某静电除尘装置管道截面内的电场线分布如图所示,平行金属板M、N接地,正极位于两板正中央.图中a、b、c三点的场强分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc,则( )

A. Ea<Eb B. Eb<Ec C. φa>φb D. φb=φc
如图所示,一根足够长的粗金属棒MN固定放置,它的M端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上,另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时ab与MN间的夹角为
。空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动半周,角速度大小为ω,转动过程中与MN棒接触良好,两金属棒及导线的电阻都可忽略不计。

(1)求出电阻R中有电流存在的时间;
(2)求出这段时间内流过电阻R的总电量;
(3)写出这段时间内电阻R两端的电压随时间变化的关系式。
【答案】(1)![]()
(2)![]()
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)当金属杆转动900时,电阻R上有电流,故时间为:
;
(2)流过电阻R的总电量
;
(3)当导体棒转过角度
时,由正弦定理,有
,又
,得![]()
考点:法拉第电磁感应定律
【题型】解答题
【结束】
18
如图甲所示,物块 A、 B的质量分别是 m A=4.0 kg和 m B=3.0 kg。用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块 B右侧与竖直墙相接触。另有一物块 C从 t=0时以一定速度向右运动,在 t=4 s时与物块 A相碰,并立即与 A粘在一起不再分开,物块 C的 v-t图像如图乙所示。求:

(1) 物块 C的质量 m C;
(2)从物块 C与 A相碰到 B离开墙的运动过程中弹簧对 A物体的冲量大小。
(3) B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能
?
如图所示,面积为
、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂直于磁场的轴
匀速转动,转动的角速度为,匀强磁场的磁感应强度为![]()
。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连,触头P可移动,副线圈所接电阻,电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求:![]()
(1)线圈中感应电动势的表达式;
(2)由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势;
(3)当原、副线圈匝数比为2:1时,求电阻R上消耗的功率。
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【答案】(1)
(2) (3)![]()
![]()
【解析】 (1)感应电动势的最大值Em=nBSω=100×
×0.02×100V=100
V,
线圈中感应电动势的表达式为e=100
cos100tV。
(2)线圈转过30°角过程中产生的平均感应电动势
(3)电压表示数为电压的有效值,则
,
电阻R两端的电压![]()
则电阻R上消耗的功率![]()
点睛:解题时要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,掌握感应电动势最大值的求法,理解有效值与最大值的关系.
【题型】解答题
【结束】
17
如图所示,一根足够长的粗金属棒MN固定放置,它的M端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上,另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时ab与MN间的夹角为
。空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动半周,角速度大小为ω,转动过程中与MN棒接触良好,两金属棒及导线的电阻都可忽略不计。

(1)求出电阻R中有电流存在的时间;
(2)求出这段时间内流过电阻R的总电量;
(3)写出这段时间内电阻R两端的电压随时间变化的关系式。
两个动能均为
的氘核对心正碰,聚变后生成氦
,同时放出一个中子.已知氘核的质量为
,氦3的质量为
,中子的质量为
.求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
【答案】(1)
(2)
【解析】解:(1)聚变的核反应方程: ![]()
(2)核反应过程中的质量亏损: ![]()
释放的核能: ![]()
【题型】解答题
【结束】
16
如图所示,面积为
、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂直于磁场的轴
匀速转动,转动的角速度为,匀强磁场的磁感应强度为![]()
。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连,触头P可移动,副线圈所接电阻,电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求:![]()
(1)线圈中感应电动势的表达式;
(2)由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势;
(3)当原、副线圈匝数比为2:1时,求电阻R上消耗的功率。
[Failed to download image : http://qbm-images.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/QBM/2018/4/8/1919694017798144/1924528280141824/STEM/11093ac5b2444c848eeaff6e98fa07b5.png]
如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量________(填选项前的符号),间接地解决这个问题.

A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
(2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________(用第(2)小题中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 _______________ (用第(2)小题中测量的量表示)。
【答案】 C; ADE;
;
;
【解析】(1)验证动量守恒定律实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度,故答案是C;
(2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复;测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,因此步骤中D、E是必须的,而且D要在E之前;至于用天平秤质量先后均可以;所以答案是ADE或DEA;
(3)设落地时间为t,则
,
,
;
而动量守恒的表达式是![]()
动能守恒的表达式是![]()
所以若两球相碰前后的动量守恒,则
成立;
若碰撞是弹性碰撞,动能是守恒的,则有
成立;
【题型】实验题
【结束】
15
两个动能均为
的氘核对心正碰,聚变后生成氦
,同时放出一个中子.已知氘核的质量为
,氦3的质量为
,中子的质量为
.求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.

(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路___________.
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是_______
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值R变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度______(填写“大”或“小”),原因是线圈中的______(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大.
【答案】
【解析】(1)连线如下图所示
![]()
![]()
![]()

(2)根据楞次定律可知,当B中磁通量增大时,线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反,插入铁芯F会使A磁性增强,则B中磁通量增加,故A正确
拔出线圈A,使B中磁通量减小,B错误
使变阻器阻值R变小,电路中电流增大,B中磁通量增加,故C正确
断开开关S,使B中磁通量减小,D错误
故选AC
(3)感应电动势与磁通量的变化率成正比,滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度大,原因是线圈中的磁通量变化率第一次比第二次的大
【题型】实验题
【结束】
14
如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量________(填选项前的符号),间接地解决这个问题.

A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
(2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________(用第(2)小题中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 _______________ (用第(2)小题中测量的量表示)。
