
1.下列關(guān)于書(shū)中的幾幅圖片說(shuō)法正確的是( )
A. 真空冶煉爐是利用交變電流直接讓線圈產(chǎn)生電熱,從而融化爐內(nèi)金屬的
B. 運(yùn)輸毫安表時(shí)正負(fù)極連接導(dǎo)線是利用了電磁驅(qū)動(dòng)
C. 顯像管頸部的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的水平磁場(chǎng)能使電子束在水平方向偏轉(zhuǎn)
D. 根據(jù)穿過(guò)鉛板的正電子的軌跡變化可以知道空間的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里
2.如圖所示,將一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電金屬半圓環(huán)串聯(lián)接入電路中,電路的電流強(qiáng)度為I,接入點(diǎn)a、b是圓環(huán)直徑上的兩個(gè)端點(diǎn).金屬圓環(huán)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,場(chǎng)方向與圓環(huán)所在平面垂直.則金屬圓環(huán)ab受到的安培力為( )
A. 0B. πRBIC. 2πRBID. 2RBI
3.如圖所示,A、B兩個(gè)閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,半徑rA=2rB,圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小.A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流之比分別為( )
A. 4:1,2:1B. 2:1,1:1C. 4:1,1:2D. 1:2,1:1
4.在以P1Q1、P2Q2為邊界的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),直角三角形金屬導(dǎo)線框ABC位于紙面內(nèi),C點(diǎn)在邊界P1Q1上,且AB⊥BC,已知AB=BC=L,P1Q1、P2Q2間距為2L。從t=0時(shí)刻開(kāi)始,線框向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榫€框中感應(yīng)電流i的正方向,則感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像是
( )
A. B. C. D.
5.如圖為某款電吹風(fēng)的電路圖,a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)。可動(dòng)的扇形金屬觸片p可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片p處于不同位置時(shí),電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)等不同的工作狀態(tài)。n1和n2分別是理想變壓器的兩個(gè)線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項(xiàng)參數(shù)如下表所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 吹冷風(fēng)時(shí)觸片p與觸點(diǎn)a、b接觸
B. 可由表格中數(shù)據(jù)計(jì)算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω
C. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=11:5
D. 若電熱絲截一小段再接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)功率將變小,吹冷風(fēng)時(shí)功率不變
6.在如圖所示的電路中,A,B是兩個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈,則下列判斷錯(cuò)誤的是( )
A. S剛閉合瞬間,A燈和B燈同時(shí)亮
B. S閉合后電路穩(wěn)定前,A燈逐漸變暗
C. S閉合電路穩(wěn)定后,A燈和B燈亮度相同
D. S閉合電路穩(wěn)定后,再斷開(kāi)S時(shí),A燈閃亮一下后熄滅
7.傳感器是采集信息的一種重要元件,如圖所示是一種電容式壓力傳感器,當(dāng)待測(cè)壓力作用于可動(dòng)電極時(shí),使它發(fā)生形變,從而改變傳感器的電容。若流經(jīng)靈敏電流計(jì)的電流方向向左時(shí),指針向右偏。當(dāng)待測(cè)壓力突然增大時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 電容器的電容將減小
B. M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低
C. 靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)
D. 若電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定且不為零,說(shuō)明壓力F不再變化
二、多選題:本大題共3小題,共12分。
8.如圖,甲是回旋加速器,乙是磁流體發(fā)電機(jī),丙是速度選擇器,丁是霍爾元件。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 甲:如果加速電壓增大,那么粒子最終離開(kāi)回旋加速器時(shí)的動(dòng)能也會(huì)增大
B. 乙:可通過(guò)增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)增大磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)
C. 丙:產(chǎn)生霍爾效應(yīng)時(shí),穩(wěn)定時(shí)D側(cè)面的電勢(shì)一定高于C側(cè)面的電勢(shì)
D. ?。毫W幽軌蜓刂本€勻速通過(guò)速度選擇器的條件是v=EB,無(wú)法判斷帶電粒子的電性,且粒子只能從左側(cè)沿直線勻速通過(guò)速度選擇器
9.某種感溫式火災(zāi)報(bào)警器的簡(jiǎn)化工作電路如圖所示。變壓器原線圈接電壓有效值恒定的交流電源。副線圈連接報(bào)警系統(tǒng),其中RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小,R0為滑動(dòng)變阻器,R1為定值電阻。當(dāng)警戒范圍內(nèi)發(fā)生火災(zāi),環(huán)境溫度升高達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),報(bào)警裝置(圖中未畫(huà)出)通過(guò)檢測(cè)R1的電流觸發(fā)報(bào)警。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí),副線圈兩端電壓減小
B. 警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí),原線圈輸入功率變大
C. 通過(guò)定值電阻R1的電流過(guò)大時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)報(bào)警
D. 若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報(bào)警溫度,可減小滑動(dòng)變阻器R0的阻值
