高频焊接是一种常用的焊接方法,图甲是焊接的原理示意图.将半径为r=10 cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化电流,线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外.工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3Ω·m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍,焊接的缝宽非常小,不计温度变化对电阻的影响.
(1) 在图丙中画出感应电流随时间变化的i--t图象(以逆时针方向电流为正),并写出必要的计算过程;
(2) 求环形金属工件中感应电流的有效值;
(3) 求t=0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热.
三峡水电站是我国最大的水力发电站,平均水位落差约100 m,水的流量约1.35×104 m3/s.船只通航需要约3 500 m3/s的流量,其余流量全部用来发电.水流冲击水轮机发电时,水流减少的势能有20% 转化为电能,重力加速度g=10m/s2.
(1)按照以上数据估算,三峡发电站的发电功率最大是多大?
(2)某省每户月平均用电量最高为240 kW·h,三峡电站至少可以满足该省多少户家庭生活用电?
(3)把某抽水蓄能电站产生的电能输送到城区.已知输电功率为P,输电线路的总阻值为R,要使输电线路上损耗的功率小于ΔP.求输电电压的最小值U.
如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,木块与墙间用轻弹簧连接,开始时木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中,经过一段时间,木块第一次回到A位置,弹簧在弹性限度内.求:
(1)木块第一次回到A位置时速度大小v;
(2)弹簧弹性势能的最大值EP;
(3)此过程中墙对弹簧冲量大小I.
小明同学学过“练习使用多用电表”后想进一步研究多用电表的有关问题.
(1)他先用多用电表测量某元件的电阻,操作如下:先选用欧姆表“×100”倍率挡开始测量,发现指针偏角过小,则应换用________(选填“×10”或“×1k”)挡;换挡后必须将红表笔和黑表笔短接,调零后再重新测量.
(2)为了弄清欧姆表有关问题,小明查阅资料后发现,欧姆表内部电路可等效为:一个无内阻的电源、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(a)所示.为了测定该欧姆表电源的电动势和“×1k”挡位的内电阻,他设计了如图(b)所示的测量电路.
①将上述调零后的欧姆表接入电路时,红表笔应和____(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.
②调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V.从测量数据可知,电压表的内阻为_____kΩ.
③据前面的实验数据计算得,此多用电表等效电源的电动势为________V.
用单摆测定重力加速度的实验如图甲所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)。
A.长度为 1m 左右的细线
B.长度为 30cm 左右的细线
C.直径为 1.8cm 的塑料球
D.直径为 1.8cm 的铁球
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t.则重力加速度g=____(用 L,n,t 表示)
(3)下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算处理.
组次 | 1 | 2 | 3 |
摆长 L/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 |
50 次全振动时间t/s | 90.0 | 95.5 | 100.5 |
振动周期 T/s | 1.80 | 1.91 | 2.01 |
重力加速度 g/(m·s-2) | 9.74 | 9.73 | 9.76 |
(3)用多组实验数据做出 T2-L 图像,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图乙中的 a,b,c 所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的 g 值最接近当地重力加速度的值.则相对于图线 b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)________
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L
B.出现图线c的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的 g 值
(4)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示,由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺,于是他在细线上的 A 点做了一个标记,使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变,通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长.实验中,当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时,测得相应单摆的周期为 T1、T2,由此可得重力加速度 g=_____(用 l1、l2、T1、T2表示).
如图所示,轻弹簧一端固定在倾角为θ的光滑斜面底端,弹簧上端放着质量为m的物体A,处于静止状态.将一个质量为2m的物体B轻放在A上,则在A、B一起向下运动过程中
A.放在A上的瞬间,B对A的压力大小为mgsin θ
B.A、B的速度先增大后减小
C.A、B间的弹力先增大后减小
D.A、B运动到最低点时,弹簧的弹力大小为5mgsin θ