电磁感应交流电综合测试.doc

实验班综合练习二1如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安掊力的合力为零D线框的机械能不断增大2某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡末闪亮的原因是A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 3电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变4如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为112，原线圈两端的输入电压u220sin 100t(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 .下列叙述中正确的是()A该交流电的频率为50 HzB电压表的读数为42 VC电流表的读数为4 AD若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大5图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端已知理想变压器原线圈和副线圈的匝数比为51，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R1 ，其他各处电阻不计，以下说法正确的是() A在t0.1 s、0.5 s时，穿过线圈的磁通量最大 B线圈转动的角速度为10 rad/sC电压表的示数为 V D电流表的示数为0.40 A6.如图所示，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则( )A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大7、如图11-40-26所示，有a、b、c、d四个离子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为vavbvcvd，质量关系为ma=mbmc=md.进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器射出，由此可以判定（ ）.A射向P1的是a粒子B射向P2的是b粒子C射向A1的是c粒子D射向A2的是d粒子8矩形滑块由不同材料上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较()A子弹对滑块做功一样多B子弹对滑块做的功不一样多C系统产生的热量一样多D系统产生的热量不一样多9.如图所示,adbdcd是竖直面内三根固定的光滑细杆,abcd位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为圆周的最低点.每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出),三个滑环分别从abc处释放(初速为零),关于它们下滑的过程,下列说法中正确的是( )A.重力对它们的冲量相同B.弹力对它们的冲量相同C.合外力对它们的冲量相同D.它们的动能增量相同10用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图所示现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是()A从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为C忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能 D子弹和木块一起上升的最大高度为vL11.质量为M，内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为Amv2Bv2 CNmgL DNmgL12如图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABCD，其中AC边与对角线BC垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC从B点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是 （ ）A入射速度越大的粒子，其运动时间越长 B入射速度越大的粒子，其运动轨迹越长C从AB边出射的粒子的运动时间都相等D从AC边出射的粒子的运动时间都相等13发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路图(2)求用户得到的电压和功率(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压14在光滑水平面上有一带挡板的长木板，其质量为m，长度为L(挡板的厚度可忽略)，木板左端有一质量也是m(可视为质点)的滑块，挡板上固定有一个小炸药包，如图所示(小炸药包长度以及质量与长木板相比可忽略)，滑块与木板间的动摩擦因数恒定，整个系统处于静止状态给滑块一个水平向右的初速度v0，滑块相对木板向右运动，刚好能与炸药包接触，此时小炸药包爆炸(此过程时间极短，爆炸后滑块和木板只在水平方向运动，且完好无损)，滑块最终又回到木板的左端，恰与木板相对静止求：(1)滑块刚好能与小炸药包接触时滑块的速度；(2)小炸药包爆炸完时，滑块和木板的速度15.如图，在区域I（0xd）和区域II（dx2d）内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q（q0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I，其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时，速度方向与x轴正方向的夹角为30；因此，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求（1）粒子a射入区域I时速度的大小；（2）当a离开区域II时，a、b两粒子的y坐标之差。16.电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；(2)金属棒下滑速度时的加速度(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。