10.蜜蜂飛行時(shí)依靠蜂房、采蜜地點(diǎn)和太陽(yáng)三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行定位做“8”字形運(yùn)動(dòng),以此告知同伴蜜源方位。某興趣小組用帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模擬蜜蜂的運(yùn)動(dòng)。如圖所示,空間存在范圍足夠大垂直紙面、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ,其上、下邊界分別為MN、PQ,間距為2d。MN與PQ之間存在沿水平方向且大小始終為E=mv02qd的勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)粒子通過(guò)MN進(jìn)入電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)方向水平向右;當(dāng)粒子通過(guò)PQ進(jìn)入電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)方向水平向左?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子在紙面內(nèi)以初速度v0從A點(diǎn)垂直MN射入電場(chǎng),一段時(shí)間后進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ,之后又分別通過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)Ⅰ,以速度v0回到A點(diǎn),磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=2mv0qd,不計(jì)粒子重力。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 粒子在水平向右的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移大小為2d
B. 粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的速度大小v= 5v0
C. 粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的弦長(zhǎng)為d
D. 磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=4mv03qd
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共16分。
11.某同學(xué)用如圖所示的電路探究影響感應(yīng)電流的因素,G為靈敏電流計(jì)(已知電流由“+”接線柱流入,指針向右偏轉(zhuǎn);電流由“?”接線柱流入,指針向左偏轉(zhuǎn)),采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn):
(1)如圖(a),將條形磁鐵的N極向下插入線圈的過(guò)程中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針______(填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。
(2)如圖(b),將條形磁鐵的S極向上抽出線圈的過(guò)程中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針______(填“向左偏轉(zhuǎn)”“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)。
(3)經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)操作,得出結(jié)論:當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向______(填“相同”“相反”或“沒(méi)有關(guān)系”);當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向______(填“相同”“相反”或“沒(méi)有關(guān)系”)。
12.在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中,可拆變壓器如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)要通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù),探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是______。
A.控制變量法
B.等效替代法
C.整體隔離法
(2)下列說(shuō)法正確的是______。
A.為了人身安全,只能使用低壓直流電源,所用電壓不要超過(guò)12V
B.變壓器開(kāi)始正常工作后,鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈
C.變壓器原線圈接低壓交流電,測(cè)量副線圈電壓時(shí)用多用電表的“直流電壓擋”
D.可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響
(3)觀察原副線圈的導(dǎo)線,發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同,導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)______(填“多”或“少”);
(4)若變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為800和400,測(cè)得變壓器原、副線圈兩端的電壓為8.0V和3.8V,可知變壓器的原線圈兩端電壓比與匝數(shù)比不相等,可能的原因是______(寫(xiě)出一條即可)。
四、簡(jiǎn)答題:本大題共1小題,共12分。
13.如圖所示,矩形線圈面積為S=0.01m2,匝數(shù)為N=100匝,線圈電阻為r=1Ω,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω=20rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R=4Ω。當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中。(取π=3計(jì)算)求:
(1)通過(guò)電阻R的電荷量q;
(2)電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q;
五、計(jì)算題:本大題共2小題,共32分。
14.如圖所示,水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m= 32kg,電阻R0=0.9Ω,與導(dǎo)軌接觸良好,電源電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω,電阻R=4Ω,外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 3T,方向垂直于ab,與導(dǎo)軌平面成θ=60°角,ab與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ= 310(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),定滑輪摩擦不計(jì),線對(duì)ab的拉力為水平方向,g取10m/s2,ab處于靜止?fàn)顟B(tài).求:
(1)ab受到的安培力大小和方向;
(2)重物的重力G的取值范圍.
