第11-22届预赛-电学(答案)
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初三电学竞赛试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 电路中形成电流的条件是()A. 有电压B. 有电流C. 有电阻D. 有电源答案:D2. 串联电路中,各处的电流()A. 不相等B. 相等C. 互不影响D. 无法确定3. 并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,这是因为()A. 并联电路中,各支路电压相等B. 并联电路中,各支路电流相等C. 并联电路中,各支路电阻相等D. 并联电路中,各支路电压不相等答案:A4. 家庭电路中的触电事故,都是人体直接或间接跟()接触造成的。
A. 火线B. 零线C. 地线D. 火线和零线5. 家庭电路中,各用电器之间是()的。
A. 串联B. 并联C. 混联D. 无法确定答案:B6. 家庭电路中,开关和它控制的用电器之间是()的。
A. 串联B. 并联C. 混联D. 无法确定答案:A7. 家庭电路中,开关和电灯之间是()的。
A. 串联B. 并联C. 混联D. 无法确定答案:A8. 家庭电路中,电灯和插座之间是()的。
A. 串联B. 并联C. 混联D. 无法确定答案:B9. 家庭电路中,保险丝的作用是()。
A. 保护电路B. 保护用电器C. 保护电源D. 保护导线答案:A10. 家庭电路中,电能表的作用是()。
A. 测量电能B. 测量电功率C. 测量电流D. 测量电压答案:A二、填空题(每题3分,共30分)11. 电路中,电源是提供______的装置。
答案:电压12. 电路中,导线是输送______的装置。
答案:电流13. 电路中,开关是控制______的装置。
答案:电流14. 电路中,用电器是消耗______的装置。
答案:电能15. 电路中,电流的单位是______。
答案:安培16. 电路中,电压的单位是______。
答案:伏特17. 电路中,电阻的单位是______。
答案:欧姆18. 家庭电路中,火线和零线之间的电压是______。
答案:220V19. 家庭电路中,火线和地线之间的电压是______。
第22届全国中学生物理竞赛预赛参考解答一、 国际物理(或世界物理). 相对论;光的量子性评分标准:本题10分.第1小问4分.第2小问6分(填写任意两项爱因斯坦的成果只要正确都给6分).二、找个地方把弹簧测力计悬挂好,取一段细线做成一环,挂在弹簧测力计的挂钩上,让直尺穿在细环中,环与直尺的接触点就是直尺的悬挂点,它将尺分为长短不等的两段.用细线栓住木块挂在直尺较短的一段上,细心调节直尺悬挂点及木块悬挂点的位置,使直尺平衡在水平位置(为提高测量精度,尽量使二悬挂点相距远些),如图所示.设木块质量为m ,直尺质量为M .记下二悬挂点在直尺上的读数x 1、x 2,弹簧测力计读数G .由平衡条件和图中所设的直尺零刻度线的位置有G g M m =+)((1)⎪⎭⎫⎝⎛-=-2122)(x l Mg x x mg(2)(1)、(2)式联立可得()()1222x l x l g G m --=(3)()()11222x l x x g G M --=(4)评分标准:本题17分.正确画出装置示意图给5分.(1)式、(2)式各4分,(3)式、(4)式各2分. 三、自S 作球的切线S,并画出S 经管壁反射形成的虚像点S ',及由S '画出球面的切线S 'N ,如图1所示,Gx 2 0 x 1 m MrMN SOθ2R图1S 'r MNSOθ2RS '图2θOR由图可看出,只要M S '和N S '之间有一夹角,则筒壁对从S 向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方,不会完全落在球上被吸收.由图可看出,如果r 的大小恰能使N S '与M S '重合,如图2,则r就是题所要求的筒的内半径的最大值.这时SM 与MN 的交点到球心的距离MO 就是所要求的筒的半径r .由图2可得θθ2sin 1cos -==RR r(1)由几何关系可知()R R 2sin =θ(2)由(1)、(2)式得R r 332=(3)评分标准:本题18分.给出必要的说明占8分,求出r 占10分.四、由巴耳末—里德伯公式)11(122nk R -=λ 可知赖曼系波长最长的光是氢原子由n = 2→ k = 1跃迁时发出的,其波长的倒数43112R =λ (1)对应的光子能量为4311212RhchcE ==λ (2)式中h 为普朗克常量.巴耳末系波长最短的光是氢原子由n = ∞→ k = 2跃迁时发出的,其波长的倒数412R =∞λ (3)对应的光子能量42RhcE =∞ (4)用A 表示该金属的逸出功,则1eU 和2eU 分别为光电子的最大初动能.由爱因斯坦光电效应方程得A eU Rhc+=143 (5)A eU Rhc+=24(6)解得 )3(221U U eA -=(7)RcU U e h )(221-=(8)评分标准:本题20分.