题目内容
5．世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其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线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为l1和l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻，则火车（ ）
| A． | 在t1～t2时间内做匀加速直线运动 | |
| B． | 在t3～t4时间内做匀减速直线运动 | |
| C． | 在t1～t2时间内加速度大小为$\frac{{{u_2}-{u_1}}}{{nB{l_1}（{t_2}-{t_1}）}}$ | |
| D． | 在t3～t4时间内平均速度的大小为$\frac{{{u_3}+{u_4}}}{{2nB{l_1}}}$ |
分析 要判定火车的运动状态，可以找出感应电动势与速度的关系，进而确定速度和时间的关系，就可以知道火车的运动性质．加速度可以有A、B两顶中判定出的速度时间关系来确定．根据火车的运动情况，结合速度时间关系来求解平均速度．
解答 解：
A、由E=BLv可知，感应电动势与速度成正比，而在ab段的电压随时间均匀增大，因此可知在t1到t2这段时间内，火车的速度随时间也均匀增大，所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动．故A正确．
B、同理，在t3～t4时间内做匀加速直线运动．故B错误．
C、由图知t1时刻对应的速度为 v1=$\frac{{u}_{1}}{nB{l}_{1}}$，t2时刻对应的速度为v2=$\frac{{u}_{2}}{nB{l}_{1}}$，故这段时间内的加速度为：a=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{t}_{2}-{t}_{1}}$=$\frac{{{u_2}-{u_1}}}{{nB{l_1}（{t_2}-{t_1}）}}$，故C正确．
D、由图知t3时刻对应的速度为 v3=$\frac{{u}_{3}}{nB{l}_{1}}$，t4时刻对应的速度为v4=$\frac{{u}_{4}}{nB{l}_{1}}$，则这段时间内的平均速度为$\overline{v}$=$\frac{{v}_{3}+{v}_{4}}{2}$=$\frac{{{u_3}+{u_4}}}{{2nB{l_1}}}$，故D正确．
故选：ACD．
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．这是物理思维的训练．
练习册系列答案
相关题目
15．
某电场的电场线分布如图所示，在电场线上有a、b、c三点，且a、b间距等于b、c间距，则（ ）
某电场的电场线分布如图所示，在电场线上有a、b、c三点，且a、b间距等于b、c间距，则（ ）| A． | a点场强大于b点场强 | |
| B． | a点电势高于b点电势 | |
| C． | 电子在c点的电势能小于在a点的电势能 | |
| D． | a、b两点间的电势差小于b、c两点间的电势差 |
16．
如图所示，质量分别为m1和m2两个物体用两根轻质细线，分别悬挂在天花板上的A、B两点，两线与水平方向夹角分别为α、β且α＞β，两物体间的轻质弹簧恰好处于水平状态，两根绳子拉力分别为TA和TB，则下列说法中正确的是（ ）
如图所示，质量分别为m1和m2两个物体用两根轻质细线，分别悬挂在天花板上的A、B两点，两线与水平方向夹角分别为α、β且α＞β，两物体间的轻质弹簧恰好处于水平状态，两根绳子拉力分别为TA和TB，则下列说法中正确的是（ ）| A． | TA＞TB | B． | TA＜TB | C． | m1＞m2 | D． | m1＜m2 |
如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于棒运动速度v、外力F、流过R的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率$\frac{△Φ}{△t}$随时间变化的图象正确的是（ ）
某电压表的内阻在20-30kΩ之间，为了测量其内阻，实验室提供了下列可用的器材：
17．
如图所示，等腰直角三角体OCD由不同材料A、B拼接而成，P为两材料在CD边上的交点，且DP＞CP．现OD边水平放置，让小物块从静止由C滑到D；然后将OC边水平放置，再让 小物块从静止由D滑到C，小物块两次从顶点滑到P点的时间相同，且滑动过程中三角体与 地面均保持静止，则下列说法中正确的是（ ）
如图所示，等腰直角三角体OCD由不同材料A、B拼接而成，P为两材料在CD边上的交点，且DP＞CP．现OD边水平放置，让小物块从静止由C滑到D；然后将OC边水平放置，再让 小物块从静止由D滑到C，小物块两次从顶点滑到P点的时间相同，且滑动过程中三角体与 地面均保持静止，则下列说法中正确的是（ ）| A． | A、B两材料的动摩擦因数相同 | |
| B． | 两次滑动中物块到达P点速率相等 | |
| C． | 两次滑动中物块到达底端速率相等 | |
| D． | 两次滑动中物块到达底端摩擦生热不相等 |
14．在粗糙绝缘的水平面上固定一个带电量为Q的正电荷，已知点电荷周围电场的电势可表示为φ=k$\frac{Q}{r}$，式中k为静电常量，Q为场源电荷的带电量，r为距场源电荷的距离．现有一质量为m，电荷量为q带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因数为μ2，K$\frac{Qq}{{{X}_{1}}^{2}}$＞μmg，则（ ）
| A． | 滑块与带电量为Q的正电荷距离为x时，滑块电势能为$\frac{kqQ}{x}$ | |
| B． | 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处，滑块最后将停在距离场源点电荷$\frac{kqQ}{?mg{x}_{1}}$处 | |
| C． | 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处，当滑块运动到距离场源点电荷x3处的加速度为$\frac{kqQ}{m{x}_{1}{x}_{3}-μg}$ | |
| D． | 若将滑块无初速地放在距离场源点电荷x1处，当滑块运动到距离场源点电荷x3处的速度为V=$\sqrt{（\frac{2qkQ}{m{x}_{1}{x}_{3}}-2μg）（{x}_{3}-{x}_{1}）}$ |
15．
如图所示，空间虚线框内有匀强电场，AA′，BB′，CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为1cm，其中BB′为零电势能面．一质量为m、带电織为+q的粒子沿AA'方向以初速度v0自图中的P点进入电场，刚好从C′点离开电场．已知PA′=2cm粒子的重力忽略不计．倾说法中正确的是（ ）
如图所示，空间虚线框内有匀强电场，AA′，BB′，CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为1cm，其中BB′为零电势能面．一质量为m、带电織为+q的粒子沿AA'方向以初速度v0自图中的P点进入电场，刚好从C′点离开电场．已知PA′=2cm粒子的重力忽略不计．倾说法中正确的是（ ）| A． | 该粒子在P点时的电势能是2mv02 | |
| B． | 该粒子到达C′点时的速度是$\sqrt{2}$v0 | |
| C． | 该粒子到达C′点时的电势能是mv02 | |
| D． | 该粒子通过等势面BB′时的动能是1.5mv02 |