15.如圖(a)所示,左側(cè)接有定值電阻R=4Ω的水平粗糙固定導(dǎo)軌處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,導(dǎo)軌間距L=1m。一質(zhì)量m=2kg金屬棒在水平拉力F作用下以初速度v0開(kāi)始從MN處沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),金屬棒中的電流i與位移x圖像如圖(b)所示。已知金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2,忽略金屬棒與導(dǎo)軌電阻,不計(jì)電磁輻射,求
(1)金屬棒在x=2m處的速度大小;
(2)從開(kāi)始到x=2m處系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量;
(3)從開(kāi)始到x=2m處拉力做功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】D
【詳解】A.真空冶煉爐是利用交變電流,使?fàn)t內(nèi)金屬中產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生熱量融化爐內(nèi)的金屬,A錯(cuò)誤;
B.運(yùn)輸毫安表時(shí)正負(fù)極連接導(dǎo)線是利用了電磁阻尼,B錯(cuò)誤;
C.顯像管頸部的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的水平磁場(chǎng)能使電子束在豎直方向偏轉(zhuǎn),C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)穿過(guò)鉛板的正電子的軌跡變化可以知道正電子從上向下穿過(guò)鉛板,根據(jù)左手定則,空間的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向里,D正確。
故選D。
2.【答案】D
【解析】解:金屬環(huán)在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度為2R,故金屬圓環(huán)ab受到的安培力
F=BI?2R=2BIR,故D正確;
故選:D。
在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度等于兩端點(diǎn)的連線,根據(jù)F=BIL求出安培力的大小
解決本題的關(guān)鍵掌握安培力大小的公式,以及會(huì)確定導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度.
3.【答案】A
【解析】解:對(duì)任一半徑為r的線圈,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:E=nΔΦΔt=nΔBΔtS=nΔBΔtπr2,ΔBΔt相同,n相同,則得:E∝r2,
因rA=2rB,故A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為EA:EB=4:1;
根據(jù)電阻定律:線圈的電阻為r=ρLs=ρn?2πrs,ρ、s、n相同,兩線圈電阻之比:RA:RB=rA:rB=2:1.
