电路电磁感应交流电.doc

1、一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值e=10sin314t(V)，以下关于该电源的说法正确的是 AA该电源能使“10V2W”的灯泡正常发光B该电源的交变电压的周期是314sC该电源在t=0.01s时电压达到最大值D接入一个10的电阻，1分钟内电阻上产生的热量是1200JvBB10如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是（ C ）18如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电阻R=22，各电表均为理想电表。原线圈输入电压的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ BD ）AV图甲uRt/(10-2s)u/V12O图乙0.51.5A该输入电压的频率为100Hz B电压表的示数为22VC电流表的示数是1A D电阻R消耗的电功率是22W24（22分）如图甲所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为的斜面上。在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B；在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度大小为B1， B1随时间t变化的规律如图4-11乙所示，其中B1的最大值为2B。现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上，并把它按住使其静止。在t = 0时刻，让另一根长为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑，同时释放cd棒。已知CF长度为2L，两根细棒均与导轨良好接触，在ab从图中位置运动到EF处的过程中，cd棒始终静止不动，重力加速度为g；tx是未知量。 （1）求通过ab棒的电流，并确定CDEF矩形区域内磁场的方向； （2）当ab棒进入CDEF区域后，求cd棒消耗的电功率； （3）能求出ab棒刚下滑时离CD的距离吗？若不能，则说明理由；若能，请列方程求解，并说明每一个方程的解题依据。 （4）根据以上信息，还可以求出哪些物理量？请说明理由(至少写出两个物理量及其求解过程)。（24(22分)（1）（2分） （2分）CDEF区域区域内的磁场方向垂直于斜面向下（1分）（2） （1分） （2分）（3） （1分） x= L（1分）（4）根据以上信息，还可以求出ab刚好到达CDEF区域的边界CD处的速度大小、ab到达CDEF区域的边界CD处所需的时间、ab棒的质量及电阻等。 (评分细则：至少写出两个物理量的求解过程，每求出一个物理量给2分，满分为4分)v1abPQNMR1R219如图所示，平行金属导轨MN和PQ与水平面成角，导轨两端各与阻值均为R的固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。质量为m、电阻为R/2的导体棒以一定的初速度沿导轨向上滑动，在滑动过程中导体棒与金属导轨始终垂直并接触良好。已知t1时刻导体棒上滑的速度为v1，此时导体棒所受安培力的功率为P1；t2时刻导体棒上滑的速度为v2，此时电阻R2消耗的电功率为P2，忽略平行金属导轨MN和PQ的电阻且不计空气阻力。则 ( C )At1时刻电阻R1的功率为P1/2 B t2时刻导体棒的电功率为4P2 Ct2时刻导体棒受到的安培力为4P2/v2 Dt1t2这段时间内整个回路产生的电热3如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sint，设t=0时刻为a“”、b“”，则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是下图中的 B10（16分）如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用R=2的电阻连接，一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，杆及轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了s=2m停下，求：（1）导体杆运动过程中的最大速度；（2）拉力F作用过程中，电阻R上产生的焦耳热。（1）vm=8m/s （2） 电阻R上产生的焦耳热Q=WFmvm2=3016=14J8如图所示，两光滑平行导轨放置在匀强磁场中，磁场与导轨所在的平面垂直，金属棒ab可沿导轨自由移动，导轨左端接一定值电阻R,金属棒和导轨的电阻不计金属棒在平行于导轨的外力F作用下从静止开始沿导轨运动，若保持拉力恒定，经过时间tl后，速度为V，加速度为al，最终以2V做匀速运动；若保持拉力的功率恒定，经过时间t2后，速度变为V,加速度为a2，最终也以2 V做匀速运动，则（ C ）Atl=t2 Btlt2 Ca2=3al Da2=4al10如图所示，线圈每边长0.20，线圈质量10.10、电阻0.10，砝码质量20.14线圈上方的匀强磁场磁感强度0.5，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为0.20砝码从某一位置下降，使边进入磁场开始做匀速运动求：(1)线圈做匀速运动的速度(2)从进入磁场到线圈穿出磁场过程中产生的热量V=4m/s Q=0.16J5如图所示，L为自感系数很大，直流电阻不计的线圈，D1、D2、D3为三个完全相同的灯泡，E为内阻不计的电源，在t0时刻闭合开关S，当电路稳定后D1、D2两灯的电流分别为I1、I2，当时刻为t1时断开开关S，若规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为电流的正方向，则下图能正确定性描述电灯电流i与时间t关系的是D8如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1，R1，与原线圈相连的熔断器（保险丝）的熔断电流为1A，通过副线圈电压传感器测得副线圈电压图像如图所示，则下列说法正确的是BDA原线圈输入电压的有效值为VB副线圈两端交变电压的频率为50 HzC原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10:1D为保证电路安全工作，滑动变阻器的阻值不得小于1.29如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b ，相距为d ，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于E / v0 ，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法正确的是ABDA.粒子在ab区域的运动时间为B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r=2d C.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为13（本题15分）如图所示，两平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在同一水平面内，间距为L，电阻不计。