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文档介绍
物理卷·2018届安徽省亳州市涡阳一中高二下学期月考物理试卷(3月份)(解析版)
全*品*高*考*网, 用后离不了!2016-2017学年安徽省亳州市涡阳一中高二(下)月考物理试卷(3月份) 一.选择题(1--11题为单项选择,每小题3分,12--15为不定项选择,全部正确得4分,正确选不全得2分,选错得零分,共49分.) 1.下列现象中,属于电磁感应现象的是( ) A.小磁针在通电导线附近发生偏转 B.通电线圈在磁场中转动 C.闭合线圈在磁场中运动而产生电流 D.磁铁吸引小磁针 2.关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流 B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生 C.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生 D.只要电路的一部分作切割磁感线的运动,电路中就一定有感应电流 3.如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径rA=2rB,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势之比EA:EB和两线圈中感应电流之比IA:IB分别为( ) A.1:1,1:2 B.1:1,1:1 C.1:2,1:2 D.1:2,1:1 4.如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( ) A.感应电流的方向是Q→P B.感应电流的方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 5.如图是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆解时应( ) A.先断开S1 B.先断开S2 C.先拆除电流表 D.先拆除电阻R 6.调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间输入交变电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压.图乙中两电表均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电,变压器视为理想变压器,那么( ) A.由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为 B.当动触头P逆时针转动时,MN之间输出交流电压的频率变大 C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数也变大 D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电阻R2消耗的电功率变小 7.如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象,此交变电流的有效值为( ) A.5A B.5A C.2A D.3.5A 8.如选项图所示,A中线圈有一小缺口,B、D中匀强磁场区域足够大,C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方.其中能产生感应电流的是( ) A. B. C. D. 9.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是( ) A. B. C. D. 10.把一条形磁铁从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,此过程中条形磁铁做( ) A.减速运动 B.匀速运动 C.自由落体运动 D.变加速运动 11.如图所示电路中,电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上,三个相同的交流电流表的示数相同.若保持电源的电压不变,而将其频率减小,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是( ) A.I1=I2=I3 B.I1>I2>I3 C.I2>I1>I3 D.I3>I1>I2 12.某人站在静止于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计,那么在这段时间内人和船的运动情况是( ) A.人匀速走动,则船匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比 B.人匀加速走动,则船匀加速后退,且两者的速度大小一定相等 C.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比 D.人走到船尾不再走动,则船停下 13.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中做匀速转动,说法正确的是( ) A.t1时刻线圈平面位于中性面位置 B.t2时刻ad的速度方向跟磁感线平行 C.t3时刻线圈平面与中性面重合 D.在甲图位置电流方向发生改变 14.采用理想变压器给负载供电,哪些办法可以减少变压器的输入功率( ) A.减少原线圈的匝数,其他条件不变 B.增加原线圈的匝数,其他条件不变 C.减小负载R的阻值,其他条件不变 D.增加负载R的阻值,其他条件不变 15.下列运动过程中,在任意相等时间内,物体的动量变化量相等的是( ) A.匀速圆周运动 B.竖直上抛运动 C.平抛运动 D.任意的匀变速直线运动 二、填空题(每空2分,共10分) 16.如图所示,螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成电路,螺线管A放在螺线管B内,螺线管B与电流计组成一个闭合电路. 