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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、質量為lg的小物塊從該水平面內的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(圖中標出了該切線)。則下列說法正確的是:( )
A. B為中垂線上電場強度最大的點,其電場強度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“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對接
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【題目】一個質量可忽略不計的長輕質木板置于光滑水平地面上,木板上放質量分別為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體,將其兩端與電源連接,會在導體內部形成勻強電場,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。已知電子質量為m,電荷量為e,該金屬單位體積的自由電子數為n。
(1)若電源電動勢為E,且內阻不計,
a. 求電源從正極每搬運一個自由電子到達負極過程中非靜電力所做的功W非;
b. 從能量轉化與守恒的角度推導:導體兩端的電壓U等于電源的電動勢E;
(2)經典的金屬電子論認為: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動,在原熱運動基礎上疊加定向移動,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,并結合計算結果至少說明一個與金屬電阻率有關的宏觀因素;
b. 該導體長度為L,截面積為S。若將單位時間內導體中所有自由電子因與正離子碰撞而損失的動能之和設為ΔEk,導體的發(fā)熱功率設為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行研究,找出其內在聯系,從而更加深刻地理解其物理本質。一段橫截面積為S、長為l的直導線,單位體積內有n個自由電子,一個電子電量為e。該導線通有恒定電流時,導線兩端的電勢差為U,假設自由電子定向移動的速率均為v。
(1)求導線中的電流I;
(2)所謂電流做功,實質上是導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的結果代入,就可以得到W的表達式。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,既然電流做功是導線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功,那么應該先求出導線中的恒定電場的場強,即,設導體中全部電荷為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的結果。
請問你認為小紅和小明誰說的對?若是小紅說的對,請給出公式的推導過程;若是小明說的對,請補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,物理學家引入了電流密度這一物理量,定義其大小為單位時間內通過單位面積的電量。若已知該導線中的電流密度為j,導線的電阻率為ρ,試證明:。
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【題目】如甲圖所示,兩根間距為d的平行光滑金屬導軌間接有電動勢為E,內阻為r的電源。導軌平面與水平面間的夾角為θ。金屬桿ab垂直導軌靜止放置,不計金屬桿ab的電阻,金屬桿ab的質量為m,金屬桿與導軌接觸良好。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為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90°至水平方向(虛線所指),且始終保持ab桿處于靜止狀態(tài),試通過受力分析說明磁感應強度的大小變化情況。
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【題目】某同學想要描繪標有“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、導線外,還有:
A.電壓表V,量程0~3V,內阻約5kΩ
B.電流表A1,量程0~300mA,內阻約0.25Ω
C.電流表A2,量程0~100mA,內阻約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,內阻2Ω
①上述器材中,電流表應選______,滑動變阻器應選______(填寫所選器材前的字母代號)。
②請將虛線框內圖1所示的實驗電路圖補畫完整______,并在圖2中進行實物連線______。
③如圖3是該同學根據實驗數據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】某同學利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻。
(1)現備有下列器材:
A.待測的干電池一節(jié)
B.電流表(量程0~150mA,內阻Rg=3.0Ω)
C.電壓表(量程0~3V,內阻Rv約1kΩ)
D.滑動變阻器R(0~20Ω,1.0 A)
E.電阻箱R0(0~99.9Ω)
F.開關和若干導線
該同學發(fā)現上述器材中電流表的量程較小,他想利用現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的阻值應取______Ω。請在圖甲的虛線框內畫出利用上述器材測量干電池電動勢和內阻的實驗電路圖_________。
(2)圖乙為該同學根據合理電路所繪出的U-I圖像(U、I分別為電壓表和電流表的示數)。根據該圖像可得被測電池的電動勢E=______V,內阻r=______Ω。
(3)該同學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為電動勢已知的標準電池,AB為一根粗細均勻的直線電阻絲,R1為保護電阻。該同學的操作步驟如下:
①閉合開關S1,粗調滑動變阻器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S2撥到位置“1”,調節(jié)滑動觸頭C至C1點時靈敏電流計的讀數為零,測出AC1的長度為L1;
③將開關S2撥到位置“2”,調節(jié)滑動觸頭C至C2點時靈敏電流計的讀數再次為零,測出AC2的長度為L2。則待測電池電動勢的表達式為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“液滴不動”的影點,設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式為a=____________。
②圖乙中自上而下第二個影點瞬時速度的表達式為v=_________。
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