导轨的M、P两端用导线连接一定值电阻，阻值为R，在PM的右侧0到2x0区域里有方向竖直向下的磁场，其磁感应强度B随坐标x的变化规律为Bkx（k为正常数）。一直导体棒ab长度为L，电阻为R，其两端放在导轨上且静止在xx0处，现对导体棒持续施加一作用力F（图中未画出）使导体棒从静止开始做沿x正方向加速度为a的匀加速运动，求：（用L、k、R、x0、a表示）：（1）导体棒在磁场中运动到2x0时导体棒上所消耗的电功率（2）导体棒离开磁场瞬间导体棒的加速度的大小（3）导体棒从x0运动到2x0过程中通过电阻R的电量: 4、如图所示，原、副线圈匝数比为1001的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=310sin314t（V），则（ B ）A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示 数为31VB副线圈两端的电压频率为50HzC单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小10.电源E、开关S、定值电阻R、小灯泡A和带铁芯的线圈L(其电阻可忽略)，连成如图所示的电路，闭合开关S，电路稳定时，小灯泡A发光，则断开S瞬间，以下说法正确的是 (B )A.小灯泡A立即熄灭B.小灯泡A逐渐变暗，且电流方向与断开S前相同C.小灯泡A逐渐变暗，且电流方向与断开S前相反D.小灯泡A先变得比断开S前更亮，然后逐渐变暗11.如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R为可变电阻，其余电阻为定值电阻。则开关S闭合后，当R变小时，以下说法正确的是( B )A.电阻R1的功率变小B.电阻R2的功率变小C.电阻R3的功率变大D.电阻R4的功率变小17.(14分)如图1所示，在坐标系xOy中，在Lx0区域存在强弱可变化的磁场B1，在0x2L区域存在匀强磁场，磁感应强度B22.0T，磁场方向均垂直于纸面向里。一边长为L0.2m、总电阻为R0.8的正方形线框静止于xOy平面内，线框的一边与y轴重合。(1)若磁场B1的磁感应强度在t0.5s的时间内由2T均匀减小至0，求线框在这段时间内产生的电热为多少？(2)撤去磁场B1，让线框从静止开始以加速度a0.4m/s2沿x轴正方向做匀加速直线运动，求线框刚好全部出磁场前瞬间的发热功率。(3)在(2)的条件下，取线框中逆时针方向的电流为正方向，试在图2给出的坐标纸上作出线框中的电流I随运动时间t的关系图线。(不要求写出计算过程，但要求写出图线端点的坐标值，可用根式表示)6如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ）A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭 B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭9一个矩形金属框MNPQ置于xOy平面内，平行于x轴的边NP的长为d，如图（a）所示。空间存在磁场，该磁场的方向垂直于金属框平面，磁感应强度B沿x轴方向按图（b）所示正弦规律分布，x坐标相同各点的磁感应强度相同。当金属框以大小为v的速度沿x轴正方向匀速运动时，下列判断正确的是 （ ）若d =l，则线框中始终没有感应电流B若d = l/2，则当线框的MN边位于x = l处时，线框中的感应电流最大C若d = l/2，则当线框的MN边位于x = l/4处时，线框受到的安培力的合力最大D若d = 3l/2，则线框中感应电流周期性变化的周期为l/v 5 图中 L 是绕在铁芯上的线圈，它与电阻 R 、 R 0、开关和电池 E 构成闭合回路开关 S1 和 S2 开始都处在断开状态设在 t = 0 时刻，接通开关 Sl ，经过一段时间，在 t = t1时刻，再接通开关 S2 ，则能较准确表示电阻 R 两端的电势差U ab 随时间 t 变化的图线是AS17 如图（ l ）所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 20 : 1 , Rl = 10 . , R2= 20 。， C = 100 F . 已知电阻 Rl 两端的正弦交流电压如图（ 2 ）所示，则AD( A ）原线圈输入电压的最大值为 400V ( B ）交流电的频率为 100Hz ( C ）电容器 C 所带电量 恒值为 2xl0-3C ( D ）电阻凡消耗的电功率为 20WRaAV1bn1n2dcu1pR0V08.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sin100t（V），则（ ）A当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22VB当时，电压表V0的读数为220VC单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表V1示数增大，电流表示数变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小15.（16分）如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L0.30 m导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R0.40 .导轨上停放一质量m0.10 kg、电阻r0.20 的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B0.50 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示(1)利用上述条件证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；(2)求第2 s末外力F的瞬时功率；(3)如果水平外力从静止开始拉动杆2 s所做的功W0.35 J,求金属杆上产生的焦耳热7.在如图的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有w w w.ks5 u .c omA升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8将标有“110V、40W”白炽灯L1和标有“110V、100W”白炽灯L2，与一只滑动变阻器（0300）组合起来接在220V的线路上，要使L1 、L2都能正常发光而且最省电，应选择的电路图是14在右图的闭合电路中，当滑片P向下移动时，两电表读数的变化是 （A）变小，变大 （B）变小，变小（C）变大，变大 （D）变大，变小31.（12分）如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L0.20 m，电阻R10 W，有一质量为m1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a1m/s2，试求：（1）力F与时间t的关系。（2）F3N时，电路消耗的电功率P。（3）若外力F的最大值为5N，为求金