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(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，副線圈接有電阻值R=2Ω的電阻，與導(dǎo)軌接觸良好的電阻r=1Ω，質(zhì)量m=0.02kg的導(dǎo)體棒在外力F的作用下運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)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(shí)際消耗的功率為2W

D.在0﹣0.05s的時(shí)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(shí)間變化的周期為0.2s

瞬時(shí)速度v與t滿足關(guān)系式：

導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值

設(shè)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(guān)系得：

…③

由理想變壓器電流關(guān)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(cuò)誤；
B．交變電流每個(gè)周期電流方向改變2次，因?yàn)?/span>T=0.2s，所以每秒鐘有5個(gè)周期，故每秒鐘電流的方向改變10次，故B錯(cuò)誤；
C．電阻R實(shí)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(guān)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(cuò)誤；

故選C。