(1)式3分,(2)式2分, (3)式3分,(4)式2分, (5)、 (6)式各3分, (7)、(8)式各2分.五、设A 与B 碰撞前A 的速度为v 0,碰后A 与B 的速度分别为v 1与V 1,由动量守恒及机械能守恒定律有110kmV m m +=v v(1) 212120212121kmV m m +=v v (2)由此解得011)1(v v +--=k k (3)k V 0112v +=(4)为使A 能回到坡上,要求v 1<0,这导致k >1;为使A 从坡上滑下后再能追上B ,应有11V >-v ,即2)1(>-k ,这导致3>k ,于是,为使第二次碰撞能发生,要求 k > 3 (5) 对于第二次碰撞,令v 2和V 2分别表示碰后A 和B 的速度,同样由动量守恒及机械能守恒定律有:2211)(kmV m kmV m +=+-v v2222212121212121kmV m kmV m +=+v v 由此解得0222)1()1(4v v +--=k k k (6)022)1()1(4v +-=k k V(7)若v 2>0,则一定不会发生第三次碰撞,若v 2<0,且22V >-v ,则会发生第三次碰撞.故为使第三次碰撞不会发生,要求A 第三次从坡上滑下后速度的大小)(2v -不大于B 速度的大小2V ,即22V ≤-v(8)由(6)、(7)、(8)式得05102≤+-k k(9)由k 2-10 k + 5 = 0可求得52528010±=±=k(9)式的解为525525+≤≤-k (10)(10)与(5)的交集即为所求:5253+≤<k (11)评分标准:本题25分.求得(3)、(4) 式各得3分,求得(5)式得4分,求得(6)、(7)、(8)、(10)和(11)式各得3分.六、导体细杆运动时,切割磁感应线,在回路中产生感应电动势与感应电流,细杆将受到安培力的作用,安培力的方向与细杆的运动方向相反,使细杆减速,随着速度的减小,感应电流和安培力也减小,最后杆将停止运动,感应电流消失.在运动过程中,电阻丝上产生的焦耳热,全部被容器中的气体吸收.根据能量守恒定律可知,杆从v 0减速至停止运动的过程中,电阻丝上的焦耳热Q 应等于杆的初动能,即221v m Q = (1) 容器中的气体吸收此热量后,设其温度升高T ,则内能的增加量为T R U Δ25Δ=(2) 在温度升高T 的同时,气体体积膨胀,推动液柱克服大气压力做功.设液柱的位移为l Δ,则气体对外做功l S p A Δ0=(3)l S Δ就是气体体积的膨胀量l S V ΔΔ= (4)由理想气体状态方程RT pV =,注意到气体的压强始终等于大气压0p ,故有T R V p ΔΔ0=(5)由热力学第一定律U A Q Δ+= (6)由以上各式可解得Sp m l 0207Δv =(7)评分标准:本题25分.(1)式6分,(2)式4分,(3)、(4)、(5)式各2分,(6)式5分,(7)式4分.七、由电容C '、C ''组成的串联电路的等效电容C C C C C ''+''''=串由电容C '、C ''组成的并联电路的等效电容C C C ''+'=并利用此二公式可求得图示的4个混联电路A 、B 间的等效电容C a 、C b 、C c 、C d 分别为32132312132121a C C C C C C C C C C C C C C C >+++=++=(1)23132312123131b C C C C C C C C C C C C C C C >+++=++=(2)()()33213231321321c C C C C C C C C C C C C C C C <+++=+++=(3)()()23213221231231d C C C C C C C C C C C C C C C <+++=+++=(4)由(1)、(3)式可知c a C C ≠(5)由(2)、(4)式可知 d b C C ≠(6)由(1)、(2)式可知 b a C C ≠(7)由(3)、(4)式可知 d c C C ≠(8)若d a C C =,由(1)、(4)式可得023*******=+++C C C C C C C因为1C 、2C 和3C 均大于0,上式不可能成立,因此 d a C C ≠(9)若c b C C =,由(2)、(3)式可得023*******=+++C C C C C C C因为1C 、2C 和3C 均大于0,上式不可能成立,因此c b C C ≠(10)综合以上分析,可知这四个混联电路的等效电容没有一对是相等的. 评分标准:本题25分.(1)、(2)、(3)、(4)式各4分,得到(5)、(6)、(7)、(8)式各1分,得到(9)、(10)式共5分.八、如图所示,用b v 表示a 转过α角时b 示此时立方体速度的大小,则有v v =αcos b(1由于b 用力和反作用力做功大小相同,符号相反,此在整个过程中推力F 所做的功应等于球a 、b 械能的增量.