
B、直流電流表0~0.6A~3A(內(nèi)阻0.5Ω、0.1Ω)
C、直流電流表0~300mA(內(nèi)阻約5Ω)
D、直流電壓表0~3V~15(內(nèi)阻約3kΩ、15kΩ)
E.直流電壓表0~25V(內(nèi)阻約200kΩ)
F.滑動變阻器10Ω、5A
G.滑動變阻器1kΩ、3A
①實驗臺上已放置開關(guān)、導線若干及燈泡,為
了完成實驗需要從上述器材中再選用
(用序號字母表示).
②若答案卷上相應(yīng)方框內(nèi)畫出最合理的實驗電路圖.
③若測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化關(guān)系的圖線如上圖所示,由這條曲線可得出:正常發(fā)光條件下,燈絲消耗的電功率是.
④ 如果燈絲電阻與(t+273)的大小成正比,其中t為燈絲攝氏溫度值,室溫t=27℃,則正常發(fā)光時燈絲的溫度是℃.
23、(16分)如圖所示,半徑為R的光滑半圓環(huán)軌道與高為10R的光滑斜軌道放在同一豎直平面內(nèi),兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相連,水平軌道與斜軌道間有一段圓弧過渡.在水平軌道上,輕質(zhì)彈簧被a、b兩小球擠壓,處于靜止狀態(tài).同時釋放兩個小球,a球恰好能通過圓環(huán)軌道最高點A,b球恰好能到達斜軌道的最高點B,已知a球質(zhì)量為m,重力加速度為g.求:
(1)a球釋放時的速度大。
(2)b球釋放時的速度大;
(3)釋放小球前彈簧的彈性勢能.
24.(19分)如圖所示,在半徑為R的絕緣圓筒內(nèi)有勻強磁場,方向垂直紙面向里,圓筒正下方有小孔C與平行金屬板M、N相通。兩板間距離為d,兩板與電動勢為E的電源連接,一帶電量為-q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力忽略不計),在C點正下方緊靠N板的A點,無初速經(jīng)電場加速后從C點進入磁場,與圓筒發(fā)生兩次碰撞后從C點射出。已知帶電粒子與筒壁的碰撞無電荷量的損失,且碰撞后以原速率返回。求:
⑴筒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度大;
⑵帶電粒子從A點出發(fā)至第一次回到A點所經(jīng)歷的時間。
25、(20分)如圖所示,兩根正對的平行金屬直軌道MN、M´N´位于同一水平面上,兩軌道之間的距離l=0.50m。軌道的MM´端之間接一阻值R=0.40Ω的定值電阻,NN´端與兩條位于豎直面內(nèi)的半圓形光滑金屬軌道NP、N´P´平滑連接,兩半圓軌道的半徑均為R0=0.50m。直軌道的右端處于豎直向下、磁感應(yīng)強度B=0.64 T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d=0.80m,且其右邊界與NN´重合,F(xiàn)有一質(zhì)量m=0.20kg、電阻r=0.10Ω的導體桿ab靜止在距磁場的左邊界s=2.0m處。在與桿垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab桿開始運動,當運動至磁場的左邊界時撤去F,結(jié)果導體桿ab恰好能以最小速度通過半圓形軌道的最高點PP´。已知導體桿ab在運動過程中與軌道接觸良好,且始終與軌道垂直,導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,軌道的電阻可忽略不計,取g=10m/s2,求:
⑴導體桿剛進入磁場時,通過導體桿上的電流大小和方向;
⑵導體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量;
⑶導體桿穿過磁場的過程中整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
物理答案及評分標準:
二、實驗題:
22、⑴C(6分)
⑵(11分)①ABDF……………………(3分)
試題詳情
②如圖右所示.……………………(3分)

③大于23W小于24W;……………(3分)
④1557℃~1587℃……………………(2分)
試題詳情
三、計算題:
23、(16分)
解:(1)a球過圓軌道最高點A時
試題詳情
(2分)
試題詳情
求出
(1分)
a球從C運動到A,由機械能守恒定律
試題詳情
(2分)
試題詳情
由以上兩式求出
va=vC=
(1分)
(2)b球從D運動到B,由機械能守恒定律
試題詳情
(3分)
試題詳情
求出vb=vD=2
(1分)
(3)以a球、b球為研究對象,由動量守恒定律
試題詳情
(2分)
試題詳情
求出
(1分)
試題詳情
彈簧的彈性勢能
(2分)
試題詳情
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24、(19分)
(1).qE=mv2 …………………………………2分
粒子由C孔進入磁場,在磁場中做勻速圓周運動的速率為
v=……………………………………………1分
由 r= ………………………………2分
由幾何關(guān)系有Rcot30°= r ………………………………2分
得 B= ……………………………………2分
(2)粒子從A→C的加速度為
a=qE/md …………………………………………2分
由 d=at12/2,粒子從A→C的時間為
t1==d …………………………………
2分
粒子在磁場中運動的時間為
t2=T/2=πm/qB
………………………………… 2分
將(1)求得的B值代入,
得
t2=πR ………………………………………
1分
求得 t=2t1+t2=(2d +πR)………………………3分
(3)以a球、b球為研究對象,由動量守恒定律
試題詳情
(2分)
試題詳情
求出
(1分)
試題詳情
彈簧的彈性勢能
(2分)
試題詳情
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25、(20分)
(1)設(shè)導體桿在F的作用下運動至磁場的左邊界時的速度為v1,根據(jù)動能定理則有
試題詳情
(F-μmg)s=
mv12
………………………2分
導體桿剛進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv1…………………………………1分
試題詳情
此時通過導體桿上的電流大小I=E/(R+r)=3.8A(或3.84A)………………2分
根據(jù)右手定則可知,電流方向為由b向a ………………………………………2分
(2)設(shè)導體桿在磁場中運動的時間為t,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值為E平均,則由法拉第電磁感應(yīng)定律有
E平均=△φ/t=Bld/t…………………………………………………2分
通過電阻R的感應(yīng)電流的平均值 I平均=E平均/(R+r)………………………1分
試題詳情
通過電阻R的電荷量 q=I平均t=0.512C(或0.51C)…………………………2分
(3)設(shè)導體桿離開磁場時的速度大小為v2,運動到圓軌道最高點的速度為v3,因?qū)w桿恰好能通過半圓形軌道的最高點,根據(jù)牛頓第二定律對導體桿在軌道最高點時有
mg=mv32/R0……………………………………………………………………1分
對于導體桿從NN′運動至PP′的過程,根據(jù)機械能守恒定律有
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mv22=
mv32+mg2R0…………………………………………………………1分
試題詳情
解得v2=5.0m/s…………………………………………………………………1分
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導體桿穿過磁場的過程中損失的機械能△E=
mv12-
mv22=1.1J…………3分
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此過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=△E-μmgd=0.94J……………………2分
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