实验过程: 实验操作 有无电流产生 闭合开关的瞬间 闭合开关,A中电流稳定后,改变滑动变阻器接入电路中的阻值 闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器在电路中的电阻不变 断开开关的瞬间 感应电流产生的条件:穿过闭合电路的 发生变化. 三、计算题(17题8分,18题9分,19题12分,20题12分,共41分.) 17.在远距离输电时,如果升压变压器输出电压是2000V,输出功率是10kW,输电线电阻是20Ω,求: (1)输电线上损失的功率和损失的电压; (2)用户能得到的功率和电压. 18.一质量为m=0.2kg的皮球从高H=0.8m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度为h=0.45m,则球与地面接触这段时间内动量的变化为多少? 19.如图所示,矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′,以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈共10匝,ab=0.3m,bc=0.6m,电阻r=3Ω;负载电阻R=45Ω.求: (l)电阻R在1min内所发出的热量;(结果保留三位有效数字) (2)0.05s内流过的电量.(设线圈从垂直中性面开始转动) 20.如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦. (1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图; (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v 时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小; (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值. 2016-2017学年安徽省亳州市涡阳一中高二(下)月考物理试卷(3月份) 参考答案与试题解析 一.选择题(1--11题为单项选择,每小题3分,12--15为不定项选择,全部正确得4分,正确选不全得2分,选错得零分,共49分.) 1.下列现象中,属于电磁感应现象的是( ) A.小磁针在通电导线附近发生偏转 B.通电线圈在磁场中转动 C.闭合线圈在磁场中运动而产生电流 D.磁铁吸引小磁针 【考点】电磁感应现象的发现过程;感应电流的产生条件. 【分析】解答本题应掌握:电磁感应的现象﹣﹣﹣因磁通量的变化,从而产生感应电动势,形成感应电流的现象. 【解答】解:电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动,或者穿过闭合线圈的磁通量变化,则回路中即可产生感应电流; A、小磁针在通电导线附近发生偏转,这是电流的磁效应,故A错误; B、通电线圈在磁场中转动,是由于安培力作用,故B错误; C、闭合线圈在磁场中运动而产生电流,是由运动而产生感应电流,故C正确; D、磁铁吸引小磁针,磁性相互作用,故D错误; 故选:C. 2.关于感应电流,下列说法中正确的是( ) A.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流 B.穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生 C.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生 D.只要电路的一部分作切割磁感线的运动,电路中就一定有感应电流 【考点】感应电流的产生条件. 【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动.根据这个条件进行选择. 【解答】解:A、不闭合电路在磁场即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈也没有感应电流.故A正确; B、螺线管不闭合时,即使穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部也没有感应电流产生,故B错误; C、闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,闭合回路的磁通量不一定发生了变化,电路中不一定有感应电流.故C错误. D、电路若不闭合,在部分电路切割时电路中不会产生感应电流,故D错误; 故选:A. 3.如图所示,用同样的导线制成的两闭合线圈A、B,匝数均为20匝,半径rA=2rB,在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则线圈A、B中产生感应电动势之比EA:EB和两线圈中感应电流之比IA:IB分别为( ) A.1:1,1:2 B.1:1,1:1 C.1:2,1:2 D.1:2,1:1 【考点】法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律. 【分析】根据法拉第电磁感应定律E=n=n,研究A、B环中感应电动势之比EA:EB. 根据电阻定律求出两环电阻之比,再欧姆定律求解感应电流之比IA:IB. 【解答】解:根据法拉第电磁感应定律E=n=n,题中n相同,相同,有效面积S也相同,则得到A、B环中感应电动势之比为EA:EB=1:1. 根据电阻定律R=ρ,L=n•2πr,n、ρ、s相同,则电阻之比 RA:RB=rA:rB=2:1. 根据欧姆定律I=得,产生的感应电流之比IA:IB=1:2. 故选:A. 4.如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( ) A.