一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电 - 考试试题及答案解析 - 读趣百科
填空题

一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v_-s图象如图所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上.则(1)根据v_-s图象所提供的信息,斜面倾角θ=°,匀强磁场宽度d=m;(2)金属框从进入磁场到穿出磁场所用时间是s;(3)匀强磁场的磁感应强度为T.

填空题答案仅供参考

题目答案

300.50.250.5

答案解析

分析:

(1)根据v_-s图象求出加速度,根据牛顿第二定律求出斜面的倾角.磁场的宽度等于金属框的边长.

(2)从图中可以看出,金属框先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,再做匀加速直线运动,且磁场的宽度等于金属框的边长,根据匀速直线运动求出金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间.

(3)根据匀速直线运动时重力沿斜面方向的分力等于安培力求出磁感应强度.

解答:

解:(1)根据图象知,加速度a=$\frac {v}{2s}$=5m/s_

根据牛顿第二定律得,a=$\frac {mgsinθ}{m}$=gsinθ

所以sinθ=0.5,θ=30°.

由图象可知,磁场的宽度等于金属框的边长,d=L=0.5m.

答:斜面倾角θ=30°,匀强磁场宽度d为0.5m.

(2)金属框从进入磁场到穿出磁场过程中一直做匀速直线运动.

t=$\frac {x}{v}$=$\frac {1}{4}$s=0.25s

答:金属框从进入磁场到穿出磁场所用时间是0.25s.

(3)由图象可知,磁场的宽度等于金属框的边长,即d=L=0.5m

mgsinθ=$\frac {B_L_v}{R}$

B=0.5T

答:匀强磁场的磁感应强度B=0.5T.

点评:

解决本题的关键读懂图象,知道金属框先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,再做匀加速直线运动,且磁场的宽度等于金属框的边长.

举一反三
填空题

如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100匝、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.交流发电机产生的电动势的最大值为V;电路中交流电压表的示数V.

填空题答案仅供参考

题目答案

200127

答案解析

分析:

交流发电机产生电动势的最大值E_m=nBSω,根据Φ-t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS.从而求出感应电动势的最大值;交流电压表的示数为有效值,求出电动势的有效值,根据闭合电路欧姆定律求出电压表的示数.

解答:

解:交流发电机产生电动势的最大值

E_m=nBSω

而Φ_m=BS,ω=$\frac {2π}{T}$,

所以E_m=$\frac {2nπΦ_m}{T}$

由Φ-t图线可知:Φ_m=2.0×10_Wb,

T=6.28×10_s

所以E_m=200V.

电动势的有效值E=$\frac {$\sqrt {2}$}{2}$E_m=100$\sqrt {2}$V

由闭合电路的欧姆定律,电路小电流的有效值为I=$\frac {E}{R+r}$=$\sqrt {2}$A

交流电压表的示数为U=IR=90$\sqrt {2}$V=127V.

故答案为:200V,127V.

点评:

解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式E_m=nBSω,以及知道峰值与有效值的关系.

填空题

交变电压u=20sin50πt(V),加在阻值为10Ω的电阻两端,该交流的周期是s,电阻消耗的电功率是W.

填空题答案仅供参考

题目答案

0.0420

答案解析

分析:

根据电压瞬时值的表达式求解电压的最大值和周期,然后根据U=$\frac {U_m}{$\sqrt {2}$}$求解电压的有效值,最后根据P=$\frac {U}{R}$求解电功率.

解答:

解:交变电压u=20sin50πt(V),故最大电压为20V,角频率为50πrad/s;

周期为:T=$\frac {2π}{ω}$=$\frac {2π}{50π}$=0.04s

电压的有效值为:U=$\frac {U_m}{$\sqrt {2}$}$=$\frac {20}{$\sqrt {2}$}$=10$\sqrt {2}$V

故电功率为:P=$\frac {U}{R}$=$\frac {(10$\sqrt {2}$)}{10}$=20W

故答案为:0.04s,20W.

点评:

本题关键是要能够从电压的瞬时值表达式出发求解电压的最大值、周期、有效值、频率,基础题.

填空题

理想变压器原、副线圈的匝数比为1:15,当原线圈接在6V的蓄电池两端后,副线圈的输出电压为V.

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题目答案

0

答案解析

分析:

当变压器铁芯中的磁通量发生变化时,在副线圈中才能产生电动势,而变压器不能改变直流电压.

解答:

解:变压器的工作原理是互感现象,不能改变恒定电流的电压,所以在副线圈中没有电压,示数为零.

故答案为:0.

点评:

本题考查了变压器的变压原理,本题容易错误的根据变压比公式列式求,记住不能简单的套用公式.

填空题

一理想变压器,原线圈匝数n$_1$=550,接在电压220V的交流电源上,电源内阻忽略不计,当它对11只并联的“36V,60W”的灯泡供电时,灯泡正常发光,则副线圈的匝数n$_2$=,通过原线圈的电流I$_1$=A.

填空题答案仅供参考

题目答案

903

答案解析

分析:

对11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光.说明副线圈电压为36V,副线圈功率为11×60W=660W,根据电压与匝数成正比,可以求得副线圈的匝数,根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可以求得原线圈Ⅰ中的电流强度I$_1$.

解答:

解:(1)由11只并联的“36V,60w”的灯泡供电时,灯泡正常发光,可知:

U$_2$=36V;P$_2$=660W

根据$\frac {U$_1$}{U$_2$}$=$\frac {n$_1$}{n$_2$}$得:n$_2$=$\frac {U$_2$n$_1$}{U$_1$}$=$\frac {36×550}{220}$=90

(2)根据P=UI得:I$_1$=$\frac {P$_1$}{U$_1$}$=$\frac {P$_2$}{U$_1$}$=$\frac {660}{220}$A=3A

故答案为:90,3.

点评:

理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.输入电压决定输出电压,而输出功率决定输入功率.

填空题

某水利发电站采用高压输电将电能输送到华北地区,输送电路如图所示,升压、降压变压器均为理想变压器.输送的总电功率为P=4.5×10_kW.发电机输出的电压为U_0=18kV.输电电压为U=500kV.要使输电线上损耗的功率等于输电功率的5%.则:

(1)发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比为

(2)输电线路的总电阻R=Ω.

填空题答案仅供参考

题目答案

92502.8

答案解析

分析:

升压变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈电压值比;

根据输电线上的功率损失,结合输电线的电流求出输电线上损失的电压,即可求的输电线路上的电阻.

解答:

解:(1)根据   $\frac {U}{U}$=$\frac {n$_1$}{n$_2$}$得

$\frac {n$_1$}{n$_2$}$=$\frac {U}{U}$=$\frac {18000}{500000}$=$\frac {9}{250}$

(2)输入功率为  P=IU

输电线上损失功率为P_损=I_R

又 P_损=5% P

联立解得 R=2.8(Ω)

答:(1)发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比为9:250;

(2)输电线路的总电阻R为2.8Ω.

点评:

解决本题的关键知道:1、原副线圈电压之比与匝数之比的关系;2、升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压以及电压损失的关系.

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