题目内容

【题目】图为某住宅区的应急供电系统,它由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成.发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计,它可绕水平轴OO在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动.矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P上下滑动时可改变输出电压,R0表示输电线的电阻.以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是(  )

A. 若发电机线圈某时刻处于图示位置,则变压器原线圈的电流瞬时值最大

B. 发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBSωsinωt

C. 当用电量增加时,为使用户电压保持不变,滑动触头P向上滑动

D. 当滑动触头P向下滑动时,变压器原线圈两端的电压将升高

【答案】AC

【解析】当线圈与磁场平行时,感应电流最大,变压器原线圈的电流瞬时值最大,故A正确;从垂直中性面计时,则感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt,故B错误;用电量增加时,根据功率P=UI,当电压不变,电流增大,则导线中电压损失变大,用户得到的电压减小,则为使用户电压保持不变,触头P向上移动,故C正确;当触头P向下移动,只会改变副线圈的电流,从而改变原线圈的电流,不会改变原线圈的电压,故D错误.故选AC.

点睛:考查瞬时表达式的书写时,关注线圈的开始计时位置,得出最大值,区别与有效值,理解电阻的变化,只会改变电流与功率,不会影响电压的变化.

型】选题
束】
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【题目】如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法中正确的是(  )

A. 物体回到斜面底端的动能为60J

B. 恒力F=2mgsinθ

C. 撤去力F时,物体的重力势能是45J

D. 动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后

【答案】ACD

【解析】试题分析:物体静止开始从斜面底端开始运动知道最后返回斜面底端,此过程斜面光滑没有摩擦力做功,重力做功为0,根据动能定理有Ek-0=WF=60J,选项A对。撤去F前,加速度a=-gsinθ,撤去F后,加速度a'=gsinθ。根据力F撤去前后位移等大反向,判断撤去前后平均速度等大方向,由于撤去前后都是匀变速所以有,整理得a'=3a,即F=mgsinθ,选项B错。撤去力F前,力F做功Fs=mgsinθ·s=60J,重力做功-mgsinθ·s =45J,所以撤出力F时,物体的重力势能是45J选项C对。力F撤去前,合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ,即合力做功小于克服重力做功,增加的动能小于增加的重力势能,撤去力F之前一定是重力势能大于动能,最返回斜面时重力势能为0,小于动能,所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。

练习册系列答案
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【题目】为减少二氧化碳排放,我市已推出新型节能环保电动车.在检测某款电动车性能的实验中,质量为8×102 kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15 m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图所示的图象(图中ABBO均为直线),假设电动车行驶中所受阻力恒为电动车重力的0.05倍,重力加速度取10m/s2,则(

A. 该车启动后,先做匀加速运动,然后做匀速运动

B. 该车启动后,先做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,接着做匀速运动

C. 该车做匀加速运动的时间是1.2 s

D. 该车加速度为0.25 m/s2时,动能是4×104 J

【答案】BD

【解析】试题分析:由于横坐标为速度的倒数,所以电动车的启动过程为从ABCAB段,牵引力不变,电动车做匀加速运动,加速度为BC段,由于图像为过原点的直线,所以,即以恒定功率启动,牵引力减小,加速度减小,电动车做加速度减小的加速运动,当,速度达到最大值15m/s,故选项A错误B正确;由可知,故选项C错误;该车加速度为025m/s2时,牵引力为,此时的速度为,动能为,故选项D正确.

考点:机车的启动问题.

型】单选题
束】
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【题目】某同学在做探究动能定理实验时,其主要操作步骤是:

a.按图甲安装好实验装置,其中小车的质量M=0.50kg,钩码的总质量m=0.10kg.

b.接通打点计时器的电源(电源的频率f=50Hz),然后释放小车,打出一条纸带.

(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出最满意的一条,如图乙所示,把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各相邻计数点间的距离分别为d1=0.8cm,d2=2.4cm,d3=4.1cm,d4=5.6cm,d5=7.2cm,d6=8.8cm,他把钩码的重力作为小车所受的合力,计算出从打下计数点0到打下计数点5过程中合力所做的功W________J,把打下计数点5时小车的动能作为小车动能的改变量,计算出ΔEk________J.(当地重力加速度g9.80m/s2,结果均保留三位有效数字)

(2)根据以上计算可见,合力对小车做的功与小车动能的变化量相差比较大.通过反思,该同学认为产生误差的主要原因如下,其中正确的是________.(填选项前的字母)

A.钩码质量没有远小于小车质量,产生系统误差

B.钩码质量小了,应该大于小车质量

C.没有平衡摩擦力

D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺进行测量

【题目】如图所示,质量为M的导体棒ab的电阻为r,水平放在相距为l的竖直光滑金属导轨上.导轨平面处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场中.左侧是水平放置、间距为d的平行金属板.导轨上方与一可变电阻R连接,导轨电阻不计,导体棒与导轨始终接触良好.重力加速度为g.

(1)调节可变电阻的阻值为R1=3r,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,将带电量为+q的微粒沿金属板间的中心线水平射入金属板间,恰好能匀速通过.求棒下滑的速率v和带电微粒的质量m.

(2)改变可变电阻的阻值为R2=4r,同样在导体棒沿导轨匀速下滑时,将该微粒沿原来的中心线水平射入金属板间,若微粒最后碰到金属板并被吸收.求微粒在金属板间运动的时间t.

【答案】(1), (2)

【解析】试题分析:棒匀速下滑,安培力与重力平衡,可求解棒下滑的速率。由于带电微粒在板间匀速运动,受力平衡可求带电微粒的质量;电压增大使微粒射入后向上偏转,由运动学规律可求微粒在金属板间运动的时间

(1)棒匀速下滑,有

回路中的电流

R1=3r代入棒下滑的速率

金属板间的电压U=IR1

带电微粒在板间匀速运动,有

联立解得带电微粒的质量

(2)导体棒沿导轨匀速下滑,回路电流保持不变,金属板间的电压

电压增大使微粒射入后向上偏转,有

联立解得微粒在金属板间运动的时间

型】解答
束】
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【题目】如图所示,光滑水平面上一质量为M、长为L的木板右端靠竖直墙壁.质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑上木板的左端,滑到木板的右端时速度恰好为零.

(1)求小滑块与木板间的摩擦力大小;

(2)现小滑块仍以水平速度v0从木板的右端向左滑动,求小滑块在木板上的滑行距离.

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