線圈中感應(yīng)電流I=ER,綜合得到:IA:IB=2:1,故BCD錯(cuò)誤,A正確。
故選:A。
應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),然后求出它們的比值;由電阻定律求出電阻,由歐姆定律求出電流,然后求出電流之比。
本題是法拉第電磁感應(yīng)定律和電阻定律的綜合應(yīng)用求解感應(yīng)電流之比,采用比例法研究。
4.【答案】C
【解析】C
【詳解】線框剛進(jìn)入磁場(chǎng),磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向向外,再根據(jù)安培定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,感應(yīng)電流i應(yīng)為正,線框出磁場(chǎng)時(shí),磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向向里,再根據(jù)安培定則可判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,感應(yīng)電流i應(yīng)為負(fù)。線框進(jìn)出磁場(chǎng)的過(guò)程中,隨著線框的運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線有效的切割長(zhǎng)度均勻增大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均勻增大,則感應(yīng)電流均勻增大,故圖C符合要求。
故選C。
5.【答案】B
【解析】解:A、當(dāng)電吹風(fēng)機(jī)送出來(lái)的是冷風(fēng)時(shí),電路中只有電動(dòng)機(jī)自己工作,觸片P與觸點(diǎn)b、c接觸,故A錯(cuò)誤;
B、小風(fēng)扇的熱功率為:P熱=60W?52W=8W;電流I=P入U(xiǎn)額=6060A=1A,則由P=I2r可得,r=8Ω,故B正確;
C、根據(jù)變壓器的原線圈、副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得:n1:n2=220:60=11:3,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)公式P=U2R可知,電源電壓不變,電阻越小,電功率越大;所以把電熱絲截去一小段后再接入電路,電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時(shí)的功率將變大,但吹冷風(fēng)涉及不到電熱絲,功率不變,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
當(dāng)只有電動(dòng)機(jī)接入電路時(shí)吹冷風(fēng);電動(dòng)機(jī)與電熱絲同時(shí)接入電路時(shí)吹熱風(fēng);小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率和線圈上的熱功率;根據(jù)公式P=U2R結(jié)合電路連接情況進(jìn)行分析。
此題考查電功率公式的應(yīng)用,難點(diǎn)是明白觸點(diǎn)在不同位置時(shí)電路的連接情況,還要知道電源電壓不變時(shí),電阻越小電功率越大。
6.【答案】C
【解析】【分析】
本題考查了自感現(xiàn)象和自感系數(shù);對(duì)于自感線圈,當(dāng)電流變化時(shí)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí),相當(dāng)于導(dǎo)線,將所并聯(lián)的電路短路。
開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩燈的兩端,兩燈同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略,燈A逐漸被短路,隨后A燈變暗,B燈變亮。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,B燈立即熄滅,A燈突然閃亮一下再熄滅。
【解答】
A. 開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,線圈L處相當(dāng)于斷路,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光,故A正確;
B. 開(kāi)關(guān)S閉合的瞬間,兩燈同時(shí)獲得電壓,所以A、B同時(shí)發(fā)光。由于線圈的電阻可以忽略,流過(guò)線圈的電流逐漸增大時(shí),燈A逐漸被短路,流過(guò)A燈的電流逐漸減小,A燈逐漸變暗,直至熄滅,故B正確;
C. L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈,S閉合電路穩(wěn)定后,A熄滅,而B(niǎo)更亮,故C錯(cuò)誤;
D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的瞬間,線圈L與燈A組成自感回路,流過(guò)線圈的電流要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)電源,維持L中的電流逐漸減小,所以A燈突然閃亮一下再熄滅,而流過(guò)B燈的電流突然消失,B立即熄滅,故D正確。
本題問(wèn)判斷錯(cuò)誤的,答案選C.
