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    7．一个理想变压器原线圈输入功率为P0=1200W，原、副线圈匝数比为n1：n2=2：1，其副线圈两端接一内阻为r=4Ω的电动机，此电动机正以速度v=0.8m/s匀速向上提升质量为m=100kg的重力，已知重力加速度g=10m/s2，则变压器原线圈两端的电压为多大？

    分析 电动机的总功率的大小为电动机的机械功率加上电动机的发热功率的大小，根据变压器的输入功率和输出功率大小相等可以求得电动机的电压的大小即为副线圈的电压，再有电压和匝数成正比可以求得变压器初级线圈两端的电压．

    解答 解：电动机的输出功率即为对重物做功的机械功率的大小，即mgv，
    所以电动机的发热的功率为：P热=I22r=P0-mgv，
    所以副线圈的电流的大小为：I2=$\sqrt{\frac{{P}_{0}-mgv}{r}}$=$\sqrt{\frac{1200-100×10×0.8}{4}}$=10A，
    根据电流与匝数成反比可得原线圈的电流大小为：I1=$\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}{I}_{2}$=$\frac{1}{2}×10$=5A，
    由P0=U1I1可得：U1=$\frac{1200}{5}$=240V；
    答：则变压器原线圈两端的电压为240V．

    点评 电动机的总功率的大小一部分对外做功，另一部分转化为内能，根据电动机的这两部分消耗的功率可以求得副线圈的电流进而通过输入和输出的功率相等可以求得原线圈的电压的大小．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    3．某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直．
    （1）在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．
    （2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
    A．适当增加两导轨间的距离
    B．换一根更长的金属棒
    C．适当增大金属棒中的电流
    其中正确的是AC（填入正确选项前的标号）

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（　　）
    A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
    B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
    C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
    D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（　　）
    A．U2＞U1，U2降低B．U2＞U1，U2升高C．U2＜U1，U2降低D．U2＜U1，U2升高

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    2．（1）如图1所示，在斯特林循环的p-V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是①（选填“①”或“②”）．

    （2）如图1所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4J和20J．在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20J和12J．求气体完成一次循环对外界所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　）
    A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
    B．a、b线圈中感应电动势之比为9：1
    C．a、b线圈中感应电流之比为3：4
    D．a、b线圈中电功率之比为3：1

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    19．小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个0.05Ω的电阻．在导轨间长d=0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T．质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m．一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）．求
    （1）CD棒进入磁场时速度v的大小；
    （2）CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；
    （3）在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应．下列判断正确的是（　　）
    A．氢原子辐射出光子后，氢原子能量变小
    B．该金属的逸出功W=12.75eV
    C．用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出
    D．氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动
    E．氢原子处于n=1能级时，氢原子能量最大

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    8．某课外小组利用如图所示的装置研究合外力一定时，加速度与质量的关系．主要实验步骤如下：

    ①用天平测量并记录小桶（包括放在桶内的砝码）的质量m，滑块（包括加装在滑块两侧的铜片和固定在滑块上的加速度传感器）的质量M，每个钢片的质量；
    ②接通气泵，将滑块（不挂小桶）置于气垫导轨上，将固定在滑块上的加速度传感器调零，轻推滑块，观察滑块的运动．在滑块运动的大部分时间内，当加速度传感器的示数趋于0时，说明气垫导轨已经水平；
    ③挂上小桶和砝码，调整定滑轮的高度，使气垫导轨上方的细绳水平；
    ④将加速度传感器调零，在气垫导轨上合适位置释放滑块，记录加速度传感器的示数a；
    ⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M，重复步骤④…
    数据记录及处理如下：
    　实验次数　1　2　3　4　5　6
    小桶质量m（单位：kg）　0.105
    小桶重力mg（单位：N）　1.028
    滑块质量M（单位：kg）　0.3970.496　0.596　0.696　0.7960.896　
    $\frac{1}{M}$（单位：kg-1）　2.5192.016　1.678　1.437　1.256　1.116　
    $\frac{1}{M+m}$（单位：kg-1）　1.9921.664　1.427　1.248　1.110　0.999　
    滑块加速度的测量值a（单位：m/s2）　2.0141.702　1.460　1.268　1.110　1.004　
    滑块加速度的理论值a0（单位：m/s2）　2.0481.711　1.467　1.283　1.141　
    请回答下列问题：
    （1）实验步骤②中的横线上应填写趋于0；
    （2）上表中，滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的，其表达式是$\frac{mg}{M+m}$（用表中物理量的符号表示），最后一行的空格内的数据是1.027m/s2；
    （3）观察上表中最后两行，滑块加速度的理论值均大于其测量值，原因可能是受到阻力作用（写出一个原因即可）；
    （4）根据上表正确描点，绘制了下列四个图象，根据图象D（从A、B、C、D中至少选填一个）可得出结论：在实验误差范围内，当小桶的重力mg一定时，加速度与滑块、小桶组成的系统的质量成反比．

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