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如图所示,面积为,内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂直于磁场的轴匀速转动,...

如图所示,面积为,内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂直于磁场的轴匀速转动,转动的角速度为100rad/s,匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连,触头P可移动,副线圈所接电阻R=100Ω,电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时,下列说法正确的是

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A. 线圈中感应电动势的表达式为

B. P上移时,电流表示数增大

C. t=0时刻,电压表示数为100

D. 当原副线圈匝数比为12时,电阻上消耗的功率为400W

 

BD 【解析】矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动,产生的交流电的最大值为: ,线圈中感应电动势的表达式为e=100cos(100t)V,故A错误;P上移时,原线圈的匝数减小,则导致副线圈电压增大,那么副线圈电流也增大,则原线圈的电流会增大,故B正确;由于最大值为有效值的倍,所以交流电的有效值为U=100V,当t=0时,电压表示数为100V,故C错误;当原、副线圈匝数比为1:2时,次级电压有效值为200V, 电阻上消耗的功率为,故D正确; 故选BD.
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考点分析:
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如图所示,为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后(  )

A. A1示数变大,A1A2示数的比值不变

B. A1示数变大,A1A2示数的比值变大

C. V2示数变小,V1V2示数的比值变大

D. V2示数不变,V1V2示数的比值不变

 

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理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端.已知三个灯泡均正常发光.该变压器原、副线圈的匝数之比为

A. 1 : 2    B. 2 : 1    C. 2 : 3    D. 3 : 2

 

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关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是( )

A. 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变

B. 穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等

C. 穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势

D. 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈

 

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两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,相距为L,其电阻不计。长度为L、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。

如图1所示,若在轨道端点M、P之间接有阻值为R的电阻,则导体棒最终以速度v1沿轨道向下匀速运动;如图2所示,若在轨道端点M、P之间接有电动势为E,内阻为R的直流电源,则导体棒ab最终以某一速度沿轨道向上匀速运动

(1)求图1导体棒ab最终匀速运动时电流的大小和方向以及导体棒ab两端的电势差

(2)求图2导体棒ab最终沿轨道向上匀速运动的速度v2

(3)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图1导体棒ab最终匀速运动为例,通过计算分析说明。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷如图3所示

 

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动能定理描述了力对物体作用在空间上累积的效果,动量定理则描述了力对物体作用在时间上累积的效果,二者是力学中的重要规律。

(1)如图所示,一个质量为m的物体,初速度为v0,在水平合外力F(恒力)的作用下,运动一段距离x后,速度变为vt。请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动能定理,并写出动能定理表达式中等号两边物理量的物理意义。

(2)在一些公共场合有时可以看到,“气功师”平躺在水平地面上,其腹部上平放着一块大石板,有人用铁锤猛击大石板,石板裂开而人没有受伤。现用下述模型分析探究。

若大石板质量为M=80kg,铁锤质量为m=5kg。铁锤从h1=1.8m高处由静止落下,打在石板上反弹,当反弹达到最大高度h2=0.05m时被拿开。铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s。由于缓冲,石板与“气功师”腹部的作用时间较长,约为t2=0.5s,取重力加速度g=10m/s2。请利用动量定理分析说明石板裂开而人没有受伤的原因。

 

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