现用a v 表示此时a 速度相同,l Oa 41=,l Ob 43=,所以得b a v v 31=(2)根据功能原理可知22221cos 434321cos 4421sin 4v v v m l l g m m l l g m m l F b b b a a a +⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⋅ααα (3) 将(1)、(2)式代入可得222)cos (21cos 434321cos 443121sin 4ααααb b bb a b a m l l g m m l l g m m l F v v v +⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅ 解得()()[]ααα2cos 18182cos 13sin 9m m m g m m F l b a b a b ++--+=v (4)评分标准:本题30分.(1)式7分,(2)式5分,(3)式15分,(4)式3分.九、将整个导体棒分割成n 个小线元,小线元端点到轴线的距离分别为r 0(=0),r 1,r 2,……,r i -1,r i ,……,r n -1,r n (= a ),第i 个线元的长度为1Δ--=i i i r r r ,当i r Δ很小时,可以认为该线元上各点的速度都为i i r ω=v ,该线元因切割磁感应线而产生的电动势为i i i i i i i i r r K r r Kr r B ΔΔΔΔ2ωω===v E(1)整个棒上的电动势为∑∑====ni iin i ir r K 121ΔΔωE E(2)由()()()32233ΔΔ3Δ3Δr r r r r r r r +++=+,略去高阶小量(Δr )2及(Δr )3,可得])[(31332r r r r r -∆+=∆代入(2)式,得331331323031131i 3i 31)]()()[(31)(31a K r r r r r r K r r K n n ni ωωω=-++-+-=-=-=-∑E (3)由全电路欧姆定律,导体棒通过的电流为Ra K R I 33ω==E (4)导体棒受到的安培力方向与棒的运动方向相反.第i 个线元i r ∆受到的安培力为i i i Ai r I Kr r BI f ΔΔΔ==(5)作用于该线元的安培力对轴线的力矩i i i Ai i r KIr r f M ΔΔΔ2=⋅=作用于棒上各线元的安培力对轴线的总力矩为3131312131)(31ΔΔKIa r rKIr r KI M M ni i ini i i ni i =-===∑∑∑=-==即Rωa K M 962=(6)因棒A 端对导体圆环的正压力为21mg ,所以摩擦力为mg μ21,对轴的摩擦力矩为 mga M μμ21=(7) 其方向与安培力矩相同,均为阻力矩.为使棒在水平面内作匀角速转动,要求棒对于O 轴所受的合力矩为零,即外力矩与阻力矩相等,设在A 点施加垂直于棒的外力为f ,则有μM M fa +=(8)由(6)、(7)、(8)式得μmg R ωa K f 21952+=(9)评分标准:本题30分.求得(3)式得10分,(4)式2分;求得(6)式得8分,(7)式4分,(8)式4分,(9)式2分.。
可编辑修改精选全文完整版2022年电工考试题库完整版(内含答案)一、判断题注:打“X”为错误,蓝字为错的地方1、万能转换开关的定位结构一般采用滚轮卡转轴辐射型结构。
(X)2、交流电流表和电压表测量所测得的值都是有效值。
3、一号电工刀比二号电工刀的刀柄长度长。
4、剩余动作电流小于或等于0.3A 的 RCD 属于高灵敏度 RCD。
(X)5、补偿电容器的容量越大越好(X)6、视在功率就是无功功率加上有功功率。
(X)7、复合按钮的电工符号是:8、Ⅱ类设备和Ⅲ类设备都要采取接地或接零措施(X)9、电机运行时发出沉闷声是电机在正常运行的声音。
(X)10、用万用表R×1KΩ欧姆档测量二极管时,红表笔接一只脚,黑表笔接另一只脚测得的电阻值约为几百欧姆,反向测量时电阻值很大,则该二极管是好的。
11、电工特种作业人员应当具备高中或相当于高中以上文化程度。
(X)12、当电气火灾发生时,如果无法切断电源,就只能带电灭火,并选择干粉或者二氧化碳灭火器,尽量少用水基式灭火器。
(X)13、改变转子电阻调速这种方法只适用于绕线式异步电动机。
14、使用电器设备时,由于导线截面选择过小,当电流较大时也会因发热过大而引发火灾。
15、三相异步电动机的转子导体会中形成电流,其电流方向可用右手定则判定16、三相电动机的转子和定子要同时通电才能工作。
(X)17、在安全色标中用红色表示禁止、停止或消防18、用避雷针、避雷带是防止雷电破坏电力设备的主要措施。
(X)19、熔体的额定电流不可大于熔断器的额定电流。
21、在串联电路中,电路总电压等于各电阻的分电压之和22、无论在任何情况下,三极管都具有电流放大功能。
(X)23、在电气原理图中,当触点图形垂直放置时,以“左开右闭”原则绘制。