mmmm2m附加题. 装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对以下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为2、厚度为2的钢板静止在水平光滑的桌面上。质量为的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为、质量为的相同的两块，间隔一段距离平行放置，如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞。不计重力影响。1B 2 C 3 BD 4 AC 5 D 6 A、B、D. 7.A 8AC 9 A 10.BD 11BD 12 C13【答案】(1)见解析(2)219.6 V43.92 kW(3)180 V36 kW【详解】(1)线路图如图所示(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2U12 200 V，升压变压器副线圈上的输出电流I2I1，升压变压器原线圈上的输入电流，由PU1I1得I1 A200 A，所以I2 A20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为URI2R4 V，PRIR0.08 kW.加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I220 A，U3U2UR2 196 V.降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4U3219.6 V，I4I3200 A.用户得到的功率P4U4I443.92 kW.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为KURI1R40 V，用户得到的电压UU1UR180 V，用户得到的功率为PUI136 kW.14解析：(1)设滑块刚与炸药包接触时的速度为v1对滑块和木板系统在爆炸前：mv02mv1解得：v1，水平向右(2)对滑块与木板系统在爆炸前应用功能关系：mgLmv2mv设爆炸后滑块和木板的速度分别为v1、v2，最终滑块相对静止于木板的左端时速度为v2，系统在爆炸过程、爆炸前后动量守恒：mv0mv1mv2mv02mv2对系统在爆炸后应用功能关系：mgLmv12mv222mv由解得v10，v2v0，水平向右答案：(1)，水平向右(2)0，v0，水平向右15.解：（1）设粒子a在内做匀速圆周运动的圆心为C（在y轴上），半径为R1，粒子速率为v，运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P/，如图，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 由几何关系得pcp/=300 =2d 由式得 （2）设粒子a在内做圆周运动的圆心为Oa，半径为R2，射出点为Pa（图中未画出轨迹），P/OaPa=/。由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 由式得 C、P/、Oa三点共线，且由式知Oa点必位于的平面上。由对称性知，Pa点与P/点纵坐标相同，即yPa= R1cos+h式中，h是C点的y坐标。设b在中运动的轨道半径为Rb，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得设a到达Pa点时，b位于Pb点，转过的角度为a。如果b没有飞出，则式中，t是a在区域中运动的时间，而由式得a=300由式可见，b没有飞出。Pb点的y坐标为yPb= Rb(2+cos)+h由式及题给条件得，a、b两粒子的y坐标之差为16答案.（1）下滑过程中安培力的功即为在电阻上产生的焦耳热，由于，因此 （1分）（2分）（2）金属棒下滑时受重力和安培力 （1分）由牛顿第二定律 （3分） （2分）(3)此解法正确。 (1分)金属棒下滑时舞重力和安培力作用，其运动满足上式表明，加速度随速度增加而减小，棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确。 (2分) （1分） （1分）附加题【解析】设子弹初速度为v0，射入厚度为2d的钢板后，最终钢板和子弹的共同速度为V，由动量守恒得 (2m + m)V = mv0 解得 V = v0 此过程中动能损失为 DE = mv02 - 3mV2 解得 DE = mv02分成两块钢板后，设子弹穿过第一块钢板时两者的速度分别为v1和V1，由动量守恒定律得 mv1 + mV1 = mv0 因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力，射穿第一块钢板的动能损失为，由能量守恒得 mv12 + mV12 = mv02 - 联立式，且考虑到v1必须大于V1，得 v1 = (+ )v0 设子弹射入第二块钢板并留在其中后两者的共同速度为V2，由动量守恒得 2mV2 = mv1 损失的动能 DE = mv12 - 2mV22 联立式得 DE = (1+ ) 因为子弹在钢板中受到的阻力为恒力，由式可得，射入第二块钢板的深度x为 x = (1+ )d 13.（重庆）（18分）如题24图所示，静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极短的时间内给第一辆车一水平冲量使其运动，当车运动了距离L时与第二辆车相碰，两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰，三车以共同速度又运动了距离L时停止。车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短，忽略空气阻力，求：整个过程中摩擦阻力 所做的总功；人给第一辆车水平冲量的大小；第一次与第二次碰撞系统动能损失之比。【解析】整个过程中摩擦阻力所做的总功设第一车的初速度为，第一次碰前速度为，碰后共同速度为，第二次碰前速度为，碰后共同速度为.动量守恒人给第一辆车水平冲量的大小由解得来由解得第一次碰撞系统动能损失由解得由解得第二次碰撞系统动能损失第一次与第二次碰撞系统动能损失之比15（2011天津第11题）（18分）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R=0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2，问：（1）通过cd棒的电流I是多少，