如图所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1:n2=10:1的变压器原线圈两端,变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为l(电阻不计),绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO'以角速度ω匀速转动。如果变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则
A.变阻器上消耗的功率为P=10I2R
B.变压器原线圈两端的电压U1=10IR
C.取ab在环的最低端时t=0,则棒ab中感应电流的表达式是
D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=BIl
(14分)如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨,处于同一水平面内,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒,从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图乙是棒的速度—时间图像,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图像的渐近线,小型电动机功率在12s末达到额定功率Pm=4.5W,此后功率保持不变,除R以外,其余部分的电阻均不计,取g=10m/s2。求:
(1)导体棒在0~12s内的加速度大小;
(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数和电阻R的阻值;
(3)若已知0~12s内R上产生的热量为12.5J,则此过程中牵引力F做的功。
(12分)如图所示的直角坐标系xOy中,x<0,y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,x轴上P点坐标为(-L,0),y轴上M点的坐标为(0,)。有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过M点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O。不计重力。求:
(1)粒子在M点的速度v′;
(2)C点与O点的距离xc;
(3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值。
(10分)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场,MN、PQ为该磁场的边界线,磁场方向垂直于纸面向里,带电粒子射入时的初速度方向与下边界成θ=45°,且粒子恰好没有从MN边界射出,不计粒子所受重力,求该带电粒子初速度v0。
在“利用单摆测重力加速度”的实验中:
(1)甲同学测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度值,造成这一情况的可能原因是____;
A.测量摆长时,把悬挂状态的摆线长当成摆长
B.测量周期时,当摆球通过平衡位置时启动秒表并记为第1次,此后摆球第50次通过平衡位置时制动秒表,读出经历的时间为t,并由计算式求得周期
C.开始摆动时振幅过小
D.所用摆球的质量过大
(2)乙同学先用米尺测得摆线长为97.43cm,用卡尺测得摆球直径如图甲所示为_______cm,然后用秒表记录单摆完成全振动50次所用的时间,从图乙可读出时间为____________s,当地的重力加速度g=________m/s2。(重力加速度的计算结果保留三位有效数字)
(3)实验中,如果摆球密度不均匀,无法确定重心位置,丙同学设计了一个巧妙的方法而不用测量摆球的半径。具体作法如下:
①第一次悬线长为L1时,测得振动周期为T1;
②第二次增大悬线长为L2时,测得振动周期为T2;
③根据单摆周期公式可求得重力加速度为g=__________________。(用题给符号表示)
在课外探究活动中,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示,在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像。同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值,则:
(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为______;
(2)图中P3处所对应的折射率______(填“大于”或“小于”)P4位置所对应的折射率;
(3)作AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为____________。