24、水和金属比较,水的导电性能更好(X)25、据部分省市统计,农村触电事故要少于城市的触电事故。
(X)26、验电是保证电气作业安全的技术措施之一。
27、雷电可通过其它带电体或直接对人体放电,使人的身体遭到巨大的破坏直至死亡。
全国中学生高中物理竞赛第16届—22届预赛电学试题集锦(含答案)一、第16届预赛题. (20分)位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd 。
ab 长为1l ,是水平的,bc 长为2l ,线框的质量为m ,电阻为R .。
其下方有一匀强磁场区域,该区域的上、下边界'PP 和'QQ 均与ab 平行,两边界间的距离为H ,2H l >,磁场的磁感应强度为B ,方向与线框平面垂直,如图预16-4所示。
令线框的dc 边从离磁场区域上边界'PP 的距离为h 处自由下落,已知在线框的dc 边进入磁场后,ab 边到达边界'PP 之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值。
问从线框开始下落到dc 边刚刚到达磁场区域下边界'QQ 的过程中,磁场作用于线框的安培力做的总功为多少?参考解答设线框的dc 边刚到达磁场区域上边界'PP 时的速度为1v ,则有 2112mv mgh = (1) dc 边进入磁场后,按题意线框虽然受安培力阻力作用,但依然加速下落.设dc 边下落到离'PP 的距离为1h ∆时,速度达到最大值,以0v 表示这个最大速度,这时线框中的感应电动势为10Bl v =E线框中的电流 10Bl v I R R==E 作用于线框的安培力为 22101B l F Bl I Rv == (2) 速度达到最大的条件是安培力F mg =由此得 0221mgR v B l = (3) 在dc 边向下运动距离1h ∆的过程中,重力做功1G W mg h =∆,安培力做功F W ,由动能定理得 22011122F G W W mv mv +=- 将(1)、(3)式代入得安培力做的功 32214412F m g R W mg h mgh B l =-∆+- (4) 线框速度达到0v 后,做匀速运动.当dc 边匀速向下运动的距离为221h l h ∆=-∆时,ab边到达磁场的边界'PP ,整个线框进入磁场.在线框dc 边向下移动2h ∆的过程中,重力做功G W ',安培力做功F W ',但线框速度未变化,由动能定理0F G W W ''+=221()F G W W mg h mg l h ''=-=-∆=--∆ (5)整个线框进入磁场后,直至dc 边到达磁场区的下边界'QQ ,作用于整个线框的安培力为零,安培力做的功也为零,线框只在重力作用下做加速运动。
初中科学竞赛辅导《电路》经典选择30题、某同学用如右图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。
在此实验过程中,当A 、B 两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( ) A 保持变阻器滑片不动21世纪教育 B 将变阻器滑片适当向左移动 C.将变阻器滑片适当向右移动 D.将电池个数增加2、小宇同学家的住房已经建好。
在全家搬进去之前,小宇同学准备检查生活用电线路是否有问题,他先断开所有用电器和总开关,然后将火线上的保险丝取下,换上一只额定电压为220 V 的灯泡,闭合总开关,发现灯泡正常发光。
由此判断( )A .线路安装完全正确,因为灯泡正常发光B .线路安装不正确,电路中有短路C .线路安装不正确,电路中有断路D .仅由此不能判断线路是否有问题3.下图给出了小华设计的楼梯照明电灯的四种控制电路,其中S 1、S 2分别为楼上和楼下的开关(都是单刀双掷开关)。
要求拨动其中任一开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。
在实际应用中最好的方案是( )4.如图所示,电源电压一定。
关于电路的工作情况,下列说法正确的是( )21世纪教育A 、只闭合S 1时,两只灯泡是串联的B 、若先闭合S 1,再闭合S 2,电压表读数不变、电流表读数变大C 、若电压表和电流表位置对调,闭合S 1 、S 2后,则两表都被烧坏D 、若灯L 1被短路,闭合S 1 、S 2后,则灯L 1不亮,灯L 2亮,电流表损坏 5、如图电路,电源电压保持不变,Ro 为定值电阻。
闭合开关S ,当滑动 变阻器的滑片在某两点之间来回滑动时,电流表的示数变化范围是 0.5一1.5安,电压表的示数变化范围是6-3伏。
则电源电压为( ) A.6伏 B.7.5伏 C.9伏 D.15伏6、如图所示的电路中,已知R 1、R 2、R 3和R 4的阻值分别是3欧、9欧、9欧和3欧,电源电压恒为12伏,电压表的量程有两档:0~3V 和0~15V ,该电压表的正确连接应该是( ) A .“+”接线柱在上端,量程用0~3V B .“+”接线柱在上端,量程用0~15V C .“-”接线柱在上端,量程用0~15VD .“-”接线柱在上端,量程用0~3V7、现在控制楼道照明灯的开关大多采用延时开关,即开关闭合2min 后会自动断开。
