题目内容
15．
小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为N1．线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0=1.0T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I．挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．（重力加速度取g=10m/s2）（1）为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2=100匝、形状相同的线圈，总电阻R=10Ω，不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m．当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率$\frac{△B}{△t}$．
分析 （1）根据安培力的大小公式，结合安培力和重力平衡求出线圈的匝数．
（2）通过法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出感应电流的大小，抓住安培力和重力相等求出磁感应强度的变化率．
解答 解：（1）线圈受到安培力为：F=N1B0IL，
天平平衡有：mg=N1B0IL，
代入数据解得：N1=25匝
（2）由电磁感应定律得：E=N2$\frac{△Φ}{△t}$
则 E=N2$\frac{△B}{△t}$Ld
由欧姆定律得：I′=$\frac{E}{R}$
线圈受到安培力为：F′=N2B0I′L
天平平衡有：m′g=N22B0$\frac{△B}{△t}$•$\frac{d{L}^{2}}{R}$
代入数据解得：$\frac{△B}{△t}$=0.1T/s．
答：
（1）线圈的匝数N1至少为25匝；
（2）此时磁感应强度的变化率为0.1T/s．
点评 本题综合考查了安培力大小公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，抓住平衡列式求解，求解安培力时需注意线圈的匝数．
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5．
如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光．若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列所述中正确的是（ ）
如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光．若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列所述中正确的是（ ）| A． | 刚接通S2，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮 | |
| B． | 刚接通S2瞬间，线圈L中的电流不为零 | |
| C． | 接通S2以后，A，B灯亮度一样 | |
| D． | 接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭 |
6．
“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动．“天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（ ）
“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动．“天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（ ）| A． | “天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 | |
| B． | “天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 | |
| C． | “天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度 | |
| D． | “天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度 |
10．
把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（ ）
把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入（如图），这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是（ ）| A． | 干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射的两列光波叠加的结果 | |
| B． | 干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 | |
| C． | 将薄片向劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏 | |
| D． | 将上玻璃板向上平移少许，条纹向着劈尖移动 |
20．
如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表．则（ ）
如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表．则（ ）| A． | 图示时刻线框各边都不切割磁感线 | |
| B． | 电流表读数显示电路中电流瞬时值 | |
| C． | 滑片P下滑时，电压表的读数变大 | |
| D． | 线框转动一圈过程中电流方向变化两次 |
如图甲所示，一个匝数N=100的矩形闭合导线框abcd处于范围足够大的匀强磁场中，线框电阻R=0.5Ω，ab、ad的边长分别为Ll=0.2m、L2=0.1m；磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示．
4．
如图所示，某正弦式交流电压U接入电路，U的最大值为311V，负载电阻为100Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电流表和交流电压表的读数分别为（ ）
如图所示，某正弦式交流电压U接入电路，U的最大值为311V，负载电阻为100Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电流表和交流电压表的读数分别为（ ）| A． | 2.2A 311V | B． | 3.11A 311V | C． | 2.2A 220V | D． | 3.11A 220V |
5．
如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值△I，则（ ）
如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值△I，则（ ）| A． | A的示数增大 | B． | V2的示数增大 | ||
| C． | △V3与△I的比值大于r | D． | △V1小于△V2 |