【題目】健身車上裝有金屬電磁阻尼飛輪,飛輪附近固定一電磁鐵,示意圖如圖所示,人在健身時帶動飛輪轉動.則( )
A. 飛輪轉速越大,阻尼越大
B. 電磁鐵所接電壓越大,阻尼越大
C. 飛輪材料電阻率越大,阻尼越大
D. 飛輪材料密度越大,阻尼越大
【答案】AB
【解析】飛輪在磁場中做切割磁感線的運動,所以會產(chǎn)生電源電動勢和感應電流,根據(jù)楞次定律可知,磁場會對運動的飛輪產(chǎn)生阻力,以阻礙飛輪與磁場之間的相對運動,所以飛輪受到的阻力主要來源于磁鐵對它的安培力。當飛輪轉速越大,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,飛輪上產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流越大;飛輪受到的阻力越大,故A正確;電磁鐵所接電壓越大,產(chǎn)生的磁場越強,根據(jù)法拉第電磁感應定律可知,飛輪上產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流越大;飛輪受到的阻力越大,故B正確;飛輪材料電阻率越大,感應電流越小,飛輪受到的阻力越小,故C錯誤;飛輪材料密度與阻尼無關,故D錯誤。所以AB正確,CD錯誤。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示為測量電動機轉動角速度的實驗裝置,半徑不大的圓形卡紙固定在電動機轉軸上,在電動機的帶動下勻速轉動。在圓形卡紙的旁邊垂直安裝一個改裝了的電火花計時器,它的打點時間間隔為t,實驗步驟如下:
①使電火花計時器與圓形卡紙保持良好接觸
②啟動電動機,使圓形卡紙轉動起來
③接通電火花計時器的電源,使它工作起來
④關閉電動機,拆除電火花計時器,研究卡紙上留下的一段痕跡(如圖乙所示)
如測出n個點對應的圓心角θ弧度,則可寫出角速度的表達式,代入數(shù)據(jù),得出的測量值
(1)要得到角速度的測量值,還缺少一種必要的測量工具,它是________。
A.秒表 B.螺旋測微器 C.圓規(guī) D.量角器
(2)寫出的表達式:________.
(3)為了避免在卡紙連續(xù)轉動的過程中出現(xiàn)打點重疊,在電火花計時器與盤面保持良好接觸的同時,可以緩慢地將電火花計時器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動,則卡紙上打下的點的分布曲線不是一個圓,而是類似一種螺旋線,如圖丙所示,這對測量結果有影響嗎?_____(選填“是”或“否”)
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【題目】a、b、c三個物體在同一條直線上運動,它們的位移一時間圖像如圖所示,其中a是一條頂點坐標為(0,10)的拋物線,下列說法正確的是( )
A. b、c兩物體都做勻速直線運動,兩個物體的速度相同
B. 在內(nèi),a、b兩個物體間的距離逐漸變大
C. 物體c的速度越來越大
D. 物體a的加速度為
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【題目】如圖所示,半徑分別為R=1 m和r=0.5 m的甲、乙兩光滑圓軌道置于同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一段光滑水平軌道CD相連,在水平軌道CD上一輕彈簧被a、b兩小球夾住,現(xiàn)同時由靜止釋放兩小球,重力加速度取g=10 m/s2.
①如果a、b小球都恰好能夠通過各自圓軌道的最高點,求兩小球的質(zhì)量之比;
②如果a、b小球的質(zhì)量均為0.5 kg,為保證兩小球都能夠通過各自圓軌道的最高點,求釋放兩小球前彈簧彈性勢能的最小值.
【答案】(1) (2)
【解析】根據(jù)牛頓第二定律得出最高點的速度,根據(jù)機械能守恒定律,動量守恒定律列出等式求解;由動量守恒定律知兩小球與彈簧分離時速度大小相等,再根據(jù)機械能守恒定律求解.
已知a、b小球恰好能通過各自圓軌道的最高點,則它們通過最高點時的速度大小分別為,
設兩小球與彈簧分離時的速度大小分別為 ,根據(jù)動量守恒定律有
根據(jù)機械能守恒定律有,,。聯(lián)立以上各式解得
②若ma=mb=0.5 kg,由動量守恒定律知兩小球與彈簧分離時速度大小相等
當a小球恰好能通過最高點時,b小球一定也能通過最高點,a小球通過最高點的速度為,此時彈簧的彈性勢能最小,最小值為
【點睛】解決該題關鍵能判斷出小球能通過最高點的條件,然后根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律聯(lián)立列式求解。
【題型】解答題
【結束】
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【題目】如圖所示,在第一象限內(nèi)有沿y軸負方向的電場強度大小為E的勻強電場.在第二象限中,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,圓形區(qū)域與x、y軸分別相切于A、C兩點.在A點正下方有一個粒子源P,P可以向x軸上方各個方向射出速度大小均為v0、質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計,不計粒子間的相互作用),其中沿y軸正向射出的帶電粒子剛好從C點垂直于y軸進入電場.