感应电流的方向是Q→P B.感应电流的方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;安培力. 【分析】导体棒切割产生的感应电流方向由右手定则判断,所受的安培力方向由左手定则判断. 【解答】解:AB、根据右手定则判断可知:导体棒MN中感应电流方向N→M,R中电流由P到Q,故AB错误; CD、根据左手定则判断可知MN所受的安培力方向水平向左,故C正确,D错误. 故选:C 5.如图是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路拆解时应( ) A.先断开S1 B.先断开S2 C.先拆除电流表 D.先拆除电阻R 【考点】自感现象和自感系数. 【分析】先进行ACD三项操作都会发生自感现象,在电压表中有强电流流过,发热过多,造成仪器烧坏. 【解答】解:若先断开开关S1 或先拆去电流表或先拆去电阻R,由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路,原先L中有较大的电流通过,现在这个电流将通过电压表,造成电表损坏,所以实验完毕应先断开开关S2. 故选:B. 6.调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图乙所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间输入交变电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压.图乙中两电表均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.现在CD两端输入图甲所示正弦式交流电,变压器视为理想变压器,那么( ) A.由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为 B.当动触头P逆时针转动时,MN之间输出交流电压的频率变大 C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数也变大 D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电阻R2消耗的电功率变小 【考点】变压器的构造和原理;电功、电功率. 【分析】由甲图可知交流电的表达式;P移动改变了副线圈的匝数,滑片移动改变了负载的电阻,结合变压器的特点和欧姆定律去分析. 【解答】解:A、由甲可知,交流电电压最大值为36V;周期为0.02S,则表达式为36sin(t)=36sin,故A错误; B、变压器只能改变电流和电压,不能改变交流电的周期和频率,故B错误; C、当滑片向下移动时,输出端电阻减小,则电流增大,电流表示数增大;但电压不变,故C错误; D、由C的分析可知,总电流增大,故R1分压增大,并联部分电压减小,故R2两端的电压减小,电功率减小,故D正确; 故选:D. 7.如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象,此交变电流的有效值为( ) A.5A B.5A C.2A D.3.5A 【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系. 【分析】根据有效值的定义求解.取一个周期时间,将交流与直流分别通过相同的电阻,若产生的热量相同,直流的电流值,即为此交流的有效值. 【解答】解:将交流与直流通过阻值都为R的电阻,设直流电流为I,则根据有效值的定义有 (2)2R•=I2RT 解得:I=2A 故选:C. 8.如选项图所示,A中线圈有一小缺口,B、D中匀强磁场区域足够大,C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方.其中能产生感应电流的是( ) A. B. C. D. 【考点】感应电流的产生条件. 【分析】本题考查了感应电流产生的条件:闭合回路中的磁通量发生变化.据此可正确解答本题. 【解答】解:A、由于圆环不闭合,即使磁通量增加,也不产生感应电流,故A错误. B、由图知,闭合回路的面积增大,磁通量增加,将产生感应电流.故B正确. C、根据安培定则知,穿过圆环的磁通量完全抵消,磁通量为零,且保持不变,所以不产生感应电流,故C错误. D、线框垂直于磁感线运动,虽然切割磁感线,但穿过线框的磁通量没有变化,因此也不会产生感应电流,故D错误. 故选:B. 9.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是( ) A. B. C. D. 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】原理是依据电磁感应原理的.电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成.它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的2次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路. 【解答】解:由理想变压器的原副线圈的电流之比可知,电流与匝数成反比.则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上.同时一次绕组匝数很少,且串在需要测量的电流的线路中.故A正确; 故选:A 10.把一条形磁铁从图示位置由静止释放,穿过采用双线绕法的通电线圈,此过程中条形磁铁做( ) A.减速运动 B.匀速运动 C.自由落体运动 D.变加速运动 【考点】法拉第电磁感应定律. 【分析】根据安培定则判断双线绕法的通电线圈产生的磁场方向关系,分析条形磁铁所受的作用力,再判断它的运动性质. 【解答】 解:穿过采用双线绕法的通电线圈,相邻并行的导线中电流方向相反,根据安培定则可知,它们产生的磁场方向相反,在空中同一点磁场抵消,则对条形磁铁没有安培力作用,条形磁铁只受重力,又从静止开始下落,所以做自由落体运动. 