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【分析】由题,根据c位置的质点比a位置的晚0.5s起振,确定出该波的周期及波的传播方向,作出1.25s前的波形图象,即t=0时刻的波形,逐项分析t=0时刻各个区间质点的状态,选择与图2相符的选项.
【解答】解:由图2知,t=0时刻质点处于平衡位置上方,且向上振动.
由题,c位置的质点比a位置的晚0.5s起振,则知该波的周期为T=1s,波的传播方向为向右,则t=1.25s=1T,作出1.25s前的波形图象,即t=0时刻的波形图象如图所示(红线),则位于平衡位置上方且振动方向向上的质点位于区间为de间,即有d<x<e. 故选D
【点评】本题的解题技巧是画出t=0时刻的波形,考查分析和理解波动图象和振动图象联系的能力.
5.如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab,导轨的一端连接电阻R,其它电阻均不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下,金属棒ab在水平恒力F作用下由静止开始向右运动,则下列说法错误的是( )
A.随着ab运动速度的增大,其加速度在减小 B.外力F对ab做的功等于电路中产生的电能
C.当ab做匀速运动时,外力F做功的功率等于电路中的电功率 D.ab克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化. 【专题】电磁感应——功能问题.
【分析】在水平方向,金属棒受到拉力F和安培力作用,安培力随速度增大而增大,根据牛顿定律分析加速度的变化情况.根据功能关系分析电能与功的关系. 【解答】解:A、金属棒所受的安培力F安=BIL=
,则a=
=﹣
,随速
度v增大,安培力增大,则加速度减小.故A正确.
B、根据能量守恒得,外力F对ab做的功等于电路中产生的电能以及ab棒的动能之和,故B错误.
C、当ab棒匀速运动时,外力做的功全部转化为电路中的电能,则外力F做功的功率等于电路中的电功率.故C正确.
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D、根据功能关系知,克服安培力做的功等于电路中产生的电能.故D正确. 本题选错误的,故:B. 【点评】电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功;在解题时要注意体会功能关系及能量转化与守恒关系.
6.如图所示为一交流电压随时间变化的图象.每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定.根据图中数据可得,此交流电压的有效值为( )
A.7.5V B.8V C. V D. V
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【专题】交流电专题.
【分析】正弦式电流给灯泡供电,电压表显示是电源电压的有效值,要求电路中灯泡的电流或功率等,均要用正弦式电流的有效值.而求有效值方法:是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等,则恒定电流的值就是交流电的有效值. 【解答】解:如图所示,它不是正弦式电流,因此有效值不是等于最大值除以根号2 取一个周期进行分段,在0﹣1s 是正弦式电流,则电压的有效值等于3. 在1s﹣3s是恒定电流,则有效值等于9V. 则在0﹣3s内,产生的热量U=2 故选:C
【点评】正弦式交流电时,当时间轴上方与下方的图象不一样时,也是分段:前半周期时间的正弦式有效值等于最大值除以根号2,后半周期时间内的正弦式有效值等于最大值除以根号2.然后再求出一个周期内的有效值.
7.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里为正,如图1所示,磁感应强度B随t的变化规律如图2所示.以I表示线圈中的感应电流,以图1中线圈上箭头所示方向的电流为负,则以下的T﹣t图中正确的是( )
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A. B. C.
D.
【考点】法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律. 【专题】电磁感应与图像结合.
【分析】由图2可知磁感应强度的变化,则可知线圈中磁通量的变化,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况,由楞次定律可得感应电流的方向,二者结合可得出正确的图象. 【解答】解:感应定律和欧姆定律得I==
=
,所以线圈中的感应电流决定于磁感
应强度B随t的变化率.由图2可知,0~1s时间内,B增大,Φ增大,感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外),由右手定则感应电流是逆时针的,因而是正值.所以可判断0~1为正的恒值;1~2为负的恒值;2~3为零;3~4为正的恒值;4~5为零;5~6为负的恒值. 故选:B.
【点评】此类问题不必非要求得电动势的大小,应根据楞次定律判断电路中电流的方向,结合电动势的变化情况即可得出正确结果.
8.一列简谐横波沿直线由A向B传播,A、B相距0.45m,如图是A处质点的振动图象.当A处质点运动到波峰位置时,B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动,这列波的波速可能是( )
A.4.5m/s B.3.0m/s C.1.5m/s D.0.9m/s 【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象.
【分析】由振动图象读出周期.根据A质点和B质点的状态,分析状态与位置关系,找出波长的通项,求出波速的通项,进而确定特殊值.
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【解答】解:由图T=0.4s 且根据题意由AB间的最简波形图得到:AB两点间距离与波长的关系式:0.45m=(n+)λ, 得:λ=
m,(n=0,1,2,…)
再由图形知周期T=0.4s,得出波速公式为: v=
=
=
m/s,(n=0,1,2,…)
当n=0时,v=当n=1时,v=
m/s=4.5m/s, m/s=0.9m/s,
由于n只能取整数,v不可能等于3m/s和1.5m/s,故AD正确,BC错误;
故选:AD 【点评】本题关键要有运用数学知识解决物理问题的能力和分析波动形成过程的能力,要能根据两个质点的状态,抓住周期性得到波长的通项.
9.如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光,则( )
A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗 C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗 【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用. 【专题】交流电专题.
【分析】电感总是阻碍电流的变化.线圈中的电流增大时,产生自感电流的方向与原电流的方向相反,抑制增大;线圈中的电流减小时,产生自感电流的方向跟原电流的方向相同,抑制减小,并与灯泡D构成电路回路.
【解答】解:A、在电路甲中,断开S,由于线圈阻碍电流变小,导致D将逐渐变暗.故A正确;
B、在电路甲中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比电阻的电流小,当断开S,D将不会变得更亮,但会渐渐变暗.故B错误;
C、在电路乙中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S时,由于线圈阻碍电流变小,导致D将变得更亮,然后逐渐变暗.故C错误;
D、在电路乙中,由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,所以通过灯泡的电流比线圈的电流小,断开S时,由于线圈阻碍电流变小,导致D将变得更亮,然后逐渐变暗.故D正确;
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