题目内容
3.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=3:1,原线圈EF两端与宽度d=2m的光滑平行金属轨道连接,轨道平面水平,磁感应强度B=1.8T的匀强磁场垂直于轨道平面向下.一根金属杆以v=10$\sqrt{2}$sin10πt(m/s)的速度在轨道上往复运动,并始终与导轨保持良好接触.副线圈GH两端连接的电路如图,三个灯泡的电阻均为6Ω,L是直流电阻不计的理想线圈,C是电容器.下列说法正确的是( )A. | 三个灯泡的亮度相同 | |
B. | 副线圈中电流的频率为10Hz | |
C. | 灯泡D1的功率为24W | |
D. | 若导体棒的运动周期变为0.1s,则灯泡D2变暗,D3变亮 |
分析 在交流电路中,电容器和电感器对电流又阻碍作用,根据E=BLv知,原线圈导体棒切割磁感线产生的是正弦式感应电流,副线圈是同频率的正弦交变电流,根据感抗和容抗的相关知识分析周期变化时,灯泡的亮暗情况,求灯泡${D}_{1}^{\;}$的功率根据有效值计算
解答 解:A、当金属杆在导轨上以速度$v=10\sqrt{2}sin0πt$(m/s)运动时,导体中产生正弦交流电,则变压器次级产生的也是正弦交流电,因电感线圈和电容器对电容器对交流电都有阻碍作用,故三个灯泡的亮度不相同,${D}_{1}^{\;}$的亮度最大,故A错误;
B、根据E=BLv,可得导体棒产生的电动势$E=Bdv=36\sqrt{2}sin10πt(V)$,故交流电的频率为$f=\frac{ω}{2π}=\frac{10π}{2π}=5Hz$,故B错误;
C、变压器的原副线圈的匝数比${n}_{1}^{\;}:{n}_{2}^{\;}=3:1$,则次级电压最大值为${U}_{2m}^{\;}=12\sqrt{2}V$,有效值为${U}_{2}^{\;}=\frac{12\sqrt{2}}{\sqrt{2}}V=12V$,灯泡${D}_{1}^{\;}$的功率为${P}_{D1}^{\;}=\frac{{U}_{2}^{2}}{R}=\frac{1{2}_{\;}^{2}}{6}=24W$,故C正确;
D、若导体棒的运动周期变为0.1s,产生的交流电的频率变大,则L对交流电的阻碍作用变大,则灯泡${D}_{2}^{\;}$变暗,电容器C对交流电的阻碍作用减小,则${D}_{3}^{\;}$变亮,故D正确;
故选:CD
点评 解决本题的关键是知道导体棒切割磁感线产生正弦式交变电流,运用E=BLv.变压器公式正确解题,注意感抗公式${x}_{L}^{\;}=2πLf$,容抗公式${x}_{C}^{\;}=\frac{1}{2πfC}$.
A. | 对于连续相等时间间隔,相邻间隔内的位移差值相等 | |
B. | 第1秒、第2秒、第3秒内的位移之比为1:3:5 | |
C. | 速度方向最多只能改变一次 | |
D. | 加速度的大小和方向都不变 |
A. | 卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“枣糕模型”,卢瑟福提出了原子的核式结构模型 | |
B. | 由玻尔理论可知氢原子的能量是量子化的,一个氢原子处于n=3的能级,向较低能级跃迁时最多只能放出两种频率的光子 | |
C. | 要发生核反应${\;}_{0}^{1}$n${+}_{1}^{1}$H${→}_{1}^{2}$H,需要高能量的γ光子照射 | |
D. | 研究发现,原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性,其半衰期与压强无关 | |
E. | β衰变所释放的电子来自原子核外的电子 |
A. | 气体的压强等于器壁单位面积上所受气体分子平均作用力的大小 | |
B. | 布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 | |
C. | 当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小 | |
D. | 已知阿伏加德罗常数,某气体的摩尔质量,就可以计算出该气体的分子质量 | |
E. | 温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 |