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1 简答题 · 20 分

超导现象是20世纪人类重大发现之一,日前我国己研制出世界传输电流最

大的高温超导电缆并成功示范运行。

(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究,将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圈环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由。

(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化,其中△I<<I,当电流的变化小于△I时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e,试用上述给出的各物理量,推导出ρ的表达式。

(3)若仍使用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态

的电阻率上限ρ的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。

1 简答题 · 15 分

石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。          (1)若”太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站,求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为ω,地球半径为R。

(2)当电梯仓停在距地面高度h2 = 4R的站点时,求仓内质量m2 = 50kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2,地球自转角速度ω = 7.3×10-5rad/s,地球半径尸场R = 6.4×103km。

1 简答题 · 15 分

计算题:本题共3小题,共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

13.(15分)做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0cm,线圈导线的截面积A=,电阻率,如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零,求:(计算结果保留一位有效数字)

(1)该圈肌肉组织的电阻R;

(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;

(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.

1 单选题 · 6 分

如图甲所示,在材质均匀的圆形薄电阻片上,挖出一个偏心小圆孔。在彼此垂直的直径AB和CD两端引出四个电极A、B、C、D。先后分别将A、B或C、D接在电压恒为U的电路上,如图乙和图丙所示。比较两种接法中电阻片的热功率大小,应有

A两种接法电阻片热功率一样大

B接在AB两端电阻片热功率大

C接在CD两端电阻片热功率大

D无法比较

1 多选题 · 6 分

下列说法正确的是(    )

A电阻率由导体的材料决定,且与温度有关

B静止在水平面上的物体,对水平面的压力就是物体的重力

C做匀速圆周运动的物体,其角速度不变

D一电动机内部线圈的电阻为R,当加在电动机上的电压为U,通过的电流为I时,则关系式U=IR成立

下一知识点 : 电源的电动势和内阻
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