【題目】圓盤發(fā)電機的構造如圖甲水平放置的金屬圓盤在豎直向下的勻強磁場中繞與圓盤平面垂直且過圓盤中心O點的軸勻速轉動,從a、b兩端將有電壓輸出.現(xiàn)將此發(fā)電機簡化成如圖乙所示的模型:固定的金屬圓環(huán)水平放置,金屬棒OP繞圓環(huán)中心O以角速度ω勻速轉動,金屬棒的P端與圓環(huán)無摩擦緊密接觸,整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中.已知圓環(huán)半徑OP=20 cm,圓環(huán)總電阻為R1=0.4 Ω,金屬棒的電阻R2=0.1 Ω,金屬棒轉動的角速度為ω=500 rad/s,磁感應強度B=1 T,外接負載電阻R=0.3 Ω.求:
(1)金屬棒OP中產(chǎn)生的感應電動勢的大小為多少?O、P兩點哪點電勢高?
(2)負載電阻上的最大功率與最小功率各為多少?
【答案】(1)E=10 V,O點電勢高;(2) W, W;
【解析】(1)金屬棒OP產(chǎn)生的感應電動勢為:E=BL`v=BL=BL2ω,代入數(shù)據(jù)得E=10 V.
根據(jù)右手定則可判斷感應電流的方向為P→O,所以O點電勢高.
(2)當P點與Q點重合時,電路中的總電阻最小,R總=R+R2=(0.1+ 0.3)Ω= 0.4 Ω,電路中的總電流最大,其最大值為I1==A =25 A,則電阻R上消耗的最大功率為P1=R=187.5W.
設金屬棒轉到某位置時,QP間電阻為Rx,另一部分電阻為Ry,圓環(huán)接入電路的電阻為R圓環(huán)=.當Rx=Ry==0.2 Ω時,圓環(huán)接入電路的電阻最大,其最大值為0.1 Ω,此時通過負載電阻的電流最小,其最小值為I2==A=20 A,則電阻R上消耗的最小功率為P2=R=120 W.
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【題目】如圖甲所示,在光滑絕緣水平面內(nèi),兩條平行虛線間存在一勻強磁場,磁感應強度方向與水平面垂直,邊長為l的正方形單匝金屬線框abcd位于水平面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行。T=0時刻線框在水平外力的作用下由靜止開始做勻加速直線運動通過該磁場,回路中的感應電流大小與時間的關系如圖乙所示,下列說法正確的是
A. 水平外力為恒力
B. 勻強磁場的寬度為
C. ab邊離開磁場的時間為
D. 線框出磁場過程中水平外力做的功小于線框進入磁場過程中水平外力做的功
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【題目】如圖所示,兩個完全相同的波源在介質中形成的波相疊加而發(fā)生的干涉的示意圖,實線表示波峰,虛線表示波谷,則( 。
A. A點為振動加強點,經(jīng)過半個周期,這一點振動仍加強
B. B點為振動減弱點,經(jīng)過半個周期,這一點振動加強
C. C點為振動加強點,經(jīng)過半個周期,這一點振動減弱
D. D點為振動減弱點,經(jīng)過半個周期,這一點振動加強
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【題目】“雪龍?zhí)枴蹦蠘O考察船在由我國駛向南極的過程中,經(jīng)過赤道時測得某物體的重力是G1;在南極附近測得該物體的重力為G2;已知地球自轉的周期為T,引力常數(shù)為G,假設地球可視為質量分布均勻的球體,由此可知:
A. 地球的密度為
B. 地球的密度為
C. 當?shù)厍虻淖赞D周期為 時,放在地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力
D. 當?shù)厍虻淖赞D周期為 時,放在地球赤道地面上的物體不再對地面有壓力
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【題目】在做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次沿同一斜槽軌道滑下,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡. 在做該實驗中某同學只記錄了物體運動的軌跡上的A、B、C三點并以A點為坐標原點建立了直角坐標系,得到如圖所示的圖象.(g=10m/s.且所有結果均保留2位有效數(shù)字)
(1)試根據(jù)圖象求出物體平拋運動的初速度大小為______m/s;
(2)物體運動到B點時的速度大小為______m/s;
(3)拋出點的橫坐標為xo=_______cm .
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【題目】在溫哥華冬奧會上,來自我國黑龍江省的選手李妮娜在自由式滑雪比賽中獲得銀牌.她在比賽過程中的運動軌跡如圖所示,其中a為運動起點,b為ac間的最低點,c為騰空躍起的最高點,d是騰空后的落地點,最后停在e點.空氣阻力可以忽略,雪地與滑雪板之間的摩擦力不可忽略.
李妮娜整個運動過程中,下列說法正確的是( )
A. 從a點向b點運動過程中,重力勢能全部轉化為動能
B. 在a點和c點速度都為零,因此重力勢能相等
C. 從c點下落到d點過程中,減少的重力勢能全部轉化為動能
D. 在a點和e點都處于靜止狀態(tài),因此機械能相等
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【題目】現(xiàn)代觀測表明,由于引力作用,恒星有“聚集”的特點,眾多的恒星組成了不同層次的恒星系統(tǒng),最簡單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉的雙星,事實上,冥王星也是和另一星體構成雙星,如圖所示,這兩顆行星m1、m2各以一定速率繞它們連線上某一中心O勻速轉動,這樣才不至于因萬有引力作用而吸引在一起,現(xiàn)測出雙星間的距離始終為L,且它們做勻速圓周運動的半徑r1與r2之比為3∶2,則 ( ).
A.它們的角速度大小之比為2∶3
B.它們的線速度大小之比為3∶2
C.它們的質量之比為3∶2
D.它們的周期之比為2∶3
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【題目】如圖所示,橫截面積為S,質量為M的活塞在氣缸內(nèi)封閉著一定質量的理想氣體,現(xiàn)對氣缸內(nèi)氣體緩慢加熱,使其溫度從T1升高了T,氣柱的高度增加了ΔL,吸收的熱量為Q,不計氣缸與活塞的摩擦,外界大氣壓強為p0,重力加速度為g,求:
①此加熱過程中氣體內(nèi)能增加了多少?
②若保持缸內(nèi)氣體溫度不變,再在活塞上放一砝碼,如圖所示,使缸內(nèi)氣體的體積又恢復到初始狀態(tài),則放砝碼的質量為多少?
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【題目】如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,則以下說法中正確()
A. A球的線速度必定大于B球的線速度
B. A球的角速度必定小于B球的角速度
C. A球的運動周期必定小于B球的運動周期
D. A球對筒壁的壓力必定大于B球對筒壁的壓力
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