7.【答案】B
【解析】B
【詳解】A.F向上壓膜片電極,當(dāng)待測(cè)壓力突然增大時(shí),由
C=εS4πkd
可知d減小,電容增大,故A錯(cuò)誤;
BC.由題可知,電容器的電壓不變,若F向上壓膜片電極,電容增大,根據(jù)
Q=CU
可知電容器帶電量增大,電容器充電,電路中形成逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,則靈敏電流計(jì)指針向右偏;電流從N流向M,故M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.若電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定且不為零,說(shuō)明電容器正在充放電,電容器的電容變化,說(shuō)明壓力F變化,故D錯(cuò)誤。
故選B。
8.【答案】BD
【解析】BD
【詳解】A.根據(jù)洛倫茲力提供向心力
qvB=mv2r
設(shè)回旋加速器D形盒的半徑為R,粒子的最大動(dòng)能為
Ek=12mv2=q2B2R22m
故粒子的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)磁流體發(fā)電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,即
qvB=qEd
得磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為
E=vBd
由此可知,增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以增大磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì),故B正確;
C.若載流子帶負(fù)電,其所受洛倫茲力指向D側(cè)面,載流子向D側(cè)面聚集,D側(cè)面的電勢(shì)更低,故C錯(cuò)誤;
D.粒子從左側(cè)進(jìn)入速度選擇器時(shí),無(wú)論是帶正電還是帶負(fù)電,所受電場(chǎng)力與洛倫茲力的方向均相反,粒子從右側(cè)進(jìn)入速度選擇器時(shí),無(wú)論是帶正電還是帶負(fù)電,所受電場(chǎng)力與洛倫茲力的方向均相同,因此只能從左側(cè)進(jìn)入,故D正確。
故選BD。
9.【答案】BC
【解析】解:A、變壓器中副線圈兩端電壓取決于原線圈電壓與匝數(shù)比,由于原線圈兩端電壓與匝數(shù)比不變,則警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí),副線圈兩端電壓不變,故A錯(cuò)誤;
B、警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí),副線圈兩端電壓不變,而副線圈中總電阻減小,副線圈中電流增大,則原線圈中電流增大,由P=UI可知,由于原線圈兩端電壓不變,所以原線圈輸入功率變大,故B正確;
C、警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí),副線圈兩端電壓不變,而副線圈中總電阻減小,副線圈中電流增大,即通過(guò)定值電阻R1的電流達(dá)到某一值時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)報(bào)警,即通過(guò)定值電阻R1的電流過(guò)大時(shí),報(bào)警裝置就會(huì)報(bào)警,故C正確;
D、若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報(bào)警溫度,即熱敏電阻的阻值較小時(shí)不報(bào)警,要保持流過(guò)R1的電流不變,則可增大滑動(dòng)變阻器R0的阻值,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)火情時(shí)電阻變小,則副線圈電流變大,無(wú)法判斷熱敏電阻功率的變化情況,根據(jù)電流關(guān)系可以判斷原線圈電流變化情況;若要調(diào)高預(yù)設(shè)的報(bào)警溫度,使熱敏電阻R的阻值較小時(shí)報(bào)警,需增大滑動(dòng)變阻器R0的阻值。
變壓器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題大致有兩種情況:一是負(fù)載電阻不變,原、副線圈的電壓U1,U2,電流I1,I2,輸入和輸出功率P1,P2隨匝數(shù)比的變化而變化的情況;二是匝數(shù)比不變,電流和功率隨負(fù)載電阻的變化而變化的情況。不論哪種情況,處理這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于分清變量和不變量,弄清楚“誰(shuí)決定誰(shuí)”的制約關(guān)系。
10.【答案】BC
【解析】解:AB.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式豎直方向有
2d=v0t
水平方向根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
a=Eqm=v02d,vx=at=2v0,x=12vxt=2d
則粒子在水平向右的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移大小和粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的速度大小分別為
s= d2+x2=2 2d,v= v02+vx2= 5v0,故A錯(cuò)誤,B正確;
C.粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示
設(shè)速度方向與PQ成θ角,根據(jù)幾何關(guān)系有
sinθ=v0v= 55
粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有
qvB2=mv2r2
解得
r2=mvqB2
根據(jù)幾何關(guān)系
L=2r2sinθ=d,故C正確;
D.粒子穿過(guò)PQ分別通過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)Ⅰ,以速度v0回到A點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示
在磁場(chǎng)Ⅰ中做勻圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律有
qvB1=mv02r1
根據(jù)幾何關(guān)系有