大一电学考试题及答案解析一、选择题(每题2分,共20分)1. 电流的单位是:A. 伏特(V)B. 安培(A)C. 欧姆(Ω)D. 瓦特(W)答案:B2. 欧姆定律的公式是:A. V = I * RB. I = V / RC. R = V / ID. V = R * I答案:A3. 下列哪个不是电容器的特性?A. 存储电荷B. 阻直流电C. 允许交流电D. 产生电流答案:D4. 以下哪个选项表示电感器?A. 电阻器B. 电容器C. 电感器D. 二极管答案:C5. 交流电的频率单位是:A. 赫兹(Hz)B. 伏特(V)C. 安培(A)D. 欧姆(Ω)答案:A6. 以下哪个是串联电路的特点?A. 总电阻等于各电阻之和B. 总电流等于各电流之和C. 总电压等于各电压之和D. 总功率等于各功率之和答案:A7. 以下哪个是并联电路的特点?A. 总电阻等于各电阻之和B. 总电流等于各电流之和C. 总电压等于各电压之和D. 总功率等于各功率之和答案:B8. 电磁波的传播速度在真空中是:A. 光速B. 声速C. 电速D. 磁速答案:A9. 以下哪个是半导体材料的特性?A. 导电性介于导体和绝缘体之间B. 绝缘性C. 导电性D. 磁性答案:A10. 以下哪个不是电磁感应定律的表述?A. 法拉第电磁感应定律B. 楞次定律C. 欧姆定律D. 洛伦兹力定律答案:C二、填空题(每空1分,共10分)11. 电容器的单位是________。
答案:法拉(F)12. 电路中电流的流动方向是________。
答案:从正极到负极13. 电阻的单位是________。
答案:欧姆(Ω)14. 交流电的电压有效值是其最大值的________。
答案:√2/2倍15. 电感器在电路中起到________作用。
答案:阻碍电流变化16. 电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和时间成正比,这个关系称为________。
答案:焦耳定律17. 一个电路的总功率等于________。
物理高中竞赛预赛试题及答案试题一:力学基础1. 一个质量为m的物体从静止开始在水平面上以加速度a运动,受到一个恒定的拉力F。
求物体在时间t内的位移s。
2. 一个质量为2kg的物体从高度h=10m处自由落体,忽略空气阻力,求物体落地时的速度v。
试题二:电磁学基础1. 一个带电粒子q在电场强度E中受到的电场力大小是多少?2. 一个半径为R的圆形线圈,通以电流I,求线圈中心的磁场强度B。
试题三:热力学基础1. 一个理想气体在等压过程中,压强P1=2atm,体积V1=2m³,求当压强变为P2=1atm时的体积V2。
2. 一个绝热容器中,气体的内能变化量为-500J,求气体对外做的功W。
试题四:光学基础1. 一束平行光通过一个焦距为f的凸透镜,求透镜另一侧的焦点位置。
2. 一束单色光照射在折射率为n的介质表面,入射角为θ1,求折射角θ2。
试题五:现代物理基础1. 描述海森堡不确定性原理,并给出其数学表达式。
2. 简述相对论中时间膨胀的概念,并给出时间膨胀的公式。
答案:试题一:1. 位移s = 1/2 * a * t²2. 速度v = √(2gh) = √(2 * 9.8 * 10) ≈ 14.1 m/s试题二:1. 电场力F = q * E2. 磁场强度B = (μ₀ * I) / (2 * π * R),其中μ₀为真空磁导率试题三:1. 体积V2 = V1 * (P2 / P1) = 2 * (1 / 2) = 1 m³2. 功W = ΔU + Q,由于是绝热过程,Q=0,W = -ΔU = -500J试题四:1. 焦点位置f' = f2. 折射角θ2 = arcsin(n * sin(θ1))试题五:1. 海森堡不确定性原理:Δx * Δp ≥ ħ/2,其中Δx是位置的不确定性,Δp是动量的不确定性,ħ是约化普朗克常数。
2. 时间膨胀公式:t' = t / √(1 - v²/c²),其中t'是运动参考系中的时间,t是静止参考系中的时间,v是相对速度,c是光速。
2022届高考物理一轮复习:电学实验含参考答案专题:电学实验1、(1)如图甲所示的电表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数为________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘中每一小格代表______A,图中表针示数为________A。
甲乙(2)如图乙所示的电表使用较小量程时,每小格表示________V,图中表针的示数为________V。
若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针示数为________V。
