【題目】單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。由一種利用電磁原理測量非磁性導電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器的結(jié)構(gòu)如題20-B3圖所示,圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣,其上裝有一對電極和c,a,c間的距離等于測量管內(nèi)徑D,測量管的軸線與a、c的連接線以及通過通電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時,在電極a、c的間出現(xiàn)感應電動勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設磁場均勻恒定,磁感應強度為B。
(1)已知D=0.40m,B=2.5×10-3T,Q=0.12m3/s設液體在測量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大小(π取3.0)
(2)一新建供水站安裝了電磁流量計,在向外供水時流量本應顯示為正值。但實際顯示卻為負值。經(jīng)檢查,原因是誤將測量管接反了,既液體由測量管出水口流入,從如水口流出。因為已加壓充滿管道。不便再將測量管拆下重裝,請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎档暮啽惴椒ǎ?/span>
(3)顯示儀表相當于傳感器的負載電阻,其阻值記為R,a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化,從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R、r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達式,并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。
【答案】(1)E=1.0×10-3V (2)改變通電線圈中電流的方向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢φ{(diào)后接入顯示儀表 (3),使R>>r,則U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響
【解析】
(1)導電液體通過測量管時,相當于導線做切割磁感線的運動,在電極a、c 間切割感應線的液柱長度為D, 設液體的流速為v,則產(chǎn)生的感應電動勢為
E=BDv ①
由流量的定義,有Q=Sv=②
式聯(lián)立解得
代入數(shù)據(jù)得
(2)能使儀表顯示的流量變?yōu)檎档姆椒ê啽悖侠砑纯,如?/span>
改變通電線圈中電流的方向,使磁場B反向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢φ{(diào)接入顯示儀表。
(3)傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路,有閉合電路歐姆定律
③
輸入顯示儀表是a、c間的電壓U,流量示數(shù)和U一一對應, E 與液體電阻率無關,而r隨電阻率的變化而變化,由③式可看出, r變化相應的U也隨之變化。在實際流量不變的情況下,儀表顯示的流量示數(shù)會隨a、c間的電壓U的變化而變化,增大R,使R>>r,則U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。
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【題目】如圖所示,兩個有界勻強磁場寬度均為L,其中垂直紙面向里的磁場,磁感應強度大小為B;垂直紙面向外的磁場,磁感應強度大小為2B。有一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框,距磁場區(qū)域左側(cè)L,且導線框平面與磁場方向垂直。從導線框初始位置開始計時,在外力作用下導線框向右勻速穿過磁場區(qū)域的過程中,感應電流i隨時間t變化的圖象正確的是()
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強電場,電場強度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,軌道半徑為R,A、B為其水平直徑的兩個端點,AC為1/4圓弧,一個質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的帶電小球,從A點正上方高為H處由靜止釋放,并從A點沿切線進入半圓形軌道.不計空氣阻力及一切摩擦,關于帶電小球的運動情況,下列說法正確的是( )
A. 小球一定能從B點離開軌道
B. 小球在AC部分可能做勻速圓周運動
C. 若小球能從B點離開,上升的高度一定小于H
D. 小球到達C點的速度可能為零
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【題目】在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,實驗電路圖如圖所示.
(1)實驗過程中,應選用哪個電流表和滑動變阻器 (請?zhí)顚戇x項前對應的字母)
A.電流表A1 (量程0.6 A,內(nèi)阻約0.8 Ω)
B.電流表A2 (量程3 A,內(nèi)阻約0.5 Ω)
C.滑動變阻器R1(0~10 Ω)
D.滑動變阻器R2(0~2000 Ω)
(2)實驗中要求電流表測量通過電池的電流,電壓表測量電池兩極的電壓.根據(jù)圖示的電路,電流表測量值 真實值(選填“大于”或“小于”).
(3)若測量的是新干電池,其內(nèi)電阻比較小.在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表讀數(shù)變化 (選填“明顯”或“不明顯”).
(4)閉合開關,調(diào)節(jié)滑動變阻器,讀取電壓表和電流表的示數(shù).用同樣方法測量多組數(shù)據(jù),將實驗測得的數(shù)據(jù)標在如圖所示的坐標圖中,請作出UI圖線,由此求得待測電池的電動勢E= V,內(nèi)電阻r = Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字).所得內(nèi)阻的測量值與真實值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).
