如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面, A 、 C 是同一等势面上的两点, B 是另一等势面上的一点。下列说法正确的是( )
A .导体内部的场强左端大于右端 B . A 、 C 两点的电势均低于 B 点的电势
C . B 点的电场强度大于 A 点的电场强度 D .正电荷从 A 点沿虚线移到 B 点的过程中电场力做正功,电势能减小
D
【详解】
A .带电导体处于静电平衡状态,导体内部的场强处处为 0 ,导体表面为等势面,整个导体为一个等势体, A 错误;
B .沿电场线方向电势降低,所以 A 、 C 两点的电势大于 B 点的电势, B 错误;
C .电场线的疏密程度表示电场强度的弱强,所以 B 点的电场强度小于 A 点的电场强度, C 错误;
D .根据 可知,正电荷从高电势 A 点沿虚线移动到低电势 B 点,电势能减小,电场力做正功, D 正确。
故选 D 。
如图所示,在光滑绝缘水平面上,两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流 I 。在角平分线上,对称放置四个相同的正方形金属框。当电流在相同时间间隔内增加相同量,则( )
A . 1 、 3 线圈静止不动, 2 、 4 线圈沿着对角线向内运动
B . 1 、 3 线圈静止不动, 2 、 4 线圈沿着对角线向外运动
C . 2 、 4 线圈静止不动, 1 、 3 线圈沿着对角线向内运动
D . 2 、 4 线圈静止不动, 1 、 3 线圈沿着对角线向外运动
B
【详解】
先对 1 和 3 线圈进行分析,根据安培定则画出直流导线在线框中的磁场方向:
电流大小相等,线圈关于两导线对称,所以线圈中的磁通量为 0 ,电流增大时,根据楞次定律可知线圈中无感应电流,不受安培力,所以 1 和 3 线圈静止不动;
再对 2 和 4 线圈进行分析,根据安培定则画出直流导线在线圈中的磁场方向:
电流增大,根据楞次定律判断感应电流方向(如图所示),靠近直流导线的线圈导体周围磁感应强度较大,因此受力起主要作用,根据左手定则判断安培力的方向(如图所示),根据力的合成可知 2 、 4 线圈沿着对角线向外运动,故 B 正确, ACD 错误。
故选 B .
如图所示,固定在水平面上的半径为 r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。长为 l 的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴 上,随轴以角速度
匀速转动。在圆环的 A 点和电刷间接有阻值为 R 的电阻和电容为 C 、板间距为 d 的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为 g ,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A .棒产生的电动势为
B .微粒的电荷量与质量之比为
C .电阻消耗的电功率为
D .电容器所带的电荷量为
B
【详解】
A .如图所示,金属棒绕 轴切割磁感线转动,棒产生的电动势
A 错误;
B .电容器两极板间电压等于电源电动势 ,带电微粒在两极板间处于静止状态,则
即
B 正确;
C .电阻消耗的功率
C 错误;
D .电容器所带的电荷量
D 错误。
故选 B 。
如图所示, U 形光滑金属框 bacd 置于水平绝缘平台上, ba 、 dc 足够长,整个金属框电阻可忽略,一根阻值为 R 的导体棒 PQ 置于金属框上,用水平恒力 F 向右拉动金属框。运动过程中装置始终处于竖直向上的匀强磁场中, PQ 与金属框接触良好且与 ac 边保持平行,经过一段时间后,金属框和导体棒运动的 v — t 图像正确的是( )
A . B .
C . D .
C
【详解】
金属框在恒力 F 作用下向右加速,由右手定则可知, ac 边产生的感应电流从 a 流向 c ,由左手定则可知,导体棒受到向右的安培力作用,导体棒向右做加速运动,设金属框的加速度为 a 1 ,导体棒的加速度为 a 2 ,设金属框的速度为 v 1 ,导体棒的速度为 v 2 ,设导体棒的电阻为 R ,回路的感应电流:
设金属框的质量为 M ,导体棒的质量为 m ,对金属框,牛顿第二定律得:
F - BIL = Ma 1
对导体棒 MN ,由牛顿第二定律得: BIL = ma 2 ,金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动, v 1 、 v 2 都变大, a 1 从 开始减小,导体棒的加速度 a 2 从 0 开始增大,当金属框与导体棒的加速度相等时,即 a 1 = a 2 = a 时,解得: F = ( M + m ) a ,加速度保持不变,回路感应电流:
此后金属框与导体棒的速度差 △ v 保持不变,感应电流不变,导体棒所受到的安培力不变,加速度不变,金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动,故 C 正确 ABD 错误。
故选 C 。
如图所示,某小型水电站发电机的输出功率 ,发电机的电压
,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻
,在用户端用降压变压器把电压降为
。已知输电线上损失的功率
,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A .发电机输出的电流
B .输电线上的电流
C .降压变压器的匝数比
D .用户得到的电流
C
【详解】
A .根据电功率公式
发电机输出电流
A 错误;
B .输电线上损失功率 ,由
可得
故 B 错误;
C .降压变压器原副线圈得到的功率为
P 4 = P - P 线 =95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系,可得
C 正确;
D .用户得到的功率为 ,用户得到的电流
D 错误。
故选 C 。
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