2r1=2x?L
解得
r1=3d2
聯(lián)立解得磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
B1=2mv03qd,故D錯(cuò)誤。
故選:BC。
AB:粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)牛頓第二定律求解粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度,再根據(jù)幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分撥求解粒子粒子在水平向右的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移大小和粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的速度大小;
C:先根據(jù)幾何關(guān)系求解粒子進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的速度方向,再根據(jù)牛頓第二定律求解粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,最后根據(jù)幾何知識(shí)求解粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的弦長(zhǎng);
D:根據(jù)幾何知識(shí)求解粒子在磁場(chǎng)Ⅰ中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,再根據(jù)牛頓第二定律求解磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。
本題考查帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),要求學(xué)生能正確分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)性質(zhì),熟練應(yīng)用對(duì)應(yīng)的規(guī)律解題。
11.【答案】向左偏轉(zhuǎn) 向左偏轉(zhuǎn) 相反 相同
【解析】解:(1)將條形磁鐵的N極向下插入線圈的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量增大,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,根據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流從靈敏電流表的“?”極流入,指針向左偏轉(zhuǎn)。
(2)將條形磁鐵的S極向上抽出線圈的過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與條形磁鐵在該處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,根據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流從靈敏電流表的“?”極流入,指針向左偏轉(zhuǎn)。
(3)經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)操作,可總結(jié)結(jié)論:當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵在線圈內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同。
故答案為:(1)向左偏轉(zhuǎn);(2)向左偏轉(zhuǎn);(3)相反;相同。
(1)(2)先由題意確定偏轉(zhuǎn)規(guī)則:電流從電流表正接線柱流入,電流表指針右偏;
將條形磁鐵從螺線管中插入或抽出時(shí),根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向,再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流方向,最后確定電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析后得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
本題考查了感應(yīng)電流的產(chǎn)生及方向判斷,要求學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用安培定則;抓住電流從“+”接線柱流入電流表時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn)是解題的關(guān)鍵。
12.【答案】A D 少 漏磁、鐵芯和線圈發(fā)熱
【解析】解:(1)本實(shí)驗(yàn)中,變壓器副線圈兩端的電壓與原線圈兩端電壓和原、副線圈的匝數(shù)都有關(guān)系,因此要通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù),探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系需要采用控制變量法,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
(2)A.為了人身安全,只能使用低壓交流電源,所用電壓不要超過(guò)12V,故A錯(cuò)誤;
B.變壓器的工作原理的互感現(xiàn)象,是通過(guò)原、副線圈相互之間的電磁感應(yīng)將原線圈的能量傳遞到負(fù)線圈,不是開(kāi)始正常工作后,鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈,故B錯(cuò)誤;
C.變壓器原線圈接低壓交流電,測(cè)量副線圈電壓時(shí)用多用電表的“交流電壓擋”,故C錯(cuò)誤;
D.本實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法,實(shí)驗(yàn)時(shí)可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響,故D正確。
故選:D。
(3)根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系I2=n1n2I1可知,若n1>n2,則I2>I1,說(shuō)明變壓器匝數(shù)少的線圈中的電流大;為了承受較大的電流,導(dǎo)線就要粗一些,因此導(dǎo)線粗的線圈匝數(shù)少。
