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1、
圖9-11
1.(2020年高考廣東理綜卷)如圖9-11所示,平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到M′N′的過程中,棒上感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)間t變化的圖象,可能正確的是( )
圖9-12
解析:選A.金屬棒在到達(dá)勻強(qiáng)磁場之前,閉合回路的磁通量為零,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,金屬棒在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),勻速切割磁感線,并且切割的有效長度也不變,由公式E=BLv知此段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢為定值,金屬棒離開磁場后,閉合回路的磁通量變?yōu)榱悖瑹o感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生,選項(xiàng)A正確.
圖9-13
2.(2020年高考山東理綜卷)如圖9-13所示,空間存在兩個(gè)磁場,磁感應(yīng)
2、強(qiáng)度大小均為B,方向相反且垂直紙面,MN、PQ為其邊界,OO′為其對(duì)稱軸.一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd,回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO′對(duì)稱的位置時(shí)( )
A.穿過回路的磁通量為零
B.回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0
C.回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
D.回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同
解析:選ABD.穿過閉合回路的磁通量Φ=0,故選項(xiàng)A正確;回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢為ab、cd兩邊產(chǎn)生電動(dòng)勢之和,為E=Blabv0+Blcdv0=2Blv0,故選項(xiàng)B正確;由右手定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由左手定則可知ab邊與cd
3、邊所受的安培力方向均向左,故選項(xiàng)D正確.
圖9-14
3.(2020年高考北京理綜卷)在如圖9-14所示的電路中,兩個(gè)相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈L和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R.閉合開關(guān)S后,調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為I.然后,斷開S.若t′時(shí)刻再閉合S,則在t′前后的一小段時(shí)間內(nèi),正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時(shí)間t變化的圖象是( )
圖9-15
解析:選B.t′時(shí)刻再閉合S時(shí),通過電感線圈的電流增加,由于線圈自感作用,產(chǎn)生與原電流方向相反的電流以阻礙原電流的增加,B正確;閉合S時(shí),L2所在支路電流立即很
4、大,隨著L1中電流增大而流過L2的電流逐漸減小,最后兩者電流一致.
4.如圖9-16所示,降壓變壓器的變壓系數(shù)是3,即初級(jí)線圈匝數(shù)與次級(jí)線圈的匝數(shù)之比是3∶1.初級(jí)線圈的輸入電壓是660 V,次級(jí)線圈的電阻為0.2 Ω,這臺(tái)變壓器給100盞220 V,60 W的電燈供電.求:
圖9-16
(1)空載時(shí)次級(jí)線圈的路端電壓和輸出功率;
(2)接通電路后次級(jí)線圈的路端電壓;
(3)每盞燈的實(shí)際功率.
解析:(1)設(shè)空載時(shí)次級(jí)線圈的路端電壓為U2.由=得U2=U1=220 V
因?yàn)榭蛰d,次級(jí)線圈的負(fù)載電阻R2→∞,次級(jí)線圈中的電流I2=0,則次級(jí)線圈的輸出功率P=I2U2=0.
(
5、2)接通電路后,100盞電燈并聯(lián)的總電阻為R外===8.07 Ω
次級(jí)線圈中的電流I′2== A=26.6 A
次級(jí)線圈的路端電壓U′2=I′2R外=214.66 V.
(3)每盞燈的實(shí)際功率P=U′2= W=57.1 W.
答案:(1)220 V 0 (2)214.66 V (3)57.1 W
5.(2020年鄭州市模擬)如圖9-17甲所示,空間存在B=0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場.MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌,間距L=2 m.R是連在導(dǎo)軌一端的電阻,ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=1 kg的導(dǎo)體棒.從零時(shí)刻開始,通過一小型電動(dòng)機(jī)對(duì)ab棒施加一個(gè)牽引力F,方向
6、水平向左,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng),此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.如圖乙是棒的v-t圖象,其中OA是直線,AC是曲線,小型電動(dòng)機(jī)在1.2 s末達(dá)到額定功率,P額=4.5 W,此后功率保持不變.除R以外,其余部分的電阻不計(jì),g=10 m/s2.
圖9-17
(1)求導(dǎo)體棒在0~1.2 s內(nèi)的加速度大?。?
(2)求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)及電阻R的阻值.
(3)若t=1.7 s時(shí),導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度,0~1.7 s內(nèi)共發(fā)生位移1 m,試求1.2 s~1.7 s內(nèi),R上產(chǎn)生的熱量是多少?
解析:(1)由題可知1.2 s末導(dǎo)體棒的速度為v1=0.9 m/s,
7、故導(dǎo)體棒在0~1.2 s內(nèi)的加速度大小為
a== m/s2=0.75 m/s2.
(2)在t1=1.2 s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢為E1=BLv1
感應(yīng)電流為I1=
由牛頓第二定律得F1-μmg-BI1L=ma
而P額=F1·v1
在t2=1.7 s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢為E2=BLv2
感應(yīng)電流為I2=
由牛頓第二定律得F2-μmg-BI2L=0
而P額=F2·vm
由圖可知vm=1.0 m/s
將已知量代入以上各式解得μ=0.2,R=0.4 Ω.
(3)在0~1.2 s內(nèi)通過的位移為
s1=(0+v1)t1=0.54 m
在t=t2-t1=1.7 s-1.2 s=0.5 s內(nèi)發(fā)生的位移為
s2=1 m-s1=0.46 m
由能量守恒定律有
P額t=Q+μmgs2+mv-mv
代入數(shù)據(jù)解得Q=1.235 J.
答案:(1)0.75 m/s2 (2)0.2 0.4 Ω (3)1.235 J