2.如图2-10-乙.若U形管以A管为轴匀速转动时.对水平管中水银柱有F2-F1=ma.若转轴为n.则有: --① 对B中气体有解得:--② 将②式代入①式可解得转速 例11 如图2-11所示.一个上下都与大气相通的竖直圆筒.内部横截面的面积S=0.01m2.中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体.A.B都可沿圆筒无摩擦地上.下滑动.但不漏气.A的质量可不计.B的质量为M.并与一倔强系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105Pa.平衡时.两活塞间的距离l0=0.6m.现用力压A使之缓慢向下移动一定距离后.保持平衡.此时.用于压A的力F=5×102N.求活塞A向下移动的距离.(假定气体温度保持不变.) 解析 活塞A下移的距离应为B下降的距离与气体长度的减小量之和.B下降的距离可用整体法求解.气体长度的变化可隔离气体来求解. 选A.B活塞及气体为研究对象.设用力F向下压A时.活塞B下降的距离为x. 则有:F=kx----① 选气体为研究对象.据玻意耳定律有----② 解①②两式可得x=0.1m l=0.4m则活塞A下移的距离为:左=0.1+0.6-0.4=0.3m 例12 一个密闭的气缸.被活塞分成体积相等的左右两室.气缸壁与活塞是不导热的.它们之间没有摩擦.两室中气体的温度相等.如图2-12所示.现利用右室中的电热丝对右室中的气体加热一段时间.达到平衡后.左室的体积变为原来体积的3/4.气体的温度T1=300K.求右室中气体的温度. 解析 可隔离出A.B两部分气体.用理想气体状态方程求解. 设原来两室中气体的压强都为p.温度都为T.体积都为V. 对左边气体有--①对右边气体有② ①.②两式相比.可得右室中气体温度 例13 如图2-13所示.封闭气缸的活塞被很细的弹簧拉着.气缸内密封一定质量的气体.当温度为27℃时.弹簧的长度为30cm.此时缸内气体的压强为缸外大气压的1.2倍.当气温升到123℃时.弹簧的长度为36cm.求弹簧的原长. 解析 本题所研究的对象就是密封在气缸内的一定质量的气体.气体所处的初态为: T1=300K.V1=SL1.(S为气缸横截面积.L1为弹簧长度)p1=p0+F1/S=1.2P0末态为T2=396K.V2=SL2 p2=p0+F2/S(p0为大气压强.F1.F2为弹簧的弹力).气体从初态过渡到末态时质量恒定.所以可利用状态方程求解: 将上述各状态参量代入状态方程: 解得:由于弹力产生的压强等于气缸内外气体的压强差. 所以: ① ② 联立①.②式得: 解得弹簧的原长为L0=20cm 例14 一个由绝缘细细构成的钢性圆形轨道.其半径为R.此轨道水平放置.圆心在O点.一个金属小珠P穿在此轨道上.可沿轨道无摩擦地滑动.小珠P带电荷Q.已知在轨道平面内A点放有一电荷q.若在OA连线上某一点A1放电荷q1.则给小珠P一个初速度.它就沿轨道做匀速圆周运动.求A1点的位置及电荷q1之值. 解析 小珠P虽沿轨道做匀速圆周运动.但受力情况并不清楚.因此不能从力的角度来解决.可以从电势的角度来考虑.因为小珠P沿轨道做匀速圆周运动.说明小珠只受法向的电场力.由此可知.电场力对小珠P做功为零.根据W=qU可知.圆轨道上各点电势相等.根据题意作图如图2-14.设A1点距圆形轨道的圆心O为r1.A点放的电荷q距圆心为r 由此得: 解①.②两式可得:A1点的位置距圆心O的距离为.所带电量 例15 如图2-15所示.两个电池组的电动势每节电池的内阻均为0.5Ω,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=1.8Ω.求通过R1.R2.R3的电流及两个电池组的端电压各是多少? 解析 解此题时.可采用与力学隔离法相似 的解法.即采用电路隔离法. 气体从初态过渡到末态时质量恒定.所以可利用状态方程求解. 先将整个电路按虚线划分为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ三个部分.则有: UAB=ε1-I1(R1+2r)--① UAB=ε2-I2(R2+2r)------② UAB=I3R3--------③ I1+I2=I3------④ 联立①②③④四式解得:I1=0.6A,I2=0.4A,I3=1A,电池组ε的端电压U1=2.4V.电池组ε2的端电压U2=2.6V. 例16 如图2-16所示.两根相互平行的间距L=0.4m的金属导轨水平放在B=0.2T的匀强磁场中.磁场垂直于导轨平面.导轨上的滑杆ab.cd所受摩擦力均为0.2N.两杆电阻均为0.1Ω.导轨电阻不计.当ab受到恒力F作用时,ab以v1做匀速运动.cd以v2做匀速运动.求通过ab杆的电流强度的大小和方向. 解析 要求通过ab杆的电流强度.应通过ab杆受的安培力求解.这就需要隔离出ab杆进行受力分析. 以ab杆为研究对象.因右手定则确定电流的方向为b→a.受力如图2-6-甲所示.因为ab杆匀速运动处于平衡状态.故有 F=f+BIL. 再以滑杆ab.cd整体作为研究对象.受力如图2-16-乙所示.因为ab.cd均做匀速运动.受力平衡.故有 代入上式.解得通过ab杆的电流为 所以通过ab杆的电流的大小为2.5A.方向b→a. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10 cm,bc=20 cm.该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20 cm的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直.若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过90° 时的瞬时感应电动势大小为________V.

(2)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.

(Ⅰ)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:

①________;

②________.

(Ⅱ)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5,若打点的时间间隔为T,则打E点时重物速度的表达式为vE=________.

(3)冬、春季节降水量少,广东沿海附近水位较低,涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高,水质受到影响,为了研究咸潮出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验.它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如下图(1)所示,两电极相距L=0.314 m,其间充满待测的河水.安装前他用如下图(2)的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径,结果如下图(3)所示.

他还选用了以下仪器:量程15 V、内阻300 kΩ的电压表,量程300μA、内阻50 Ω的电流表,最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器,电动势E=12 V、内阻r=6Ω的电池组,开关等各一个,以及导线若干.下图(4)坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值.

根据以上材料完成以下问题:

(a)测量玻璃管内径时,应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触(填代号);

(b)玻璃管的内径d=________mm;

(c)图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤:________.

(d)上图(5)中的实物仪器部分已连线,将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图;

(e)开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________端.

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