题目内容

3．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、场强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，其速度随时间按图乙正弦规律变化，则（　　）
A．电压表V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0.125W
D．在0-0.05s的时间内外力F做功0.48J

分析 导体棒的速度作正弦规律变化，产生正弦式交变电流，由E=BLv得到感应电动势瞬时表达式，求出感应电动势最大值，由$E=\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$求解电压表的示数；根据功能关系求外力做的功．

解答 解：A、由乙图得：$v=3\sqrt{2}sin\frac{2π}{T}t=3\sqrt{2}sin\frac{2π}{0.2}t=3\sqrt{2}sin10πt$
导体棒产生的感应电动势瞬时表达式：$e=BLv=1×1×3\sqrt{2}sin10πt=3\sqrt{2}sin10πV$
感应电动势最大值为：${E}_{m}=3\sqrt{2}V$，所以有效值为：$E=\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}=\frac{3\sqrt{2}}{\sqrt{2}}V=3V$，
设原线圈的电压为U，副线圈的输出电压为U2，原线圈的电流为I，副线圈的输出电流为I2，
则对原线圈构成的回路由闭合电路欧姆定律有E=Ir+U，
由变压器的工作原理可知$\frac{U}{{U}_{2}}$=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$、$\frac{I}{{I}_{2}}$=$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$，
对副线圈构成的回路，由欧姆定律有U2=I2R，由以上式子可解得U=1V，故A错误；
B、交变电流每周期2次改变方向，每秒钟有5个周期，故每秒钟方向改变10次，故B错误；
C、根据$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}=\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$得副线圈两端电压为；${U}_{2}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}{U}_{1}$=$\frac{2}{1}×1$=2V
电阻R实际消耗的功率为$P=（\frac{U}{R+r}）^{2}•R$=$（\frac{2}{2+0}）^{2}×2$W=2W，故C错误；
D、根据功能关系得：在0-0.05s的时间内外力F做功为：
$W=\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}+（\frac{U}{R+r}）^{2}（（R+r）•t$=0.48J．故D正确；
故选：D．

点评 本题是电磁感应与变压器规律的综合，关键要掌握变压器的规律，知道交流电表测量有效值，求热量应用有效值．

练习册系列答案
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6．下列说法正确的是（　　）
A．海市蜃楼是由光的折射和全反射形成的
B．用光导纤维束传送图象信息，这是光折射的应用
C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
7．如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则初速度最大的是（　　）
A．小球aB．小球bC．小球cD．无法比较
4．如图所示，点电荷A、B均带负电，点C与A、B构成一等腰直角三角形，O为AB连线的中点，D为AB连线上的一点，已知C点的场强方向与A、B连线垂直，下列分析正确的是（　　）
A．O点的场强为0
B．C、D两点电势φC＜φD
C．D点的场强方向沿AO连线指向O
D．将一正电荷从C点移到O点，电荷的电势能增大
11．质量为m1的木板静止于水平桌面上，其一端与桌边对齐，木板上放一质量为m2的小瓶，小瓶与板此端相距l，桌面长为L，如图所示．现以水平恒力F作用于板上，将板从瓶下水平地抽出，为使小瓶不落地，力F至少应多大？（设各接触面间的摩擦因数均为μ．）
8．（1）测量电阻的方法很多．某同学用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约3千欧，电流表内阻约为1Ω．若该同学用图甲电路，Rx的测量值比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”）；若被测电阻Rx的值约为10Ω，应采用图甲（选“甲”或“乙”）的电路，误差会比较小．

（2）无论是用图甲或图乙测量，都不可避免地产生由电表内阻引起的测量误差，有一个研究性学习小组设计了以下的实验方案，用以避免电表内阻引起的系统误差．该方案是利用如图丙所示的电路进行测量，主要实验步骤如下：
第一步：将开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器RP1和RP2，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U1、I1．
①请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据：将开关S2接1，闭合开关S1，保持滑动变阻器Rp2不动，记录此时电压表和电流表的示数U2、I2．
②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式Rx=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}-\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$
③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差该实验中电流表的内阻所产生的影响在两次实验数据相减后被消除了．．
15．如图所示，与水平面夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等间距点B、C，即AB=BC=CD，D点距水平面高为h．小滑块以初速从A点出发，沿斜面向上运动．若斜面光滑，则滑块到达D位置时速度为零；若斜面AB部分与滑块有处处相同的摩擦，其余部分光滑，则滑块上滑到C位置时速度为零，然后下滑．已知重力加速度为g，则在AB有摩擦的情况下（　　）
A．从C位置返回到A位置的过程中，克服阻力做功为$\frac{2}{3}$mg•h
B．滑块从B位置返回到A位置的过程中，动能变化为零
C．滑块从C位置返回到B位置时的动能为$\frac{1}{3}$mg•h
D．滑块从B位置返回到A位置时的动能为$\frac{1}{3}$mg•h
12．某物体运动的速度图象如图所示．根据图象可知（　　）
A．0～2s内的加速度为4m/s2B．0～5s内的位移为14m
C．第1s末与第3s末的速度方向相反D．第1s末与第4.5s的加速度方向相反
13．物体作平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速，（取向下为正）随时间变化的图线是（　　）
A．B．C．D．

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