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2023年北京市通州區(qū)潞河中學(xué)高考物理三模試卷
>
試題詳情
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”,在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
?
(1)電動汽車具有零排放、噪聲低、低速階段提速快等優(yōu)點。電動機(jī)是電動汽車的核心動力部件,其原理可以簡化為如圖甲所示的裝置:無限長平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L,導(dǎo)軌平面水平,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計。垂直于導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN,導(dǎo)體棒在兩導(dǎo)軌之間的電阻為R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計。導(dǎo)軌平面與勻強(qiáng)磁場垂直,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)體棒運動過程中,始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒由靜止開始運動,運動過程中切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢,該電動勢總要削弱電源電動勢的作用,我們把這個電動勢稱為反電動勢E
反
,此時閉合回路的電流大小可用
I
=
E
-
E
反
R
來計算。
a.在圖乙中定性畫出導(dǎo)體棒運動的v-t圖像,并通過公式推導(dǎo)分析說明電動汽車低速比高速行駛階段提速更快的原因;
b.電動汽車行駛過程中會受到阻力作用,阻力f與車速v的關(guān)系可認(rèn)為f=kv
2
,其中k為未知常數(shù)。某品牌電動汽車的電動機(jī)最大輸出功率P
m
=180kW,最高車速v
m
=180km/h,車載電池最大輸出電能A=60kW?h。若該車以速度v=60km/h在平直公路上勻速行駛時,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的總轉(zhuǎn)化率為90%,求該電動汽車在此條件下的最大行駛里程s。
(2)均勻變化的磁場會在空間激發(fā)感生電場,該電場為渦旋電場,其電場線是一系列同心圓,單個圓上的電場強(qiáng)度大小處處相等,如圖丙所示。在某均勻變化的磁場中,將一個半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場線位置處。從圓環(huán)的兩端點a、b引出兩根導(dǎo)線,與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計的電流表串接起來,如圖丁所示。金屬圓環(huán)的電阻為R
0
,圓環(huán)兩端點a、b間的距離可忽略不計,除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場外。此時金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場力F即為非靜電力。若電路中電流表顯示的示數(shù)為I,電子的電荷量為e,
求:
a.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場力F的大?。?br />b.分析說明在感生電場中能否像靜電場一樣建立“電勢”的概念。
【考點】
導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
;
感生電場和感生電動勢
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/26 11:36:51
組卷:61
引用:1
難度:0.4
相似題
1.
在圖中,MN和PQ是兩根豎直放置的相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌,已知導(dǎo)軌足夠長,在軌道上端P、M之間接有一電阻R,ab是一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻均可忽略不計。且始終與導(dǎo)軌接觸良好開始時,將電鍵S斷開,讓ab由靜止開始下滑,經(jīng)過一段時間后,再將S閉合。若從S閉合開始計時,則金屬桿ab的速度隨時間t的變化情況可能是圖中的(已知在整個運動過程中,金屬桿ab始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好)( ?。?/h2>
A.
B.
C.
D.
發(fā)布:2024/10/28 5:0:1
組卷:281
引用:5
難度:0.6
解析
2.
如圖所示,U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上,ab和dc邊平行且足夠長,間距為L,整個金屬框電阻可忽略且置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一根長度也為L、電阻為R的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上,用大小為F的水平恒力向右拉動金屬框,運動過程中,MN與金屬框保持良好接觸且固定不動,則金屬框最終的速度大小為( ?。?/h2>
A.0
B.
FR
BL
C.
FR
B
2
L
2
D.
B
2
L
2
FR
發(fā)布:2024/10/28 1:0:1
組卷:233
引用:3
難度:0.7
解析
3.
如圖,水平面內(nèi)固定有兩根平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為l,電阻不計。整個裝置處于兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的豎直勻強(qiáng)磁場中,虛線為兩磁場的分界線,質(zhì)量均為m的兩根相同導(dǎo)體棒MN、PQ靜置于圖示的導(dǎo)軌上(兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好)?,F(xiàn)使MN棒獲得一個大小為v
0
、方向水平向左的初速度,則在此后的整個運動過程中( )
A.兩棒受到的安培力沖量大小相等,方向相反
B.兩棒最終的速度大小均為
v
0
3
C.MN棒產(chǎn)生的焦耳熱為
m
v
2
0
4
D.通過PQ棒某一橫截面的電荷量為
m
v
0
2
B
l
發(fā)布:2024/10/28 6:30:2
組卷:511
引用:2
難度:0.6
解析
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