丙(3)旋钮式电阻箱如图丙所示,电流从接线柱A流入,从B流出,则接入电路的电阻为________Ω,今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是_____________________________________。
若用两个这样的电阻箱,即可得到的电阻值范围为________。
2、如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个用于恒温箱温控电路,继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电源的电动势E=9.0 V,内阻不计,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,则:(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”).(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.3、要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:A.待测电压表V(量程3 V,内阻几千欧)B.电流表A(量程3 A,内阻0.01 Ω)C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50 mA)D.蓄电池E(电动势略小于3 V,内阻不计)E.多用电表F.开关K1、K2,导线若干有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100倍率,操作方法正确。
若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是________ Ω。
应用物理知识竞赛试题三(电学部分)为380伏的动力电源上,则A.15W的灯泡烧坏,100W的灯泡完好 B.100W的灯泡烧坏,15W的灯泡完好C.二只灯泡均被烧坏 D.二只灯泡均完好2.在电学实验中遇到断路时,常常用伏特表来检测。
某同学连接如图所示的电路,电键闭合后,电灯不亮,安培表无指示。
这时用伏特表测得a、b两点间和b、c两点间的电压均为零,而a、d间和b、d间的电压均不为零,这说明A.电源接线柱接触不良 B.电键的触片或接线柱接触不良C.安培表接线柱接触不良 D.灯泡灯丝断了或灯座接触不良3.李军在检修一只1000瓦的电炉时,发现电炉丝断了一小截,他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长,这样再接入原电路中使用时,其实际发热功率将A.大于1000瓦B.等于1000瓦 C.小于1000瓦 D.无法判断4.小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。
闭合开关后,甲灯发光,乙灯不发光,乙灯不发光的原因是A.它的电阻大小C.流过乙灯的电流比甲灯小B.它的电阻太大D.乙灯灯丝断了5.图2中四个灯泡的连接方式是A.四灯串联 B.四灯并联C.L2、L3、L4并联,再与L1串联 D.L1、L2、L3并联,再与L4串联6.标有“220V,40W”和“220V,60W”的两只灯泡L1、L2、串联在电路中时,两灯泡均发光,实际消耗的功率分别为W1和W2,则:A.W1>W2 B.W1=W2 C.W1<W2 D.无法确定7.某电度表盘上标有“3000R/kWh”,单独开动某一用电器时,电度表的转盘在100秒内转5转,由此可知,该用电器的功率为:A.40瓦 B.60瓦 C.20瓦 D.100瓦8.如图所示,甲灯为“6V,6W”,乙灯为“6V,4W”,用一个输出电压恒为12伏的电源对两灯供电,要使这两个灯能同时正常发光,则应选择电路:9.某人设计了下图所示电路,电路中变阻器的总阻值与电阻R的阻值相同,电源电压恒定,当他将滑片P从a端滑到b端的过程中,所看到的现象是A.安培表的示数逐渐变大 B.安培表的示数逐渐变小C .安培表的示数先增大,然后减小到原值D .安培表的示数先减小,然后增大到原值10.物理小组的同学们练习安装照明电路,接通电源之前,老师将火线上的保险丝取下,把一个额定电压为220伏的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置,同时要求同学将电路中所有开关都断开。
