5、:在t1~t2的時間段內,F(xiàn)f>F牽,且大小不變都為恒力,由牛頓第二運動定律可得,汽車在t1~t2這段時間內做勻減速直線運動,v=v0-at,其牽引力的功率P=F牽v=F牽(v0-at),C正確.
答案:C
5.如圖9-18所示,理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為n1∶n2=5∶1,則下列判斷正確的是( )
圖9-18
A.電流表A1與電流表A2的示數(shù)之比為5∶1
B.電壓表V1與電壓表V2的示數(shù)之比為5∶1
C.當滑動片P向下滑動時,電流表A1、A2的示數(shù)均增大
D.當滑動片P向上滑動時,電壓表V1、V2的示數(shù)均增大
解析:對于理想變壓器,U1∶U2=n1∶n2=5∶1,I
6、1∶I2=n2∶n1=1∶5,A錯誤,B正確;當滑動片P向下滑動時,電阻變大,而變壓器輸出電壓不變,故電流減小,A1、A2示數(shù)都減小,C錯誤;無論輸出電壓怎樣變化,輸出電壓由輸入電壓和變壓器匝數(shù)比決定,所以兩個電壓表示數(shù)不變,D錯誤.
答案:B
圖9-19
6.如圖9-19所示,在豎直平面內有兩根平行金屬導軌,上端與電阻R相連,磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面.一質量為m的金屬棒以初速度v0沿導軌豎直向上運動,上升到某一高度后又返回到原處,整個過程金屬棒與導軌接觸良好,導軌與金屬棒的電阻不計.下列說法正確的是( )
A.金屬棒回到出發(fā)點的速度v大于初速度v0
B.通過R的最
7、大電流上升過程小于下落過程
C.電阻R上產生的熱量上升過程大于下落過程
D.所用時間上升過程大于下落過程
解析:要注意該過程中的功能關系:重力做功的過程是重力勢能向動能和電能轉化的過程;安培力做功的過程是機械能向電能轉化的過程;合外力(重力和安培力)做功的過程是動能變化的過程;電流做功的過程是電能向內能轉化的過程.因為電阻R上產生熱量,所以金屬棒回到出發(fā)點的速度v小于初速度v0,選項A錯誤;通過R的最大電流上升過程大于下落過程,選項B錯誤;電阻R上產生熱量上升過程大于下落過程,選項C正確;所用時間上升過程小于下落過程,選項D錯誤.
答案:C
7.(2013·陜西質檢)
圖9-20
8、
如圖9-20所示,一個質量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點,另一端系在滑塊上,彈簧與豎直方向的夾角為30°.則( )
A.滑塊可能受到三個力作用
B.彈簧一定處于壓縮狀態(tài)
C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零
D.斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于mg
解析:當彈簧處于原長狀態(tài)時,滑塊也可能靜止在斜面上,此時滑塊受三個力的作用,A正確,B錯誤;如果斜面對滑塊的支持力大小為零,則滑塊不受摩擦力的作用,則滑塊不可能靜止在斜面上,C錯誤;不管彈簧是否有彈力,摩擦力的大小始終等于重力沿斜面方向的分力,等于mg,D正確.
答案:AD
圖9-2
9、1
8.如圖9-21所示,有理想邊界的直角三角形區(qū)域abc內部存在著兩個方向相反且均垂直紙面的勻強磁場,e是斜邊ac的中點,be是兩個勻強磁場的理想分界線.現(xiàn)以b點為原點O,沿直角邊bc作x軸,讓在紙面內與abc形狀完全相同的金屬線框ABC的BC邊處在x軸上,t=0時導線框C點恰好位于原點O的位置.讓ABC沿x軸正方向以恒定的速度v穿過磁場,現(xiàn)規(guī)定逆時針方向為導線框中感應電流的正方向,在下列四個i-x圖象中,能正確表示感應電流隨線框位移變化關系的是( )
A B
C D
圖9-22
解析:本題可以根據(jù)金屬線框A
10、BC所處的位置不同而分為三個階段:①線框的位移為0~2L時,線框中的磁通量為零,感應電流為零;②線框的位移為2L~3L時,由于線框是勻速運動,先是正向感應電流逐漸減小,后是反向感應電流逐漸增大;③線框的位移為3L~4L時,由于線框是勻速運動,反向感應電流逐漸減小.故選D.
答案:D
二、非選擇題
圖9-23
9.某同學設計了以下的實驗來驗證機械能守恒定律:在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個磁性滑塊m,滑塊可沿米尺自由下落,在米尺上還安裝了一個連接了內阻很大的數(shù)字電壓表的多匝線框A,線框平面在水平面內,滑塊可穿過線框,如圖9-23所示,把滑塊從米尺的0刻度線處釋放,記下線框所在的刻度
11、h和滑塊穿過線框時的電壓U.改變h,調整線框的位置,多做幾次實驗,記錄各次的h、U.
(1)如果采用圖象法對得出的數(shù)據(jù)進行分析論證,用__________圖線(選填“U-h(huán)”或“U2-h(huán)”)更容易得出結論.
(2)影響本實驗精確程度的因素主要是__________(至少列舉一點).
解析:本題考查驗證機械能守恒定律的實驗.磁性滑塊相對于線框運動,電壓U=NBLv(N為線框匝數(shù),L為切割磁感線導線的有效長度),而mgh=mv2,由以上兩個式子可得:U2=2gN2B2L2h,U2—h為一過原點的直線,這樣的直線更容易得出結論.
