Question

【題目】如圖甲所示，匝數(shù)n1：n2=1：2的理想變壓器原線圈與水平放置的間距L=1m的光滑金屬導軌相連，導軌電阻不計，處于豎直向下、磁感應強度為B=1T的勻強磁場中，副線圈接有電阻值R=2Ω的電阻，與導軌接觸良好的電阻r=1Ω，質(zhì)量m=0.02kg的導體棒在外力F的作用下運動，其速度隨時間如圖乙所示（正弦圖線）規(guī)律變化，則（ ）

A.電壓表的示數(shù)為3V

B.電路中的電流方向每秒鐘改變5次

C.電阻R實際消耗的功率為2W

D.在0﹣0.05s的時間內(nèi)克服安培力做功0.48J

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．由圖乙可知，速度v隨時間變化的周期為0.2s

瞬時速度v與t滿足關系式：

導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢

則感應電動勢的有效值

設原、副線圈兩端電壓分別為U1、U2，原、副線圈中的電流分別為I1、I2
由閉合電路歐姆定律可得：

U1=E-I1r…①

由歐姆定律可得：

U2=I2R…②

由理想變壓器電壓關系得：

…③

由理想變壓器電流關系得：

…④

由①②③④解得：

I1=2A

I2=1A

將I1=2A代入①式得U1=1V，即電壓表的示數(shù)為1V；故A錯誤；
B．交變電流每個周期電流方向改變2次，因為T=0.2s，所以每秒鐘有5個周期，故每秒鐘電流的方向改變10次，故B錯誤；
C．電阻R實際消耗的功率

P=I22R

代入數(shù)據(jù)得

P=2W，故C正確；

D．根據(jù)功能關系可得：在0-0.05s內(nèi)克服安培力所做功在數(shù)值上等于電路中產(chǎn)生的電熱

Q=EI1t=0.30J

故D錯誤；

故選C。