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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

8.磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1B2B1B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1B2同时以恒定速度5m/s沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1=0.4m,两种磁场的宽度均为L2L2=abB1B2=B=1.0T。金属框的质量m=0.1kg,电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,比例系数k=0. 08 kg/s。则下列说法正确的是  ()(全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。)

A在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,此时电路中的感应电动势大小为1.2V

B在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,此时线框的加速度a′的大小为8

C金属框的最大速度为4 m/s

D当金属框达到最大速度时,装置消耗的功率为1.6W

正确答案

B,C,D

解析

A选项:线框的两个长边L1均切割磁感线,E=2BL1(v磁场-v)=2.4V

B选项:动力为安培力,阻力f=kv

F=4B2L12(v磁场-v)/R

所以a=F/m=8m/s2.

C选项:当F=f时,线框匀速运动,所以v=4m/s

D选项:P1=fv;P2=E2/R;P=P2+P2=1.6W

考查方向

电磁驱动,求解动生电动势产生的安培力大小,再受力分析求解平衡和加速度(牛二);P=Fv

解题思路

A选项:线框的两个长边L1均切割磁感线,E=2BL1(v磁场-v)=2.4V

B选项:动力为安培力,阻力f=kv

F=4B2L12(v磁场-v)/R

所以a=F/m=8m/s2.

C选项:当F=f时,线框匀速运动,所以v=4m/s

D选项:P1=fv;P2=E2/R;P=P2+P2=1.6W

易错点

两个边切割磁感线;最后功率为电功率与机械功率之和。

教师点评

本题考察比较综合,要求学生具有良好的运动分析能力,而且必须细心。

知识点

牛顿第二定律电功、电功率感生电动势、动生电动势
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

5.如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨,间距为,电阻不计,其左端连接一阻值为的定值电阻。两导轨之间存在着磁感应强度为l T的匀强磁场,磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成,磁场方向如图。一接入电阻阻值为的导体棒AB在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则 ()

A电流表的示数是

B电压表的示数是2V

C导体棒运动到图示虚线CD位置时,电流表示数为零

D导体棒上消耗的热功率为0.1 W

正确答案

D

解析

AB、当导体棒切割磁感线时,产生的感应电动势为 E=BLv,由于L按正弦规律变化,这个过程产生正弦式电流,磁场方向变化时,电流方向变化,所以回路中产生的是正弦式交变电流,则感应电动势的最大值为则电动势的有效值为,电压表测量R两端的电压,则,电流表示数为有效值,,故AB错误;

C、电流表示数为有效值,一直为0.1A,故C错误;

D、导体棒上消耗的热功率,故D正确.

考查方向

导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;焦耳定律

解题思路

根据公式E=BLv列式分析电流的特点.交流电压表及交流电流表测量的是有效值;根据,求解导体棒上消耗的热功率.

易错点

关键是明确切割的有效长度按照正弦规律变化导致电动势的瞬时值按照正弦规律变化,注意交流电压表及交流电流表测量的是有效值,先求最大值,再根据最大值和有效值的关系求解.

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率法拉第电磁感应定律正弦式电流的峰值和有效值、平均值
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

16.两电源电动势分别为E1、E2(E1>E2),内阻分别为r1、r2。当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时,电源输出功率相等。若将R减小为R/,电源输出功率分别为P1、P2,则

A  

B   

C  

D   

正确答案

A

解析

根据闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,可得两个电池的U-I图线:

由电源的U-I图线的斜率绝对值等于r,所以有:r1>r2

电源的U-I图线与电阻的U-I图线的交点就表示了该电阻接在该电源上时的工作状态,此交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率,即以此交点和坐标原点为两个顶点的长方形的面积表示电源的输出功率,由数学知识得知,若将R减小为R′,电源E1的输出功率要小于电源E2的输出功率,即P1<P2,故A正确,BCD错误;

考查方向

电功、电功率;闭合电路的欧姆定律

解题思路

根据两个电池的U-I图线,由图可读出内阻的大小关系;两电池的U-I图线的交点对应的工作电阻为R,再作出一小于R的电阻的U-I图线,分析对应电流及电压从而分析出功率的大小关系.

易错点

本题关键做出电源与电阻的U-I图线,图线的交点即为电源的输出功率.

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下面说法不正确的是

A阴影部分的面积表示电源的输出功率

B阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率

C当满足时,电源的输出功率最大

D当满足时,电源的效率小于50%

正确答案

B

解析

A、阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积,为电源的输出功率,故A正确,B错误; 

C、当满足α=β时,内外电阻值相等,输出功率最大,故C正确;

D、当满足α>β时,负载电阻消耗的功率小于电源总功率的一半,则电源的效率小于50%,故D正确.

本题选错误的,故选B.

考查方向

闭合电路的欧姆定律;电功、电功率

解题思路

两条图线的交点为电源连入电阻后的工作电压,即路端电压;电流为工作电流,即干路电流.据此分析所给选项.

易错点

理解电源的U-I图象,电阻的U-I图线的物理意义,明确两者的交点为工作电压,工作电流是解题的关键.

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图所示,理想变压器副线圈1、2之间的匝数是总匝数的一半,

二极管D具有单向导电性(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),

R是可变电阻,K是单刀双掷开关,原线罔接在电压不变的正

弦交流电源上。下列说法正确的是(   )

A若R阻值不变,当K分别接1和2时,电压表读数之比为

2:1

B若R阻值不变,当K分别接1和2时,电压表读数之比为:1

C若K分别接1和2时,R消耗功率相等,则R阻值之比为2 :1

D若K分别接l和2时,R消耗功率相等,则R阻值之比为:1

正确答案

B,C

解析

设原副线圈的匝数分别为n1、n2,原线圈的输入电压为U1,副线圈的输出电压为U2,当K接2时,则有:,由电压表测量的是交流电的有效值,则此时电压表的示数为,功率为,若K与1相连,则有:,设此时电压表的示数为,则有:,解得此时电压表的示数为:,此时的功率为:,则由以上分析可知若R阻值不变,当K分别接1和2时,电压表读数之比为:,若K分别接1和2时,R消耗功率之比为,故BC正确,AD错误;

考查方向

变压器的构造与原理;电功;电功率

解题思路

根据理想变压器电压与匝数比的关系导出电键分别接1和2时输出电压的表达式,再根据电功率的表达式进行解答.

易错点

当K接1时,注意输出电压为交流电的有效值,由于二极管的作用,要根据交流电的有效值定义去求此时的电压.

知识点

欧姆定律电功、电功率变压器的构造和原理
下一知识点 : 焦耳定律
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