故选:C 11.如图所示电路中,电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上,三个相同的交流电流表的示数相同.若保持电源的电压不变,而将其频率减小,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是( ) A.I1=I2=I3 B.I1>I2>I3 C.I2>I1>I3 D.I3>I1>I2 【考点】自感现象和自感系数. 【分析】频率减小时通过线圈的电流增大,通过电容器的电流减小,频率对电阻无影响. 【解答】解:电感线圈的特点是通低频阻高频,电容器的特点是通高频阻低频,所以当频率减小时通过线圈的电流增大,通过电容器的电流减小,而通过电阻的电流不变,故C正确. 故选:C 12.某人站在静止于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计,那么在这段时间内人和船的运动情况是( ) A.人匀速走动,则船匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比 B.人匀加速走动,则船匀加速后退,且两者的速度大小一定相等 C.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比 D.人走到船尾不再走动,则船停下 【考点】动量守恒定律. 【分析】以船和人为系统,系统受到的合外力为0,故系统的动量守恒,系统初始动量为0,根据动量守恒定律即可求解 【解答】解:A、人和船组成的系统动量守恒.设人的质量为m,瞬时速度为v,船的质量为M,瞬时速度为v'.人走的方向为正方向,0=mv﹣Mv' 解得:mv=Mv',即:所以人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比,故A正确; B、人和船相互作用力大小相等,方向相反,故船与人的加速度分别为和,加速度与它们质量成反比, v=at故二者速度之比等于质量的反比,故不相等,故B错误; C、人和船组成的系统动量守恒,系统初始动量为0,不管人如何走动,两者动量总和总是为零,两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比,故C正确; D、当人在船尾停止运动后,船的速度也为零,故D正确. 故选:ACD. 13.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中做匀速转动,说法正确的是( ) A.t1时刻线圈平面位于中性面位置 B.t2时刻ad的速度方向跟磁感线平行 C.t3时刻线圈平面与中性面重合 D.在甲图位置电流方向发生改变 【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式. 【分析】交变电流产生过程中,线圈在中性面上时,穿过线圈的磁通量最大,感应电动势最小,线圈与中性面垂直时,通过的磁通量最小,电动势为大;根据磁通量时间图象进行分析答题 【解答】解:A、t1时刻磁通量最大,线圈平面垂直于磁感线,处于中性面,故A正确 B、t2 时刻磁通量为零,线圈平面垂直于中性面,感应电动势最大,故ad边的速度方向跟磁感线垂直,故B错误; C、t3时刻磁通量最大,线圈平面垂直于磁感线,线圈平面与中性面重合,故C正确; D、每次经过中性面位置时,电流方向发生改变,图甲所示位置垂直中性面,电流最大,方向不改变,故D错误; 故选:AC. 14.采用理想变压器给负载供电,哪些办法可以减少变压器的输入功率( ) A.减少原线圈的匝数,其他条件不变 B.增加原线圈的匝数,其他条件不变 C.减小负载R的阻值,其他条件不变 D.增加负载R的阻值,其他条件不变 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】变压器的原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压,副线圈的输出功率决定原线圈的输出功率,由于匝数比不变,故副线圈的输出电压保持不变,当负载电阻增大时,输出功率变小,故输入功率也变小. 【解答】解:A、原副线圈电压之比等于匝数之比,只减小原线圈的匝数,则副线圈的电压增加, 根据P=,所以副线圈的功率也增加,则变压器输入功率增加,故A错误; B、增加原线圈的匝数,副线圈的电压减小,副线圈输出功率等于输入功率减小,故B正确; C、减小负载的电阻值,其余保持不变,副线圈的电压不变,但导致副线圈的电流增大,所以副线圈的功率增加,则变压器输入功率增大,故C错误; D、增加负载的电阻值,其余保持不变,副线圈的电压不变,但导致副线圈的电流减小,所以副线圈的功率减小,则变压器输入功率减小,故D正确; 故选:BD 15.下列运动过程中,在任意相等时间内,物体的动量变化量相等的是( ) A.匀速圆周运动 B.竖直上抛运动 C.平抛运动 D.任意的匀变速直线运动 【考点】动量定理. 【分析】分析物体的受力情况,再根据动量定理可明确物体的动量变化是否相等. 【解答】解:A、匀速圆周运动受到指向圆心的变力,故物体的冲量时刻变化,故动量变化不相等,故A错误; B、竖直上抛运动只受重力,故任意相等的时间内物体受到的重力冲量相等,故由动量定理可得动量变化相等,故B正确; C、平抛运动只受重力,故任意相等的时间内物体受到的重力冲量相等,故由动量定理可得动量变化相等,故C正确; D、任意的匀变速直线运动受到恒力作用,故任何相等的时间内,物体受到的冲量相等,故动量变化相等,故D正确; 故选:BCD. 二、填空题(每空2分,共10分) 16.如图所示,螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成电路,螺线管A放在螺线管B内,螺线管B与电流计组成一个闭合电路. 