第22届七、由电容C '、C ''组成的串联电路的等效电容C C C C C ''+''''=串由电容C '、C ''组成的并联电路的等效电容C C C ''+'=并利用此二公式可求得图示的4个混联电路A 、B 间的等效电容C a 、C b 、C c 、C d 分别为32132312132121a C C C C C C C C C C C C C C C >+++=++=(1) 23132312123131b C C C C C C C C C C C C C C C >+++=++=(2)()()33213231321321c C C C C C C C C C C C C C C C <+++=+++=(3)()()23213221231231d C C C C C C C C C C C C C C C <+++=+++=(4)由(1)、(3)式可知c a C C ≠(5)由(2)、(4)式可知 db C C ≠ (6) 由(1)、(2)式可知 ba C C ≠(7) 由(3)、(4)式可知dc C C ≠ (8)若daC C =,由(1)、(4)式可得 0232312121=+++C C C C C C C 因为1C 、2C 和3C 均大于0,上式不可能成立,因此 da C C ≠ (9)若cbC C =,由(2)、(3)式可得232213121=+++C C C C C C C 因为1C 、2C 和3C 均大于0,上式不可能成立,因此cb C C ≠(10)九、将整个导体棒分割成n 个小线元,小线元端点到轴线的距离分别为r 0(=0),r 1,r 2,……,r i -1,r i ,……,r n -1,r n (= a ),第i 个线元的长度为1Δ--=i i i r r r ,当ir Δ很小时,可以认为该线元上各点的速度都为iir ω=v ,该线元因切割磁感应线而产生的电动势为ii i i i i i i r r K r r Kr r B ΔΔΔΔ2ωω===v E (1)整个棒上的电动势为∑∑====ni iini ir rK 121ΔΔωEE (2()()()32233ΔΔ3Δ3Δr r r r r rr r +++=+,略去高阶小量(Δr )2及(Δr )3,可得 ])[(31332r r r r r -∆+=∆代入(2)式,得33133********31i 3i 31)]()()[(31)(31aK r r r r r r K r r K n n ni ωωω=-++-+-=-=-=-∑E (3)由全电路欧姆定律,导体棒通过的电流为Ra K RI 33ω==E (4)导体棒受到的安培力方向与棒的运动方向相反. 第i 个线元i r ∆受到的安培力为 i i i Ai r I Kr r BI f ΔΔΔ==(5)作用于该线元的安培力对轴线的力矩i i i Ai i r KIr r f M ΔΔΔ2=⋅=作用于棒上各线元的安培力对轴线的总力矩为3131312131)(31ΔΔKIar r KIr r KIMM ni i i ni i i ni i=-===∑∑∑=-== 即Rωa K M 962=(6)因棒A 端对导体圆环的正压力为21mg ,所以摩擦力为mgμ21,对轴的摩擦力矩为mgaMμμ21=(7)其方向与安培力矩相同,均为阻力矩.为使棒在水平面内作匀角速转动,要求棒对于O 轴所受的合力矩为零,即外力矩与阻力矩相等,设在A 点施加垂直于棒的外力为f ,则有μMM fa += (8)由(6)、(7)、(8)式得μm g Rωa K f 21952+=(9)第21届预赛2004.9.5三、设电子刚进入平行板电容器极板间区域时的速度为v 0,因为速度方向平行于电容器的极板,通过长度为l 的极板区域所需的时间t 1=l /v 0 (1)当两极板之间加上电压时,设两极板间的场强为E ,作用于电子的静电力的大小为qE 方向垂直于极板由C 指向D ,电子的加速度 q E a m=(2)而U Ed= (3)因电子在垂直于极板方向的初速度为0,因而在时间t 1内垂直于极板方向的位移21112y a t = (4电子离开极板区域时,沿垂直于极板方向的末速度 v y =at 1 (5)设电子离开极板区域后,电子到达荧光屏上P 点所需时间为t 2 t 2=(L -l /2)/v 0 (6) 在t 2时间内,电子作匀速直线运动,在垂直于极板方向的位移 y 2=v y t 2 (7) P 点离开O 点的距离等于电子在垂直于极板方向的总位移 y =y 1+y 2 (8) 由以上各式得电子的荷质比为20v q ym U lLd = (9)加上磁场B 后,荧光屏上的光点重新回到O 点,表示在电子通过平行板电容器的过程中电子所受电场力与磁场力相等,即 qE =qv 0B (l0) 注意到(3)式,可得电子射入平行板电容器的速度 0U v B d=(11)代人(9)式得2q U ym B lL d =(12)代入有关数据求得111.610q m=⨯ C/kg (13)五、用E 和I 分别表示abdc 回路的感应电动势和感应电流的大小,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知 E =Bl (v 2-v 1) (1)2I R=E (2)令F 表示磁场对每根杆的安培力的大小,则F =IBl(3)令a 1和a 2分别表示ab 杆cd 杆和物体M 加速度的大小,T 表示绳中张力的大小,由牛顿定律可知 F =ma 1 (4) Mg -T =ma 2 (5) T -F =ma 2 (6) 由以上各式解得22211()2B l v v a R m-=(7)222122()2()M gR B l v v a M m R--=+ (8)八、设B 、C 右方无穷组合电路的等效电阻为R BC ,则题图中通有电流的电路可以简化为图1中的电路。
