2017-2018学年高中物理综合检测A新人教版选修3-2

(1)发电机的输出电压； (2)变压器原、副线圈的匝数比；

(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数. 答案 (1)1 100 V (2)5∶1 (3)20 A

解析 (1)感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝2πnBSf＝2π×220×1002 V

发电机的输出电压U1＝

2

×0.05×50 V＝1 π

Em

2

＝1 100 V.

(2)变压器原、副线圈的匝数比为＝＝

n1U11 100 V5

＝.

n2U2220 V1

3

2P2×11×10

(3)由P＝UI得副线圈的总电流为I2＝＝ A＝100 A，

U2220

I1n2n21

由＝得I1＝I2＝×100 A＝20 A. I2n1n15

16.(14分)如图15甲所示，两根光滑固定导轨相距0.4 m竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q两点用两根等长的细导线悬挂金属棒cd.棒cd的质量为0.01 kg，长为0.2 m，处于磁感应强度为B0＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里.相距0.2 m的水平虚线MN和JK之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示.在t＝0时刻，质量为0.02 kg、阻值为0.3 Ω的金属棒ab从虚线

MN上方0.2 m高度处，由静止开放释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在t2时刻从下边界JK离开磁

场，g取10 m/s.求：

2

图15

(1)在0～t1时间内，电路中感应电动势的大小； (2)在t1～t2时间内，棒cd受到细导线的总拉力为多大； (3)棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热. 答案 (1)0.2 V (2)0.2 N (3)0.015 J

解析 (1)对棒ab自由下落过程，有t1＝

2hg＝0.2 s

ΔB0.5

磁感应强度的变化率为＝ T/s＝2.5 T/s

Δt0.2

ΔΦΔB由法拉第电磁感应定律得，0～t1时间内感应电动势E1＝＝Labh

ΔtΔt联立以上各式并代入数据可得E1＝0.2 V (2)由棒ab匀速进入磁场区域可知BI2Lab＝mabg 代入数据，可解得I2＝1 A

在t1～t2时间内，对棒cd受力分析，可得FT＝mcdg＋B0I2Lcd，代入数据，可解得FT＝0.2 N (3)棒ab刚进入磁场时的速度为v＝gt1＝2 m/s 棒ab刚进入磁场时的感应电动势为E2＝BLabv＝0.4 V 则Rcd＝－Rab＝0.1 Ω

在0～t1时间内，感应电流为I1＝

E2I2

E1

Rab＋Rcd＝0.5 A

2

2

棒cd在0～t2时间内产生的焦耳热Qcd＝Q1＋Q2＝I1 Rcdt1＋I2 Rcd＝0.015 J.

hv