实验过程: 实验操作 有无电流产生 闭合开关的瞬间 闭合开关,A中电流稳定后,改变滑动变阻器接入电路中的阻值 闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器在电路中的电阻不变 断开开关的瞬间 感应电流产生的条件:穿过闭合电路的 磁通量 发生变化. 【考点】研究电磁感应现象. 【分析】根据开关的通断,及滑动变阻器的移动,使得线圈A中的电流变化,导致穿过线圈B的磁通量变化,从而即可判定能否产生感应电流, 由上实验可知,产生感应电流的条件:闭合回路的磁通量发生变化. 【解答】解:根据电路图可知,当开关的通断,或滑动变阻器的移动,会导致线圈A的电流变化,从而使得穿过线圈B的磁通量变化,进而产生感应电流; 实验操作 有无电流产生 闭合开关的瞬间 有 闭合开关,A中电流稳定后,改变滑动变阻器接入电路中的阻值 有 闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器在电路中的电阻不变 无 断开开关的瞬间 有 所以产生感应电流的条件是:闭合回路的磁通量发生变化. 故答案为:如表格所示,磁通量. 三、计算题(17题8分,18题9分,19题12分,20题12分,共41分.) 17.在远距离输电时,如果升压变压器输出电压是2000V,输出功率是10kW,输电线电阻是20Ω,求: (1)输电线上损失的功率和损失的电压; (2)用户能得到的功率和电压. 【考点】远距离输电;电功、电功率. 【分析】根据P=UI求出输电电流,从而结合、△U=IR求出损失的功率和损失的电压,根据输入电压和输入功率求出用户得到的电压和功率. 【解答】.解:(1)由P出=I线U出,得:I线==A=5A 则输电线上损失的功率为:P损=P损=I2r=52×20W=500W 损失的电压为:U损=I线r=5×20V=100V; (2)用户得到的电压和功率分别为: U用=U出﹣U损=V=1900V, P用=P出﹣P损=(10×103﹣500)W=9500W 答:(1)输电线上损失的功率为500W,损失的电压为100V. (2)用户得到的功率为9500W,用户得到的电压为1900V. 18.一质量为m=0.2kg的皮球从高H=0.8m处自由落下,与地面相碰后反弹的最大高度为h=0.45m,则球与地面接触这段时间内动量的变化为多少? 【考点】动量定理;自由落体运动. 【分析】由匀变速直线运动的速度位移公式求出皮球的速度,然后求出动量的变化. 【解答】解:由匀变速直线运动的速度位移公式可得: v12=2gH,皮球落地速度:v1===4m/s, v22=2gh,皮球反弹的速度:v2===3m/s, 以向下为正方向,则皮球动量的变化:p=mv2﹣mv1=0.2×(﹣3)﹣0.2×4=﹣1.4kg•m/s,方向向上; 答:球与地面接触这段时间内动量的变化大小为1.4kg•m/s,方向向上. 19.如图所示,矩形线圈abcd在磁感强度B=2T的匀强磁场中绕轴OO′,以角速度ω=10πrad/s匀速转动,线圈共10匝,ab=0.3m,bc=0.6m,电阻r=3Ω;负载电阻R=45Ω.求: (l)电阻R在1min内所发出的热量;(结果保留三位有效数字) (2)0.05s内流过的电量.(设线圈从垂直中性面开始转动) 【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式;交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 【分析】(1)线圈在图示位置产生的感应电动势最大,其大小为Em=nBωS=nBωab•bc;根据交流电的有效值和最大值间的管辖求得有效值,根据Q=I2Rt求得产生的热量 (2)转动过程中由平均感应电动势和电流公式代入q=It解得流过的电荷量 【解答】解:(1)电动势的最大值:Em=nBSω=10×2×0.3×0.6×10π=36π(V) 电流的有效值:I==A 所以1min内R上发出的热量Q=I2Rt=7.49×103(J) (2)电动势的平均值: 0.05s为从图上位置转过90°,所求的电量:q=It=n==C=0.075C 答:(l)电阻R在1min内所发出的热量7.49×103J; (2)0.05s内流过电阻R的电量0.075C 20.如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦. (1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图; (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v 时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小; (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值. 【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律;安培力. 【分析】(1)杆ab受到沿导轨向上的安培力和重力以及支持力作用,根据各力的大小方向关系可正确画出受力图. (2)根据右手定则可以判断出杆θ中的电流方向,正确受力分析,根据牛顿第二定律可求出杆的加速度大小. (3)当合外力为零时,即重力沿导轨向下的分力等于安培力时,杆的速度达到最大. 【解答】解:(1)杆受力图如图所示: 重力mg,竖直向下,支撑力N,垂直斜面向上,安培力F,沿斜面向上. 故ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如上所示. (2)当ab杆速度为v时,感应电动势E=BLv,此时电路中电流: ab杆受到安培力: 根据牛顿运动定律,有: 故此时ab杆中的电流大小为:,加速度的大小为:. (3)当:,时,ab杆达到最大速度vm, 此时: 故在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值为:.查看更多