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【題目】某種柱狀透明工藝品的截面形狀如圖所示,AO、BO為夾角60°的平面,底部AMB為半徑為R的一段圓弧,其對應的圓心角也為60°,圓心在∠AOB的角平分線OM延長線上。一束單色平行光沿與OA面成45°角的方向斜向下射向OA面,經(jīng)OA折射進入該柱狀介質(zhì)內(nèi),已知介質(zhì)折射率為。
(ⅰ)通過計算說明在介質(zhì)OA面的折射光線的方向;
(ⅱ)求底部弧面AMB有光線射出的部分對應的弧長(不考慮二次反射)。
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【題目】如圖甲所示,在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線、、、,在之間、之間存在勻強磁場,大小均為1T,方向垂直于虛線所在平面。現(xiàn)有一矩形線圈abcd,寬度,質(zhì)量為,電阻為,將其從圖示位置靜止釋放邊與重合,速度隨時間的變化關系如圖乙所示,時刻cd邊與重合,時刻ab邊與重合,時刻ab邊與重合,已知的時間間隔為,整個運動過程中線圈平面始終處于豎直方向。重力加速度g取則
A. 在時間內(nèi),通過線圈的電荷量為
B. 線圈勻速運動的速度大小為
C. 線圈的長度為1m
D. 時間內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為
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【題目】在“測定金屬的電阻率”的實驗中:
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其示數(shù)如圖所示,則該金屬絲直徑的測量值d=_______mm;
(2)按圖所示的電路圖測量金屬絲的電阻Rx(阻值約為15Ω)。實驗中除開關、若干導線之外還提供下列器材:
電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約3k);
電流表A1(量程0~200mA,內(nèi)阻約3);
電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1);
滑動變阻器R1(0~50);
滑動變阻器R2(0~200);
電源E(電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計)。
為了調(diào)節(jié)方便,測量準確,實驗中電流表應選_________,滑動變阻器應選________。(選填器材的名稱符號)
(3)若通過測量可知,金屬絲的長度為l,直徑為d,通過金屬絲的電流為I,金屬絲兩端的電壓為U,由此可計算得出金屬絲的電阻率ρ=___________。(用題目所給字母和通用數(shù)學符號表示)
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【題目】(多選)劉翔是我國著名的田徑運動員,曾在多次國際比賽中為國爭光,已知劉翔的高度為H,在110m跨欄比賽的終點處,有一站在跑道旁邊的攝影記者用照相機給他拍手最后沖刺的身影,攝影記者使用的照相機的光圈(控制進光量的多少)是16,快慢(曝光時間)是s,得到照片后,測得照片中,劉翔的高度為h,胸前號碼布模糊部分的寬度為L,以上數(shù)據(jù)可以知道劉翔的
A.沖線速度為60L(m/s)
B.沖線速度為60HL/h(m/s)
C.110欄的平均速度
D.110欄比賽過程中發(fā)生的位移的大小
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【題目】如圖所示,固定的光滑平臺左端固定有一光滑的半圓軌道,軌道半徑為R,平臺上靜止放著兩個滑塊A、B,其質(zhì)量mA=,mB=m,兩滑塊間夾有少量炸藥.平臺右側(cè)有一小車,靜止在光滑的水平地面上,小車質(zhì)量M=2m,車長L=2R,車面與平臺的臺面等高,車面粗糙動摩擦因數(shù)μ=0.5,右側(cè)地面上有一不超過車面高的立樁,立樁與小車右端的距離為s,且s=R。小車運動到立樁處立即被牢固粘連。點燃炸藥后,滑塊A恰好能夠通過半圓軌道的最高點D,滑塊B沖上小車。兩滑塊都可以看做質(zhì)點,炸藥的質(zhì)量忽略不計,爆炸的時間極短,爆炸后兩個滑塊的速度方向在同一水平直線上,重力加速度為g。求:
(1)滑塊A在半圓軌道最低點C時受到軌道的支持力FN;
(2)炸藥爆炸后滑塊B的速度大小;
(3)求滑塊B在小車上運動的過程中克服摩擦力做的功W。
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