题目内容

8．铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理．有一种电磁装致可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈长为ι1，宽为ι2．匝数为n．若匀强磁场只分布在一个矩形区域内，当火车首节车厢通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），则在t1-t2时间内（　　）
A．火车做匀速直线运动
B．M点电势低于N点电势
C．火车加速度大小为$\frac{{u}_{2}-{u}_{1}}{nB{l}_{2}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$
D．火车平均速度大小为$\frac{{u}_{1}+{u}_{2}}{2nB{l}_{1}}$

分析 判定运动状态，可以找出动生电动势与速度的关系，进而确定速度和时间的关系，就可以知道火车在ab事件段内的运动性质；根据加速度的定义式求解加速度；根据匀变速直线运动的平均速度计算公式求解平均速度．

解答 解：A、由E=BLv可知，动生电动势与速度成正比，而在乙途中ab段的电压与时间成正比，因此可知在t1到t2这段时间内，火车的速度与时间成正比，所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动．故A错误．
B、磁场向右运动，根据楞次定律可得线圈中的电流方向为逆时针，M点电势低于N点电势，B正确；
C、由图知t1时刻对应的速度为：${v}_{1}=\frac{{u}_{1}}{nB{l}_{1}}$，t2时刻对应的速度为：${v}_{2}=\frac{{u}_{2}}{nB{l}_{1}}$，故这段时间内的加速度为v=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{{u}_{2}-{u}_{1}}{nB{l}_{1}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$，故C错误；
D：由C可知这段时间内的平均速度为：$\overline{v}=\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$=$\frac{{u}_{1}+{u}_{2}}{2nB{l}_{1}}$，故D正确．
故选：BD．

点评 本题关键在于判定出火车运动性质，当我们看到乙图的时候电压是和速度成正比的，就应联系有关动生电动势的公式，以建立速度与时间的关系，进而可以得出正确结论．

练习册系列答案
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18．某正电荷在移动过程中，电场力做正功，该电荷的电势能减小（选填“增加”或“减少”）；某负电荷在移动过程中，电场力做负功，电荷的电势能增大 （选填“增加”或“减少”）．
19．一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ=30°．一条长为L的轻绳一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着质量为m的物体（物体可看做质点），物体以角速度ω绕圆锥体的轴线作水平匀速圆周运动．
（1）当ω1=$\sqrt{\frac{2g}{3L}}$时，求绳的拉力T1；
（2）当ω2=$\sqrt{2\frac{g}{L}}$时，求绳的拉力T2．
16．某同学用图示电路测量一节干电池的电动势和内阻．

（1）实验室提供有以下器材：
A．待测干电池；
B．电流表（量程为0.6A）；
C．电压表（量程为15V）；
D．电压表（量程为3V）；
E．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；
F．滑动变阻器（最大阻值为200Ω）；
G．开关、导线若干．
实验中，电压表应选用D；滑动变阻器应选用E．（填所选器材前的字母）
（2）该同学将测得的多组电流表和对应电压表的示数标在U-I图象上，请作出U-I图线．
（3）根据作出的U-I图线，可得干电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.83Ω．（结果保留两位有效数字）
3．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是（　　）
A．普朗克通过对光电效应实验的研究，确定了光的粒子性
B．汤姆孙通过阴极射线在电、磁场中偏转的实验，发现了原子内部存在电子
C．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
D．卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子
13．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、若干导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0～3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0～600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0～15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0～5V，内阻约为10kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
（1）实验中电流表应选用C，电压表应选用E，滑动变阻器应选用F（均用器材前的序号字母表示）．
（2）请按要求将图中所示的器材连成实验电路．

（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E=3.5V，内阻r=lΩ，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为0.25 W．（结果保留两位有效数字）
20．如图，当电键K断开时，用光子能量为3.8eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于1.6V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.6V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为（　　）
A．5.4eVB．1.6eVC．3.8eVD．2.2eV
15．为研究实验小车沿斜面向下运动的规律，把穿过打点计时器纸带的一端固定在小车上，小车拖动纸带运动时，纸带上打出的点如图1所示，交流电源的频率是50Hz．

如图2所示，某同学先把纸带每隔0.1s剪断，得到6个短纸条，再把这些纸条并排贴在坐标系中，使这些纸条下端对齐，并与x轴重合，左边与y轴平行，彼此之间不留空隙也不重叠．
（1）在第1个0.1s内中间时刻的瞬时速度大小为22.5cm/s．
（2）取第1个0.1s内中间时刻为0时刻，请在如图3中画出v-t图象．
（3）小车运动的加速度大小为8.0m/s2．
16．如图所示，MN和PQ为置于水平面上足够长的光滑导轨，匀强磁场B垂直导轨平面，金属滑杆ab和cd的质量均为m．开始时ab杆静止，并使cd杆有一个方向向右的初速度v0，整个装置的电磁辐射忽略不计，导轨MN和PQ的电阻不计，整个过程中下述说法正确的是（　　）
A．系统的机械能守恒B．两滑杆组成的系统动量守恒
C．滑杆ab做匀加速直线运动D．整个回路产生的热量Q=$\frac{m{{v}_{0}}^{2}}{4}$

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