如图所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B。M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,则电流表的示数为。( )
A. B.
C. D.
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质量为m的物体放在粗糙水平面上,在一个足够大的水平力F作用下开始运动,经过一段时间t撤去拉力,物体继续滑行直至停止,运动总位移s。如果仅改变F的大小,作用时间不变,总位移s也会变化,则s与F关系的图象是( )
A. B.
C.
D.
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已知光速为 3 × 108 m/s 电子的质量为 9.1 × 10−31 kg ,中子的质量为1.67 ×10−27 kg,质子的质量为1.67 × 10−27 kg。 氢原子能级示意图如图所示。静止氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时,氢原子的反冲速度是多少?( )
A.4.07 m/s B.0.407 m/s C.407 m/s D.40.7 m/s
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由某种金属材料制成的圆柱形导体,将其两端与电源连接,会在导体内部形成匀强电场,金属中的自由电子会在电场力作用下发生定向移动形成电流。已知电子质量为m,电荷量为e,该金属单位体积的自由电子数为n。
(1)若电源电动势为E,且内阻不计,
a. 求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极过程中非静电力所做的功W非;
b. 从能量转化与守恒的角度推导:导体两端的电压U等于电源的电动势E;
(2)经典的金属电子论认为:在外电场(由电源提供的电场)中,金属中的自由电子受到电场力的驱动,在原热运动基础上叠加定向移动,如图所示。在定向加速运动中,自由电子与金属正离子发生碰撞,自身停顿一下,将定向移动所获得的能量转移给金属正离子,引起正离子振动加剧,金属温度升高。自由电子在定向移动时由于被频繁碰撞受到阻碍作用,这就是电阻形成的原因。
自由电子定向移动的平均速率为v,热运动的平均速率为u,发生两次碰撞之间的平均距离为x。由于v<<u,所以自由电子发生两次碰撞的时间间隔主要由热运动决定。自由电子每次碰撞后的定向移动速率均变为零。
a. 求该金属的电阻率ρ,并结合计算结果至少说明一个与金属电阻率有关的宏观因素;
b. 该导体长度为L,截面积为S。若将单位时间内导体中所有自由电子因与正离子碰撞而损失的动能之和设为ΔEk,导体的发热功率设为P,试证明P=ΔEk。
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牛顿利用行星围绕太阳的运动可看做匀速圆周运动,借助开普勒三定律推导出 两物体间的引力与它们之间的质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。牛顿思考月球绕地球运行的原因时,苹果的偶然落地引起了他的遐想:拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力,是否都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律----平方反比规律?因此,牛顿开始了著名的“月一地检验”。
(1)将月球绕地球运动看作匀速圆周运动。已知月球质量为m,月球半径为r,地球质量为M,地球半径为R,地球和月球质心间的距离为L,月球绕地球做匀速圆周运动的线速度为v,求地球和月球之间的相互作用力F。
(2)行星围绕太阳的运动看做匀速圆周运动,在牛顿的时代,月球与地球的距离r’、月球绕 地球公转的周期T''等都能比较精确地测定,请你据此写出计算月球公转的向心加速度a 的表达式;已知、
,地面附近的重力加速度g=9.80m/s2,请你根据这些数据估算比值
;
(3)已知月球与地球的距离约为地球半径的60倍,如果牛顿的猜想正确,请你据此计算月球公转的向心加速度a和苹果下落的加速度g的比值,并与(2)中的结果相比较,你能得出什么结论?
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跳台滑雪是滑雪爱好者喜欢的一种运动,某滑雪轨道可以简化成如图所示的示意图.其中助滑雪道CB段与水平方向夹角α=30°,BO段是水平起跳台,OA段是着陆雪道, CB段与BO段用一小段光滑圆弧相连,运动员从助滑雪道CB上的C点在自身重力作用下由静止开始运动,滑到O点水平飞出,不计空气阻力,经2s在水平方向飞行了40m,落在着陆雪道上的A点,已知运动员和装备的总质量为50kg,C点距O点的竖直高度为25m(g取10m/s2)求:
(1)运动员离开O点时的速度大小;
(2)运动员即将落到A点时的速度大小;
(3)运动员经过CO段过程中减少的机械能
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来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光。带电粒子与地球大气层中的原子相遇,原子吸收带电粒子的一部分能量后,立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒,形成极光。极光的光谱线波长范围约为3100Å~6700Å(1 Å=1010m)。据此推断以下说法错误的是
A. 极光光谱线频率的数量级约为1014Hz~1015Hz
B. 极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关
C. 原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光
D. 对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分
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如图所示,他取来一节5号电池,将两块圆柱形且表面镀有金属涂层的钕铁硼强磁铁固定在电池两端,并分别与电池正负两极良好接触,再将这一装置轻轻插入用粗铜丝绕制的一段螺线管(螺线管内径略大于圆柱形磁铁的直径,相邻线圈间有空隙)的一端,只见固定有磁铁的5号电池快速运动到螺线管的另一端。课后,周星星同学取来完全相同的器材,仿照老师的方法将它们重新组装,重复这一实验,但没有成功。分析可能的原因是
A. 范老师有特异功能
B. 两个磁铁的磁性太弱
C. 放置两个磁铁时磁极的方向错误
D. 螺线管两端没有连接为闭合回路
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在一个很小的厚度为d的矩形半导体薄片上,制作四个电极 E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件,如图所示。在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,则薄片中的载流子(形成电流的自由电荷)就在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M、N 间出现了电压,称为霍尔电压UH。可以证明UH=kIB/d,k为霍尔系数,它的大小与薄片的材料有关。下列说法正确的是
A. 若M的电势高于N的电势,则载流子带正电
B. 霍尔系数k较大的材料,其内部单位体积内的载流子数目较多
C. 借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计(测定磁感应强度)
D. 霍尔电压UH越大,载流子受到磁场的洛仑兹力越小
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(题文)如图所示,一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块,物块仍静止不动。则
A. 斜面对物块的支持力一定变小
B. 斜面对物块的支持力一定变大
C. 斜面对物块的静摩擦力一定变小
D. 斜面对物块的静摩擦力一定变大
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