内容正文:
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$$1、 选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
B
D
C
D
C
C
B
BC
AB
BD
AC
二、实验题(6分+8分)
13.答案 连接电路如图所示 左偏(3分)
(3分)
14. (1)答案:正(2分)
(2)答案:K极发射光电子,电路中产生电流,经放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯M被磁化,将衔铁N吸住;无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M(4分)
(3)答案:BD(2分)
三、计算题
15. (8分)
16.(8分)
解析 (1)“当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度”,达到稳定速度时,有FA=B0IL,将三维图转化为二维图,受力分析可知mgsinθ=FA+μmgcosθ,代入数据,解得I=0.2 A
(2)E=B0Lv,I=,解得v== m/s=2 m/s
答案 (1)0.2 A (2)2 m/s
17.(10分)
18.(12分)
(1)感应电动势为E=BLv,导轨做初速为零的匀加速运动,v=at,E=BLat,s=at2/2,感应电流的表达式为I=BLv/R总=BLat/(R+2R0at2/2)=BLat/(R+R0at2),
(2)导轨受安培力FA=BIL=B2L2at/(R+R0at2),摩擦力为Ff=FN=(mg+BIL)=[mg+B2L2at/(R+R0at2)],由牛顿定律F-FA-Ff=Ma,F=Ma+FA+Ff=Ma+mg+(1+)B2L2at/(R+R0at2),上式中当R/t=R0at即t=时外力F取最大值,F max=Ma+mg+(1+)B2L2,
(3)设此过程中导轨运动距离为s,由动能定理W合=Ek,摩擦力为Ff=(mg+FA),摩擦力做功为W=mgs+WA=mgs+Q,s=,Ek=Mas=(W-Q),
(2)由能量关系,知U1I1=U2I2.即
3 300×I1=220×5
解得I1=eq \f(1,3) A,其中L1的电阻
R1=eq \f(U2,I2)=eq \f(220,5) Ω=44 Ω
(3)由能量关系,知U1I′1=eq \f(U\o\al(2,2),\f(R1,2)),所以I′1=eq \f(2U\o\al(2,2),U1R1)=eq \f(2×2202,3 300×44) A=eq \f(2,3) A
【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律E=neq \f(ΔΦ,Δt),知eq \f(E,n)=eq \f(ΔΦ,Δt),本题原、副线圈对应eq \f(ΔΦ,Δt)相同.故有eq \f(U1,n1)=eq \f(U,1),即eq \f(3 300 V,n1)=eq \f(2 V,1),解得n1=1 650匝.
【解析】 (1)根据角速度与转速的关系,得
ω=2πn=100π rad/s
感应电动势的最大值为Em=NBSω=100×0.05×0.5×0.3×100π V=75π V≈235.5 V
(2)根据闭合电路欧姆定律,得电流的最大值
Im=eq \f(Em,R+r)=eq \f(75π,5)=15π≈47.1 A
感应电流的瞬时表达式为i=Imcosωt
所以电流的瞬时表达式为
i=15πcos(100πt) A=47.1cos(100πt) A
$$