(4)時(shí)間的變壓器不是理想變壓器,變壓器原線圈中通有交變電流時(shí),原線圈中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),由于漏磁,這個(gè)交變磁場(chǎng)不會(huì)完全通過(guò)副線圈,存在磁損;變壓器原線圈中通有交變電流時(shí),原線圈要發(fā)熱,變壓器的鐵芯中要產(chǎn)生渦電流而發(fā)熱,存在鐵損,因此會(huì)造成變壓器的原線圈兩端電壓比與匝數(shù)比不相等。
故答案為:(1)A;(2)D;(3)少;(4)漏磁、鐵芯和線圈發(fā)熱。
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析采用的物理方法;
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和采用的物理方法逐項(xiàng)分析作答;
(3)根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系分析電流大小與匝數(shù)多少的關(guān)系,然后在分析導(dǎo)線的粗細(xì);
(4)實(shí)際的變壓器存在磁損和鐵損。
本題主要考查了變壓器的構(gòu)造和原理,熟悉變壓器的工作原理,根據(jù)原副線圈兩端的電學(xué)物理量與匝數(shù)的比例關(guān)系完成分析。
13.【答案】解:(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為:E?=NΔΦΔt=NBSΔt
平均感應(yīng)電流為:I?=E?R+r
通過(guò)電阻R的電荷量為q=I?Δt
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:q=0.1C
(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值為:Em=NBSω
有效值為:E=Em 2
電流有效值為:I=ER+r
電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt
其中t=T4=14×2πω=π2ω
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:Q=0.6J
答:(1)通過(guò)電阻R的電荷量q為0.1C;
(2)電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q為0.6J;
【解析】(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)閉合電路歐姆定律求解平均感應(yīng)電流,根據(jù)電荷量公式求解通過(guò)電阻R的電荷量;
(2)根據(jù)正弦式交變電流規(guī)律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值,進(jìn)而求解其有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律求解電流的有效值,根據(jù)焦耳定律求解產(chǎn)生的熱量。
本題考查正弦式交變電流,解題關(guān)鍵是會(huì)求解正弦式交變電流的峰值、有效值和平均值,知道求解電荷量時(shí)用平均值,求解熱量時(shí)用有效值。
14.【答案】解:(1)由閉合電路歐姆定律有:I=ER+R0+r=2A
ab受到的安培力大?。篎安=BIL=2 3N
根據(jù)左手定則,導(dǎo)體棒受到的安培力方向與水平方向成30°角斜向左上方;
(2)若當(dāng)重物的重力為G1時(shí),導(dǎo)體棒即將向右運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體棒受到的摩擦力f1水平向左, 由受力平衡可得:f1+F安cs30°=G1
又因?yàn)椋篺1=μ(mg?F安sin30°)
解得:G1=4.2N
若當(dāng)重物的重力為G2時(shí),導(dǎo)體棒即將向左運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體棒受到的摩擦力f2水平向右,由受力平衡可得: f2+G2=F安cs30°
又因?yàn)椋?f2=μ(mg?F安sin30°)
解得G2=1.8N
所以重物的重力G的取值范圍是:1.8N?G?4.2N
【解析】本題考查了安培力;力的合成與分解的運(yùn)用;共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用。解決本題的關(guān)鍵掌握閉合電路歐姆定律,安培力的大小公式,以及會(huì)利用共點(diǎn)力平衡去求未知力。
(1)由閉合電路的歐姆定律可以求出通過(guò)ab的電流,再由安培力公式可以求出安培力大小,并根據(jù)左手定則判斷安培力方向;
(2)分析好受力情況,由平衡條件求出重力的取值范圍。
15.【答案】(1) v=5m/s ;(2) Q=9.5J ;(3) W=33.5J
【詳解】(1)根據(jù)圖象感應(yīng)電流隨位移變化的表達(dá)式為
i=0.5x+0.25(A)
金屬棒在 x=2m 處感應(yīng)電流的大小
i=1.25A
感應(yīng)電流為
i=eR=BLvR
解得金屬棒在 x=2m 處速度大小為
v=5m/s
(2)從開(kāi)始到 x=2m 處摩擦力產(chǎn)生的熱量
Q1=fx=μmgx=8J
回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功,安培力為
FA=Bil=0.5x+0.25(N)
由安培力與位移的線性關(guān)系知回路中產(chǎn)生的焦耳熱
Q=W安=FAx=0.25+1.252×2J=1.5J
從開(kāi)始到 x=2m 處系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量為
Q=Q1+Q2=9.5J
(3)從開(kāi)始到 x=2m 處根據(jù)能量守恒有
W=Q+12mv2?12mv02=9.5+25?1J=33.5J
故從開(kāi)始到 x=2m 處拉力做功為33.5J。
【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見(jiàn)答案熱風(fēng)時(shí)輸入功率
460W
冷風(fēng)時(shí)輸入功率
60W
小風(fēng)扇額定電壓
60V
正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率
52W
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