奧林匹亞物理培訓-複試試題A060303-A060304

承續前題,我們這邊繼續探討關於奧林匹亞物理複試試題,編號A060303、A060304這兩題。

 

A060303試題的部份,題目要求我們計算關於小圓環維持等角速度轉動所應施予的力矩大小。

在[電與磁]課程單元裡面,我們學到關於電動機力矩的推導過程,而這邊,只需要稍微作幾個小變動即可,

首先,由於小圓線圈的半徑很小,依題意與上題可知磁場幾近於均勻,

在這個條件下,反向利用電動機產生力矩的概念,就能夠簡單的求得其所施力矩為NBAisinθ,

其中N為1、θ會隨時間變動,為θ=ωt,並將上題所求得的電流帶入即為所求。

 

A060304試題的部份,題目要求我們求出兩線圈之間的互感係數、大園線圈的感應電動勢

其中互感係數求法為M=Φ/I,Φ可以用我們前面所計算到的P點磁場乘以小圓線圈面積(因b<<h),

值得注意的是由於小圓線圈在做旋轉,其面積需表示為時間的函數,帶入即可求得M。

大圓線圈的感應電動勢,我們則可以由冷次定律來作為基礎,

當中的Φ可以由Φ=Mi而來,其中i為小圓線圈的電流,接下來,只需要注意微分上的計算即可求得其電動勢。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A050504

接下來承續上一題,我們繼續探討這一題的物理解題技巧。

經過前面的計算以後,我們已經知道其熱量散失的速率,

並且扣除熱量散失的影響,修正完該物理實驗數據的表格。

接下來就如同老師編寫講義的[能量]單元裡的練習題題目一樣,

計算過程中使用到先前所學ΔH=msΔT,考慮未知金屬釋放的熱能等於其他物體所吸收的熱能,即可得出本題所求。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A050503

承續前題,這邊繼續探討奧林匹亞物理該組實驗去除輻射熱能的散失後,其最終平衡溫度。

這類計算平衡溫度的問題,在老師物理講義[能量]的章節有詳細的探討、計算過,

我們可以從上題熱量散失速率,利用每筆數據與環境溫差的情況來嘗試修正回每項實驗數據(即不考慮有熱散失時)。

當表格裡的每項數據都修正完成,最後一格的溫度就是題目所求了。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A050601

這題奧林匹亞物理(物奧)複試試題,主要證明都卜勒效應。

在老師的高中物理講義,關於[波動]章節裡,有提及關於都卜勒效應證法,

考慮波長與相對速度,可能在聲源移動、聽者移動情況下發生改變,

和物理講義裡面所不同的地方是,這邊考慮二維移動的情況。

但我們仔細觀察此題,可以發現只需要我們考量在 x << r 的條件下,

在此種限制情況,我們可以大大地簡化這個二維的運動模型,甚至利用投影的方式,證出題目所求。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A060301-A060302

編號A060301物奧複試試題的部份,題目要求我們計算 P 點磁場 B 。

本題在物理講義[電與磁]的單元裡面,有探討過載流圓形導線線圈所造成的磁場其計算方式。

當時,利用必歐-沙伐定律,加上向量的加法,說明了過程中所要注意的細節,

而這題題目與我們物理講義提到的情況完全相同,相信同學證明上應沒有什麼問題。

 

編號A060302物理奧林匹亞複試題目,則是繼續要我們來計算小圓環導線上的感應電流。

這個部份,我們可以利用到課程講義提及的冷次定律來作為基礎,

因為小圓線圈本身的轉動會影響到磁通量的大小,也就是原線圈的轉動將導致磁通量跟著變化,

我們只需要找出Φ跟時間之間的關係,並像[電與磁]章節講義提及發電機求電壓的方式,求出其斜率即可。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A050502

承續上題,這道奧林匹亞物理試題,主要是要我們依照其所列實驗器材,以及數據,來評斷其因為輻射冷卻(熱量散失)的情況。

由於題目有說明,假定其單位時間溫度散失的速度,和環境溫差成正比,

我們可以先找出其所列出的實驗數據,是否只有因為「輻射效應」所影響的數值。

仔細觀察以後,我們可以知道前幾項物理實驗數據,都無法排除「未知金屬和溶液之間存在溫差有熱交換」這項因素,

因此,為了求出散失熱量的速度(散失功率),我們可以由最後四筆實驗數據下手,再依照溫差的比例算出所求。

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奧林匹亞物理培訓-複試試題A050501

物理奧林匹亞,有關於這題,我們可以求出其溫度計之體積,

當然,主要包含了圓柱體、球體兩個部份,

在老師的物理講義[星體運動]章節裡面有探討體積的計算,相信體積的計算應該不難。

再來,我們可以將其依照比重關係而求得玻璃的重量,

物理講義[能量]這個單元,我們有提到關於水當量的定義,也有相關的題目計算,即可正確有效率的求出本題解答。

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