题目内容
【题目】如图甲所示,匝数n1:n2=1:2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1m的光滑金属导轨相连,导轨电阻不计,处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,副线圈接有电阻值R=2Ω的电阻,与导轨接触良好的电阻r=1Ω,质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间如图乙所示(正弦图线)规律变化,则( )
A.电压表的示数为3V
B.电路中的电流方向每秒钟改变5次
C.电阻R实际消耗的功率为2W
D.在0﹣0.05s的时间内克服安培力做功0.48J
【答案】C
【解析】
A.由图乙可知,速度v随时间变化的周期为0.2s
瞬时速度v与t满足关系式:
导体棒切割磁感线产生的感应电动势
则感应电动势的有效值
设原、副线圈两端电压分别为U1、U2,原、副线圈中的电流分别为I1、I2
由闭合电路欧姆定律可得:
U1=E-I1r…①
由欧姆定律可得:
U2=I2R…②
由理想变压器电压关系得:
…③
由理想变压器电流关系得:
…④
由①②③④解得:
I1=2A
I2=1A
将I1=2A代入①式得U1=1V,即电压表的示数为1V;故A错误;
B.交变电流每个周期电流方向改变2次,因为T=0.2s,所以每秒钟有5个周期,故每秒钟电流的方向改变10次,故B错误;
C.电阻R实际消耗的功率
P=I22R
代入数据得
P=2W,故C正确;
D.根据功能关系可得:在0-0.05s内克服安培力所做功在数值上等于电路中产生的电热
Q=EI1t=0.30J
故D错误;
故选C。
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