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【題目】兩個等量同種電荷固定于光滑水平面上,其連線的中垂線上有A、B、C三點,如圖甲所示。一個電荷量為2×l0-6C、質(zhì)量為lg的小物塊從該水平面內(nèi)的C點靜止釋放,其運動的v-t圖象如圖乙所示,其中B點處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是:( )
A. B為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點,其電場強(qiáng)度E=l×l03V/m
B. 由C到A的過程中,物塊的電勢能先減小后變大
C. 由C到A的過程中,電勢逐漸升高
D. AB兩點電勢差UAB=-5×103V
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【題目】如圖所示,一塊長木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物體A,現(xiàn)以恒定的外力拉B,由于A、B間摩擦力的作用,A將在B上滑動,以地面為參照物,A、B都向前移動一段距離,在此過程中( )
A.外力F做的功等于A和B動能的增量
B.B對A的摩擦力所做的功等于A的動能的增量
C.A對B的摩擦力所做的功等于B對A的摩擦力所做的功
D.外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和
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【題目】我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室,之后發(fā)生“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動,為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接,下列措施可行的是
A. 使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接
B. 使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行,然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接
C. 飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接
D. 飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接
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【題目】一個質(zhì)量可忽略不計的長輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上,木板上放質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=2 kg的A、B兩物塊,A、B與木板之間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.2,水平恒力F作用在A物塊上,如圖所示(重力加速度g取10 m/s2).則下列說法錯誤的是:( )
A. 若F=1 N,則A、B都相對板靜止不動
B. 若F=1.5 N,則A物塊所受摩擦力大小為1.5 N
C. 若F=4 N,則B物塊所受摩擦力大小為2 N
D. 若F=6 N,則B物塊的加速度為1 m/s2
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【題目】由某種金屬材料制成的圓柱形導(dǎo)體,將其兩端與電源連接,會在導(dǎo)體內(nèi)部形成勻強(qiáng)電場,金屬中的自由電子會在電場力作用下發(fā)生定向移動形成電流。已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,該金屬單位體積的自由電子數(shù)為n。
(1)若電源電動勢為E,且內(nèi)阻不計,
a. 求電源從正極每搬運一個自由電子到達(dá)負(fù)極過程中非靜電力所做的功W非;
b. 從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度推導(dǎo):導(dǎo)體兩端的電壓U等于電源的電動勢E;
(2)經(jīng)典的金屬電子論認(rèn)為:在外電場(由電源提供的電場)中,金屬中的自由電子受到電場力的驅(qū)動,在原熱運動基礎(chǔ)上疊加定向移動,如圖所示。在定向加速運動中,自由電子與金屬正離子發(fā)生碰撞,自身停頓一下,將定向移動所獲得的能量轉(zhuǎn)移給金屬正離子,引起正離子振動加劇,金屬溫度升高。自由電子在定向移動時由于被頻繁碰撞受到阻礙作用,這就是電阻形成的原因。
自由電子定向移動的平均速率為v,熱運動的平均速率為u,發(fā)生兩次碰撞之間的平均距離為x。由于v<<u,所以自由電子發(fā)生兩次碰撞的時間間隔主要由熱運動決定。自由電子每次碰撞后的定向移動速率均變?yōu)榱恪?/span>
a. 求該金屬的電阻率ρ,并結(jié)合計算結(jié)果至少說明一個與金屬電阻率有關(guān)的宏觀因素;
b. 該導(dǎo)體長度為L,截面積為S。若將單位時間內(nèi)導(dǎo)體中所有自由電子因與正離子碰撞而損失的動能之和設(shè)為ΔEk,導(dǎo)體的發(fā)熱功率設(shè)為P,試證明P=ΔEk。
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【題目】對于同一物理問題,常�?梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)線,單位體積內(nèi)有n個自由電子,一個電子電量為e。該導(dǎo)線通有恒定電流時,導(dǎo)線兩端的電勢差為U,假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v。
(1)求導(dǎo)線中的電流I;
(2)所謂電流做功,實質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時間t內(nèi)電流做功W為多少,小紅和小明給出了不同的想法:
小紅記得老師上課講過,W=UIt,因此將第(1)問求出的I的結(jié)果代入,就可以得到W的表達(dá)式。但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個公式的。小明提出,既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場的場強(qiáng),即,設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為q后,再求出電場力做的功
,將q代換之后,小明沒有得出W=UIt的結(jié)果。
請問你認(rèn)為小紅和小明誰說的對?若是小紅說的對,請給出公式的推導(dǎo)過程;若是小明說的對,請補(bǔ)充完善這個問題中電流做功的求解過程。
(3)為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況,物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j,導(dǎo)線的電阻率為ρ,試證明:。
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【題目】如甲圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌靜止放置,不計金屬桿ab的電阻,金屬桿ab的質(zhì)量為m,金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。重力加速度為g,求:
(1)金屬桿ab所受安培力;
(2)滑動變阻器的阻值R;
(3)若將磁場方向按乙圖所示的方向逆時針旋轉(zhuǎn)90°至水平方向(虛線所指),且始終保持ab桿處于靜止?fàn)顟B(tài),試通過受力分析說明磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變化情況。
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【題目】某同學(xué)想要描繪標(biāo)有“2.5V,0.3A”字樣的小燈泡L的伏安特性曲線,要求燈泡兩端的電壓由零逐漸增加到額定值,且盡量減小實驗誤差.可供選擇的器材除小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線外,還有:
A.電壓表V,量程0~3V,內(nèi)阻約5kΩ
B.電流表A1,量程0~300mA,內(nèi)阻約0.25Ω
C.電流表A2,量程0~100mA,內(nèi)阻約5Ω
D.滑動變阻器R1,最大阻值10Ω,額定電流2.0A
E.滑動變阻器R2,最大阻值100Ω,額定電流1.0A
F.直流電源E,電動勢約3V,內(nèi)阻2Ω
①上述器材中,電流表應(yīng)選______,滑動變阻器應(yīng)選______(填寫所選器材前的字母代號)。
②請將虛線框內(nèi)圖1所示的實驗電路圖補(bǔ)畫完整______,并在圖2中進(jìn)行實物連線______。
③如圖3是該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的伏安特性曲線。從圖線可以得出小燈泡燈絲的電阻率隨溫度變化的特點是_________。
④在實驗中,當(dāng)小燈泡兩端加2.5V的電壓時,此時小燈泡的電阻為_________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
⑤在滑動變阻器滑動過程中,若用P、I、U、R分別表示小燈泡的功率、通過的電流、兩端的電壓和電阻,則下列圖象可能正確的是______________.
A B
C D
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【題目】某同學(xué)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。
(1)現(xiàn)備有下列器材:
A.待測的干電池一節(jié)
B.電流表(量程0~150mA,內(nèi)阻Rg=3.0Ω)
C.電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻Rv約1kΩ)
D.滑動變阻器R(0~20Ω,1.0 A)
E.電阻箱R0(0~99.9Ω)
F.開關(guān)和若干導(dǎo)線
該同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中電流表的量程較小,他想利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一塊量程為 0~0.6A的電流表,則電阻箱R0的阻值應(yīng)取______Ω。請在圖甲的虛線框內(nèi)畫出利用上述器材測量干電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖_________。
(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的U-I圖像(U、I分別為電壓表和電流表的示數(shù))。根據(jù)該圖像可得被測電池的電動勢E=______V,內(nèi)阻r=______Ω。
(3)該同學(xué)完成實驗后又嘗試用以下方案測定一節(jié)干電池的電動勢。如圖丙,Ex為待測干電池,Es為電動勢已知的標(biāo)準(zhǔn)電池,AB為一根粗細(xì)均勻的直線電阻絲,R1為保護(hù)電阻。該同學(xué)的操作步驟如下:
①閉合開關(guān)S1,粗調(diào)滑動變阻器R,使直線電阻AB兩端的電壓約為2.0V(可用電壓表粗測);
②將開關(guān)S2撥到位置“1”,調(diào)節(jié)滑動觸頭C至C1點時靈敏電流計的讀數(shù)為零,測出AC1的長度為L1;
③將開關(guān)S2撥到位置“2”,調(diào)節(jié)滑動觸頭C至C2點時靈敏電流計的讀數(shù)再次為零,測出AC2的長度為L2。則待測電池電動勢的表達(dá)式為Ex=__________________。
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【題目】如圖甲,利用恒速滴液瓶(每隔相同時間從玻璃管口滴下一個液滴)和頻閃光源來研究自由落體運動。實驗時,調(diào)節(jié)頻閃光源的頻率和恒速液滴的頻率,使兩者恰好相等,屏幕上就會出現(xiàn)“液滴不動”的影點,設(shè)此時頻閃光源的頻率為f。某次實驗的影點位置如圖乙所示,三個影點間的距離分別為h1、h2和h3。
①若圖乙中最上邊一個影點的初速度恰好為零,則h1:h2:h3=___________,液滴下落加速度的表達(dá)式為a=____________。
②圖乙中自上而下第二個影點瞬時速度的表達(dá)式為v=_________。
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