B 、C 右方的电路又可简化为图2的电路,其中B C R ''是虚线右方电路的等效电阻。
由于B '、C '右方的电路与B 、C 右方的电路结构相同,而且都是无穷组合电路,故有BCB C R R ''=(1)由电阻串、并联公式可得212B C B C B C R R R ''''=++ (2)图1图2由式(1)、(2)两式得 220BC BC R R -=- 解得 R BC =2.0 Ω图1所示回路中的电流为201024A =0.10A1030182I +-=+++ (4)电流沿顺时针方向。
设电路中三个电容器的电容分别为C 1、C 2和C 3,各电容器极板上的电荷分别为Q 1、Q 2和Q 3,极性如图3所示。
由于电荷守恒,在虚线框内,三个极板上电荷的代数和应为零,即Q 1+Q 2-Q 3=0A 、E 两点间的电势差3113E AQ Q UU C C -=-+(6) 又有(10300.10)V =7.0E A U U -=-⨯(7)B 、E 两点间的电势差3223B E Q Q U UC C -=+(8) 又有(24200.10)V =26VB E U U -=+⨯ (9)根据(5)、(6)、(7)、(8)、(9)式并代入C 1、C 2和C 3之值后可得 Q 3=1.3×10-4C (10) 即电容器C 3与E 点相接的极板带负电,电荷量为1.3×10-4C 。
第20届预赛 四、设计的磁场为沿z 轴方向的匀强磁场,O 点和M 点都处于这个磁场中。
下面我们根据题意求出这种磁场的磁感应强度的大小。
粒子由O 点射出就进入了磁场,可将与z 轴成θ角的速度分解成沿磁场方向的分速度Z v 和垂直于磁场方向的分速度v ⊥(见图预解20-4-1),注意到θ很小,得cos Z v v vθ=≈ (1)s i n v v vθθ⊥=≈ (2) 粒子因具有垂直磁场方向的分速度,在洛仑兹力作用下作圆周运动,以R 表示圆周的半径,有2v qBv mR⊥⊥= 圆周运动的周期2R T v π⊥=由此得2m T qBπ=(3) 可见周期与速度分量v ⊥无关。
粒子因具有沿磁场方向的分速度,将沿磁场方向作匀速直线运动。
由于两种分速度同时存在,粒子将沿磁场方向作螺旋运动,螺旋运动螺距为Zh v T v T ==(4)由于它们具有相同的v ,因而也就具有相同的螺距;又由于这些粒子是从同一点射出的,所以经过整数个螺距(最小是一个螺距)又必定会聚于同一点。
只要使O M 等于一个螺距或一个螺距的n (整数)倍,由O 点射出的粒子绕磁场方向旋转一周(或若干周后)必定会聚于M 点,如图20-4-2所示。
所以 d n h =, n =1,2,3,… (5) 由式(3)、(4)、(5)解得2m vn B qdπ=,n=1,2,3, (6)图3v z v ⊥vθv这就是所要求磁场的磁感应强度的大小,最小值应取n =1,所以磁感应强度的最小值为 2m v B q dπ=。
(7)七、 在电压为0U 时,微粒所受电场力为0/2U q l ,此时微粒的加速度为00/2a U q lm=。
将此式代入题中所给的等式,可将该等式变为203162T l a ⎛⎫= ⎪⎝⎭(1) 现在分析从0到/2T 时间内,何时产生的微粒在电场力的作用下能到达A 板,然后计算这些微粒的数目。
在0t =时产生的微粒,将以加速度0a 向A 板运动,经/2T后,移动的距离x与式(1)相比,可知20122T x a l⎛⎫=> ⎪⎝⎭(2)即0t =时产生的微粒,在不到/2T 时就可以到达A 板。
在AU U =的情况下,设刚能到达A 板的微粒是产生在1t t =时刻,则此微粒必然是先被电压0U 加速一段时间1t ∆,然后再被电压02U -减速一段时间,到A 板时刚好速度为零。
用1d 和2d 分别表示此两段时间内的位移,1v 表示微粒在1t ∆内的末速,也等于后一段时间的初速,由匀变速运动公式应有 21011()2d a t =∆ (3) 210202(2)v a d =+- (4)又因101v a t =∆,(5)12d d l+=(6)112Tt t +∆=,(7)由式(3)到式(7)及式12T t =, (8) 这就是说,在AU U =的情况下,从0t =到/4t T=这段时间内产生的微粒都可到达A 板(确切地说,应当是/4t T <)。
为了讨论在/4/2T t t <≤这段时间内产生的微粒的运动情况,先设想有一静止粒子在A 板附近,在A 02U U =-电场作用下,由A 板向B 板运动,若到达B 板经历的时间为τ,则有2012(2)2l a τ=根据式(1)可求得14Tτ=由此可知,凡位于M N 到A 板这一区域中的静止微粒,如果它受2U U =-的电场作用时间大于τ,则这些微粒都将到达B 板。