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1.(2019·江苏卷·3)如图1所示的电路中,电阻R=2 Ω.断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为( )
图1
A.1 Ω
B.2 Ω
C.3 Ω
D.4 Ω
答案 A
解析 当断开S时,电压表的读数等于电源的电动势,即E=3 V;当闭合S时,有U=IR,又由闭合电路欧姆定律可知,I=,联立解得r=1 Ω,A正确,B、C、D错误.
2.(2019·江苏卷·1)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V,输出电压( )
A.降低2 V B.增加2 V
C.降低200 V D.增加200 V
答案 D
解析 假设理想变压器原线圈的输入电压为U1,则由变压器的工作原理可知=,变压器副线圈的输出电压为U2=10U1;当输入电压增加20 V时,即输入电压为U1+20 V,则变压器的输出电压为U2′=10U1+10×20 V,则输出电压的变化量为ΔU=U2′-U2=10U1+200 V-10U1=200 V,即输出电压增加200 V,A、B、C错误,D正确.
3.(2019·江苏卷·14)如图2所示,匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的面积S=0.3 m2、电阻R=0.6 Ω,磁场的磁感应强度B=0.2 T.现同时向两侧拉动线圈,线圈的两边在Δt=0.5 s时间内合到一起.求线圈在上述过程中
图2
(1)感应电动势的平均值E;
(2)感应电流的平均值I,并在图中标出电流方向;
(3)通过导线横截面的电荷量q.
答案 (1)0.12 V (2)0.2 A 电流方向见解析图 (3)0.1 C
解析 (1)感应电动势的平均值E=
磁通量的变化ΔФ=BΔS
联立可得E=,代入数据得E=0.12 V;
(2)平均电流I=
代入数据得I=0.2 A(电流方向见图);
(3)电荷量q=IΔt
代入数据得q=0.1 C
4.(多选)(2018·江苏卷·9)如图3所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆( )
图3
A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C.穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
答案 BC
解析 穿过磁场Ⅰ后,金属杆在磁场之间做加速运动,在磁场Ⅱ上边缘速度大于从磁场Ⅰ出来时的速度,即进入磁场Ⅰ时速度等于进入磁场Ⅱ时速度,大于从磁场Ⅰ出来时的速度.金属杆在磁场Ⅰ中做减速运动,加速度方向向上,A错.
金属杆在磁场Ⅰ中做减速运动,由牛顿第二定律知
ma=BIL-mg=-mg,
a随着减速过程逐渐变小,即在前一段做加速度减小的减速运动;
在磁场之间做加速度为g的匀加速直线运动,两个过程位移大小相等,由v-t图象(可能图象如图所示)可以看出前一段用时多于后一段用时,B对.
由于进入两磁场时速度相等,由动能定理知,
mg·2d-W安1=0,
W安1=2mgd.
即通过磁场Ⅰ产生的热量为2mgd,故穿过两磁场产生的总热量为4mgd,C对.
设刚进入磁场Ⅰ时速度为v,则由机械能守恒定律知
mgh=mv2,①
进入磁场时ma=BIL-mg=-mg,
解得v=,②
由①②式得h=>,D错.
1.恒定电流
(1)闭合电路中的电压、电流关系:E=U外+U内,I=,U=E-Ir.
(2)闭合电路中的功率关系:P总=EI,P内=I2r,P出=IU=I2R=P总-P内.
(3)直流电路中的能量关系:电功W=qU=UIt,电热Q=I2Rt.纯电阻电路中W=Q,非纯电阻电路中W>Q.
2.交变电流
(1)交变电流的“四值”
①最大值:为Um、Im,即交变电流的峰值.
②瞬时值:反映交变电流每一个瞬间的值,如e=Emsin ωt.
③有效值:正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系为E=、U=、I=;非正弦式交变电流的有效值必须根据电流的热效应,用等效的思想来求解.计算交变电流的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值.
④平均值:反映交变电流的某物理量在t时间内的平均大小,如平均电动势E=n.
(2)理想变压器的基本关系式
①功率关系:P入=P出;
②电压关系:=;
③电流关系:=.
(3)远距离输电常用关系式(如图4所示)
图4
①功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3.
②电压损失:U损=I2R线=U2-U3.
③输电导线中电流:I线===.
④输电导线上损耗的电功率:P损=I线U损=I线2R线=()2R线.
3.感应电动势的几种表达式
(1)穿过回路的磁