiáng)為p0,變化過程中活塞始終保持水平狀態(tài)。求:
(1)當(dāng)活塞剛好與限位裝置接觸(無彈力)時,汽缸內(nèi)氣體的溫度T2;
(2)當(dāng)A、B處壓力傳感器的示數(shù)之和為2mg時,汽缸內(nèi)氣體的溫度T3。
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【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置探究求合力的方法.將一木板(圖中未畫出)豎直放置與鐵架臺和輕彈簧所在平面平行.其部分實驗操作如下,請完成下列相關(guān)內(nèi)容:
(1)如圖甲,在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O;
(2)卸下鉤碼然后將兩細(xì)繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測力計將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細(xì)繩套AO、BO的________及兩彈簧測力計相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中B彈簧測力計的讀數(shù)為________N;
(3)該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧測力計拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請在圖丙中作出FA、FB的合力F′ _____________;
(4)已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示,觀察比較F和F′,得出結(jié)論:__________.
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【題目】如圖所示,A、B兩物體的重力分別是GA=3 N、GB=4 N,A用懸繩掛在天花板上,B放在水平地面上,A、B間的輕彈簧為壓縮狀態(tài),彈力F=2 N,則繩中張力F1和B對地面的壓力F2分別為( )
A. 7 N和10 N B. 5 N和2 N C. 1 N和6 N D. 2 N和5 N
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