Question

【题目】如图甲所示,匝数n1:n2=1:2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1m的光滑金属导轨相连,导轨电阻不计,处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,副线圈接阻值R=2Ω的电阻,与导轨接触良好的电阻r=1Ω、质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间接图乙所示(正弦图线)规律变化,则( )

A. 电压表的示数为V B. 电路中的电流方向每秒钟改变5次 C. 电阻R实际消耗的功率为0.125W D. 在的时间内外力F做功0.48J

Answer 1

【答案】D

【解析】试题分析：导体棒的速度作正弦规律变化，产生正弦式交变电流，由得到感应电动势瞬时表达式，求出感应电动势最大值，由求解；根据变压器的规律求出副线圈两端电压的有效值，由欧姆定律求解电流的有效值，即可得到两个电表的读数，并分析电表读数与频率的关系．根据焦耳定律求解电阻R上产生的热量

从图中可知T=0.2s，故， ，故电源电动势为，电动势的有效值为，设原线圈的电压为U，副线圈的输出电压为，原线圈的电流为I，副线圈的输出电流为，则对原线圈构成的回路由闭合电路欧姆定律有，由变压器的工作原理可知，对副线圈构成的回路，由欧姆定律有，由以上式子可解得U=1V，A错误；交变电流的频率为，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变10次，B错误；电阻R两端电压，副线圈电流，原线圈电流，所以电阻R实际消耗的功率，C错误；在时间内，电路产生的电热，根据能量守恒得，故，D正确．