答案:(1)U2—h
(2)空氣阻力(或電磁感應損失機械能)
12、
10.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,需要用刻度尺測出被測金屬絲的長度l,用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d,用電流表測出通過金屬絲的電流I,用電壓表測出金屬絲兩端電壓U.
(1)請寫出測金屬絲電阻率的表達式:ρ=__________(用上述測量物理量的字母表示);
(2)若實驗中測量金屬絲的長度和直徑時,刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)分別如圖9-24所示,則金屬絲長度的測量值為l=__________cm,金屬絲直徑的測量值為d=__________mm;
圖9-24
圖9-25
(3)用電流表和電壓表測金屬絲的電阻Rx時,由于電壓表、電流表內阻的影響、無論使用電流表內接法還是電
13、流表外接法,都會產生系統(tǒng)誤差.如果按如圖9-25所示的電路進行測量,可以消除由于電表內阻造成的系統(tǒng)誤差.利用該電路進行實驗的主要操作過程是:
第一步:先將R2的滑動觸頭調到最左端,單刀雙擲開關S1向1閉合,閉合開關S2,調節(jié)變阻器R1和R2,使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些(不超過量程),讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1;
第二步:保持兩滑動變阻器的滑動觸頭位置不變,將單刀雙擲開關S1向2閉合,讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2.
請寫出計算電阻Rx的表達式Rx=__________.(用電壓表和電流表示數(shù)表示)
解析:(1)由電阻定律可知R=ρ,而R=,S=π()2,可得ρ=
14、.(3)當開關連接到1時,電壓表測量的為Rx、電流表內阻RA、滑動變阻器R1部分電阻的總電壓,因此有=Rx+RA+R1;當開關連接到2時,電壓表測量的為電流表內阻RA、滑動變阻器R1部分電阻的總電壓,因此有=RA+R1,所以可得Rx=-.
答案:(1)
(2)36.45(36.45~36.48均對) 0.796(0.795~0.798均對)
(3)-
11.(2013·蘭州考試)如圖9-26所示,傾角為θ=30°的光滑斜面與光滑水平面間有光滑小圓弧銜接.將小球甲從斜面上高h=0.05 m處的A點由靜止釋放,同時小球乙從距離B點L=0.4 m的C點以速度v0水平面向左勻速運動.甲開始運動
15、后經過t=1 s剛好追上乙.求:小球乙的速度v0.(g取10 m/s2)
圖9-26
解析:設小球甲在光滑斜面上運動的加速度為a,運動時間為t1,運動到B處時的速度為v1,從B處到追上小球乙所用時間為t2,則有
a=gsin30°=5 m/s2
由=at得t1==0.2 s
v1=at1=1 m/s
t2=t-t1=0.8 s
v0t+L=v1t2
代入數(shù)據(jù)解得v0=0.4 m/s.
答案:0.4 m/s
12.(2013·天津聯(lián)考)電磁緩沖裝置能夠產生連續(xù)變化的電磁作用力,有效緩沖車輛間的速度差,避免車輛間發(fā)生碰撞和追尾事故.該裝置簡化為如下物理模型:如圖9-27所示
16、,水平面上有一個絕緣動車小車,在動力小車上豎直固定著一個長度為L1、寬度為L2的單匝矩形純電阻金屬線圈,線圈的總電阻為R,小車和線圈的總質量為m,小車運動過程中所受阻力恒為f.開始時,小車靜止在緩沖區(qū)域的左側,線圈的右邊剛好與寬為d(d>L1)的緩沖區(qū)域的左邊界重合.緩沖區(qū)域內有方向垂直線圈平面向里、大小為B的勻強磁場.現(xiàn)控制動力小車牽引力的功率,讓小車以恒定加速度a駛入緩沖區(qū)域,線圈全部進入緩沖區(qū)域后,立即開始做勻速直線運動,直至完全離開緩沖區(qū)域,整個過程中,牽引力的總功為W.
圖9-27
(1)線圈進入磁場過程中,通過線圈橫截面的電量;
(2)寫出線圈進入磁場過程中,牽引力的功率
17、隨時間變化的關系式;
(3)線圈進入磁場過程中,線圈中產生的焦耳熱.
解析:(1)線框進入磁場過程中,通過線框橫截面的電量
q=Δt?、?
根據(jù)歐姆定律有
=?、?
根據(jù)法拉第電磁感應定律
=N ③
線框進入磁場過程中的磁通量變化
ΔΦ=BL1L2?、?
由①②③④式解得
q= ⑤
(2)線框進入磁場,牽引力的功率
P=Fv?、?
根據(jù)勻變速運動的速度關系
v=at?、?
線框進入磁場,根據(jù)牛頓第二定律有
F-f-F安=ma?、?
線框受到的安培力
F安=BIL2?、?
根據(jù)歐姆定律
I= ⑩
根據(jù)法拉第電磁感應定律
E=BL2v
由⑥⑦⑧⑨⑩式解得
P=Fv=t2+(f+ma)at
(3)線框運動的整個過程中,根據(jù)能量關系有
W=mv+f(d+L1)+Q總
線框出磁場產生的熱量
Q出=IRt
根據(jù)歐姆定律
I1=
根據(jù)法拉第電磁感應定律有
E1=BL2v1
線框出磁場的時間
v=
根據(jù)運動學公式
v=2aL1
Q進=Q總-Q出
由式解得
Q進=W-maL1-f(d+L1)-.
答案:(1) (2)P=t2+(f+ma)at
(3)W-maL1-f(d+L1)-