D.
【答案】D
【解析】电阻R的U-I线与两电源的U-I图像的交点为电阻的工作点,由图像可知,C与A交点的横纵坐标的乘积较大,则电源的输出功率较大,选项A错误.由图像可知由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,A电源的内阻r较大,电源的效率.由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,B电源的内阻r较小,R接到B电源上,电源的效率较大,故B错误.由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,图象与U轴的交点表示电动势,则A的电动势较大,图象的斜率表示内阻,则B电源的内阻r较小,A电源的内阻r较大.故C错误;由图可知,两电源的短路电流相等,根据I短=可知,,变形可得:
,故B正确;故选D.
点睛:
解题时要知道电源的U-I图象斜率大小等于电源的内阻,电源的效率也等于外电阻与电路总电阻之比.
6.如图1所示,矩形线圈abcd位于匀强磁场中,磁场方向垂直线圈所在平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示.以图1中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向,以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向,则选项图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】试题分析:
在0—1s内,原磁场均匀增加,故线圈中产生的磁场方向向外,由右手定则可知,感应电流的方向为逆时针,与标定的电流方向相反,故感应电流为负的,且不变,故BD错误;在1s—2s的时间内,原磁场不变,故感应电流为0,在2s—3s的时间内,原磁场减小,故感应电流为正值,又因为在这个时间内的原磁场的变化率较大,是0—1s变化的2倍,故产生的感应电流也是原来的2倍,故选项A错误,C正确。
考点:
法拉第电磁感应定律。
【名师点晴】在2s—3s的时间内,可分为两个过程,一是原磁场方向向里减小,故线圈中感应电流的磁场是向里的,二是原磁场方向向外增加,故线圈中的感应电流的磁场也是向里的,故在2s—3s这段时间内的感应电流是一个方向,且磁场均匀变化,故电流的大小不变。
7.如图甲所示,n=15匝的圆形线圈M,其电阻为1Ω,它的两端点a、b与阻值为2Ω的定值电阻R相连,穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示.则()
A.线圈中感应电流是顺时针方向
B.线圈中感应电动势力大小1.5V
C.电路中电流是1.0A
D.电阻R的热功率是3.0W
【答案】C
【解析】由Φ-t图象知,穿过M的磁通量均匀增加,根据楞次定律可知线圈中感应电流是逆时针方向,由法拉第电磁感应定律得:
,选项B错误;由闭合电路欧姆定律得:
,选项C正确;电阻R的热功率是,选项D错误;故选C.
8.如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m,电源的电动势为E=3V,内阻r=0.1Ω,限流电阻R0=4.9Ω,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5V,则()
A.由上往下看,液体做顺时针旋转
B.液体所受的安培力大小为1.5N
C.闭合开关后,液体热功率为0.81W
D.闭合开关10s,液体具有的动能是3.69J
【答案】D
【解析】A、由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转,A正确;
B、电压表的示数为1.5V,则根据闭合电路的欧姆定律:
,所以电路中的电流值:
,液体所受的安培力大小为:
,B错误;
C、玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为,则液体热功率为;,C错误;
D、10s末液体的动能等于安培力对液体做的功,通过玻璃皿的电流的功率:
,所以闭合开关10s,液体具有的动能是:
,D正确;
故选AD。
9.如图所示,均匀金属圆环的总电阻为4R,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过圆环.金属杆OM的长为,阻值为R,M端与环接触良好,绕过圆心O的转轴以恒定的角速度ω顺时针转动.阻值为R的电阻一端用导线和环上的A点连接,另一端和金属杆的转轴O处的端点相连接。
下列判断正确的是()
A.OM两点间电势差绝对值的最大值为
B.金属杆OM旋转产生的感应电动势恒为
C.通过电阻R的电流的最小值为,方向从Q到P
D.通过电阻R的电流的最大值为,且P、Q两点电势满足
【答案】B
【解析】M端线速度为v=ωl,OM转动切割磁感线产生的电动势为E=Bl∙=BL2ω,B正确;当M端位于最上端时,圆环两部分电阻相等,并联电阻最大,电流最小,R并=×2R=R,通过电阻R的电流的最小值为Imin=,根据右手定则可得电流方向从Q到P,此时OM两点间电势差绝对值的最大值为,AC错误;当M位于最下端时圆环被接入的电阻为0,此时有最大电流Imax=,根据右手定则可得电流方向从Q到P,P、Q两点电势满足φP<φQ,D错误;故选B.
点睛:
本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律;对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种:
一是导体平动切割产生的感应电动势,可以根据E=BLv来计算;二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势,可以根据E=Bl2ω来计算.
10.光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=0.20m 的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m=60g、电阻R=1Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计(sin53°=0.8,g=10m/s2),则( )
A.磁场方向一定竖直向下
B.电源电动势E=3.0V
C.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3N
D.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048J
【答案】AB
【解析】试题分析:
棒在安培力的作用,获得动能,根据左手定则分析磁场的方向.根据动能定理和安培力公式、欧姆定律结合求电源的电动势,并求出安培力F的大小.由能量守恒求解电源提供的电能.
解:
A、当开关S闭合时,导体棒向右摆动,说明其所受安培力水平向右,由左手定则可知,磁场方向竖直向下,故A正确;
BC、设电路中电流为I,电源的电动势为E,则
根据动能定理得:
mgL(1﹣cos53°)=FLsin53°,解得安培力F=0.3N
由F=BIL=BL,得E=3V,故B正确,C错误.
D、导体棒在摆动过程中电源提供的电能为E=mgL(1﹣cos53°)=0.06×10×0.2×0.4J=0.048J,但是还有焦耳热,故D错误.
故选:
AB.
【点评】本题是通电导体在磁场中运动问题,知道运用左手定则判断安培力与磁场的关系,运用动能定理和能量守恒定律分析能量问题.
11.用绝缘细线悬挂一个质量为m,带电荷量为+q的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中.由于磁场的运动,小球静止在如图位置,这时悬线与竖直方向夹角为α,悬线处于伸直状态,则磁场的运动速度和方向可能是( )
A.,水平向左
B.,水平向下
C.,竖直向上
D.,水平向右
【答案】AC
【解析】若磁场的运动方向水平向左,则小球相对磁场水平向右,由左手定则可知,洛伦兹力方向竖直向上,当洛伦兹力等于重力,处于平衡状态,则有:
Bqv=mg,解得:
,故A正确;若磁场的运动方向竖直向下,则小球相对磁场竖直向上,由左手定则可知,洛伦兹力方向水平向左,则不可能处于平衡状态.故B错误;若磁场的运动方向竖直向上,则小球相对磁场竖直向下,由左手定则可知,洛伦兹力方向水平向右,当洛