(1)求勻強磁場的磁感應強度大小B.
(2)求帶電粒子到達x軸時的橫坐標范圍和帶電粒子到達x軸前運動時間的范圍.
(3)如果將第一象限內(nèi)的電場方向改為沿x軸負方向,分析帶電粒子將從何處離開磁場,可以不寫出過程.
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【題目】磁流體發(fā)電機原理如圖所示,等離子體高速噴射到加有強磁場的管道內(nèi),正、負離子在洛倫茲力作用下分別向A、B兩金屬板偏轉,形成直流電源對外供電.則( )
A. 僅減小兩板間的距離,發(fā)電機的電動勢將增大
B. 僅增強磁感應強度,發(fā)電機的電動勢將減小
C. 僅增加負載的阻值,發(fā)電機的輸出功率將增大
D. 僅增大磁流體的噴射速度,發(fā)電機的總功率將增大
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【題目】中微子是一種不帶電、質(zhì)量很小的粒子.早在1942年我國物理學家王淦昌首先提出證實中微子存在的實驗方案.靜止的鈹核()可能從很靠近它的核外電子中俘獲一個電子(動能忽略不計)形成一個新核并放出中微子,新核處于激發(fā)態(tài),放出γ光子后回到基態(tài).通過測量新核和γ光子的能量,可間接證明中微子的存在.則________.
A. 產(chǎn)生的新核是鋰核()
B. 反應過程吸收能量
C. 中微子的動最與處于激發(fā)態(tài)新核的動量大小相等
D. 中微子的動能與處于激發(fā)態(tài)新核的動能相等
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【題目】如圖所示,水平導體棒ab質(zhì)量為m、長為L、電阻為R0,其兩個端點分別搭接在豎直平行放置的兩光滑金屬圓環(huán)上,兩圓環(huán)半徑均為r、電阻不計.阻值為R的電阻用導線與圓環(huán)相連接,理想交流電壓表V接在電阻兩端.整個空間有磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場,導體棒ab在外力F作用下以角速度ω繞兩圓環(huán)的中心軸OO′勻速轉動,產(chǎn)生正弦交流電.已知重力加速度為g.求:
(1) 導體棒ab沿環(huán)運動過程中受到的安培力最大值Fm;
(2) 電壓表的示數(shù)U和導體棒從環(huán)的最低點運動到與環(huán)心等高處過程中通過電阻R的電荷量q;
(3) 導體棒ab從環(huán)的最低點運動半周到最高點的過程中外力F做的功W.
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【題目】如圖甲所示,半徑為r的金屬細圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t的變化關系為(k>0,且為已知的常量)。
(1)已知金屬環(huán)的電阻為R。根據(jù)法拉第電磁感應定律,求金屬環(huán)的感應電動勢和感應電流I;
(2)麥克斯韋電磁理論認為:變化的磁場會在空間激發(fā)一種電場,這種電場與靜電場不同,稱為感生電場或渦旋電場。圖甲所示的磁場會在空間產(chǎn)生如圖乙所示的圓形渦旋電場,渦旋電場的電場線與金屬環(huán)是同心圓。金屬環(huán)中的自由電荷在渦旋電場的作用下做定向運動,形成了感應電流。渦旋電場力F充當非靜電力,其大小與渦旋電場場強E的關系滿足。如果移送電荷q時非靜電力所做的功為W,那么感應電動勢。
圖甲 圖乙
a.請推導證明:金屬環(huán)上某點的場強大小為;
b.經(jīng)典物理學認為,金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞。在考慮大量自由電子的統(tǒng)計結果時,電子與金屬離子的碰撞結果可視為導體對電子有連續(xù)的阻力,其大小可表示為(b>0,且為已知的常量)。已知自由電子的電荷量為e,金屬環(huán)中自由電子的總數(shù)為N。展開你想象的翅膀,給出一個合理的自由電子的運動模型,并在此基礎上,求出金屬環(huán)中的感應電流I。
(3)宏觀與微觀是相互聯(lián)系的。若該金屬單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,請你在(1)和(2)的基礎上推導該金屬的電阻率ρ與n、b的關系式。
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【題目】某同學用探究動能定理的裝置測滑塊的質(zhì)量M。如圖甲所示,在水平氣墊導軌上靠近定滑輪處固定一個光電門。讓一帶有遮光片的滑塊自某一位置由靜止釋放,計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t(t非常小),同時用米尺測出釋放點到光電門的距離s。
(1)該同學用螺旋測微器測出遮光片的寬度d,如圖乙所示,則d=________ mm。
(2)實驗中多次改變釋放點,測出多組數(shù)據(jù),描點連線,做出的圖像為一條傾斜直線,如圖丙所示。圖像的縱坐標s表示釋放點到光電門的距離,則橫坐標表示的是______。
A.t B.t2 C. D.
(3)已知鉤碼的質(zhì)量為m,圖丙中圖線的斜率為k,重力加速度為g。根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),寫出滑塊質(zhì)量的表達式M=____________________。(用字母表示)
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