23．高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖。將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的電阻R₀=1.0×10^-3 W×m^-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍，焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響。

(1)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，在圖3中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以逆時針方向電流為正)；

(2)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值；

(3)求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱．

解：(1)環(huán)形金屬工件電阻為R=2prR₀+9´2prR₀=20prR₀=6.28´10^-3Ω

在0-2T/3時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢為

E=＝6.28V

電流為I==1.0´10³A

由楞次定律得到電流方向逆時針

I-t關(guān)系圖象如圖4所示.

(2)設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為I_效，在一個周期內(nèi)

I_效²RT＝

解得：I_效=A＝816A

(3)在t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱為

而R'=9´2prR₀=5.65´10^-3Ω

解得：Q=I²R't＝1.13´10³J

22．(16分)質(zhì)量m=2.0×10^-4kg、電荷量q=1.0×10^-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的勻強電場中，電場強度大小為E₁。在t=0時刻，電場強度突然增加到E₂=4.0×10³N/C，到t=0.20s時再把電場方向改為水平向右，場強大小保持不變。取g=10m/s²。求：

(1)t=0.20s時間內(nèi)帶電微粒上升的高度；

(2)t=0.20s時間內(nèi)帶電微粒增加的電勢能；

(3)電場方向改為水平向右后帶電微粒最小的的動能。

(1)在E₂電場中，設(shè)帶電微粒向上的加速度為a₁，根據(jù)牛頓第二定律

　　 q E₂-mg=ma₁

　　 解得：a₁=10m/s²　　　　

設(shè)0.20s時間內(nèi)帶電微粒上升的高度為h，則

　　　 解得：h=0.20m

(2)在t=0.20s時間內(nèi)電場力對帶電微粒做正功，電勢能減少

　　 解得：ΔE=-8.0×10^-2J

(3)在t=0.20s時帶點微粒的速度v₁=a₁t=2.0m/s

把電場E₂改為水平向右后，設(shè)帶電微粒在豎直方向做勻減速運動的速度為v_y，水平方向作勻加速運動的速度為v_x，帶電微粒的動能達到最小時所用時間為t₁，則

v_y=v₁-gt₁

v_x=a₂t₁,

a₂=＝20m/s

　 解得：v_y=2.0-10t₁, v_x=20t₁

　 帶點微粒的動能E_k=

當＝0.04 s時，E_k有最小值

解得：E_k=3.2×10^-4J

說明：用當電場力與重力的合力與速度方向垂直時，速度有最小值，計算也可以。

21．(1) 0.776mm，

(2)在把電流表改裝成電壓表的實驗中，把量程為I_g、內(nèi)阻未知的電流表G改裝成電壓表。

①采用如圖1所示的電路測電流表G的內(nèi)阻R_g，根據(jù)電路圖連接實物圖；

②測得電流表G內(nèi)阻為R_g，把它改裝成量程為U_V的電壓表，需要　　　 聯(lián)(填“串”或“并”)一個電阻R_x，R_x=　　　　　　　　　 。串，

③把改裝好的電壓表與標準電壓表進行逐格校對，試在方框內(nèi)畫出實驗電路圖。改裝及校準所用器材的實物如右圖所示，試在所給的實物圖中畫出連接導(dǎo)線。

計算題

21．

(1)某同學(xué)利用雙縫干涉實驗裝置測定某一光的波長，已知雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L，將測量頭的分劃板中心刻線與某一亮條紋的中心對齊，并將該條紋記為第一亮條紋，其示數(shù)如圖所示，此時的示數(shù)x₁=　 　　　　mm。然后轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第n亮條紋的中心對齊，測出第n亮條紋示數(shù)為x₂。由以上數(shù)據(jù)可求得該光的波長表達式λ=　　　 　　　(用給出的字母符號表示)。

20．B

實驗題

20．如圖所示，在光滑的水平面上有質(zhì)量相等的木塊A和木板B，木塊A以速度v₀向左滑上靜止的木板B的水平上表面，木板B上表面光滑，木板左端固定一輕質(zhì)彈簧。當木塊A碰到木板B左側(cè)的彈簧至壓縮的過程中，下列判斷正確的是(　　 )

　 A. 當彈簧壓縮量最大時，木塊A減少的動能最多，木塊A的速度減少到v₀/2

　 B. 當彈簧壓縮量最大時，整個系統(tǒng)減少的動能最多，木塊A的速度要減少v₀/2

　 C. 當彈簧由壓縮恢復(fù)至原長時，木塊A減少的動能最多，木塊A的速度減小到v₀/2

　 D. 當彈簧由壓縮恢復(fù)至原長時，整個系統(tǒng)動能恢復(fù)初始值，木塊A的速度大小不變

19．D

19．圖是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖。帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點初速度為零)后，進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場做勻速圓周運動，最后分別打在感光板S上的x₁、x₂處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則

A．a與b有相同的質(zhì)量，打在感光板上時，b的速度比a大

B．a與b有相同的質(zhì)量，但a的電量比b的電量小

C．a與b有相同的電量，但a的質(zhì)量比b的質(zhì)量大

D．a與b有相同的電量，但a的質(zhì)量比b的質(zhì)量小

18．A

18B. 角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示。當系統(tǒng)繞軸OO′轉(zhuǎn)動時，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計。滑動變阻器總長也為l ，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時P在B點，當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，則: 　

A.電路中電流隨角速度的增大而增大

B.電路中電流隨角速度的減小而減小,

C.彈簧的伸長量為x=mωl／ ( k-mω²)

　D.輸出電壓U與ω的函數(shù)式為 U= Emω²／(k-mω²)

18B. D

17．D

18A．將如圖所示裝置安裝在沿直軌道運動的火車車廂中，使桿沿軌道方向固定，就可以對火車運動的加速度進行檢測。閉合開關(guān)S，當系統(tǒng)靜止時，穿在光滑絕緣桿上的小球停在O點，固定在小球上的變阻器滑片停在變阻器BC的正中央，此時，電壓表指針指在表盤刻度中央。當火車在水平方向有加速度時，小球在光滑絕緣桿上移動，滑片P隨之在變阻器上移動，電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。已知，當火車向左加速運動時，電壓表的指針向右偏。則:

A. 電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做加速運動

B. 電壓表指針向右偏，說明火車可能在向右做加速運動

C. 電壓表指針向左偏，說明火車可能在向右做減速運動

D. 電壓表指針向左偏，說明火車可能在向左做加速運動