随着新能源轿车的普及,无线充电技术得到进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用的是电磁感应原理。如图所示,由地面供电装置(主要装置有线圈和电源)将电能传送至电动车底部的感应装置(主要装置是线圈),该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电,供电装置与车身接收装置之间通过磁场传送能量,由于电磁辐射等因素,其能量传输效率只能达到90%左右。无线充电桩一般采用平铺式放置,用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电。目前,无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为15~25cm,允许的错位误差一般为15cm左右。下列说法正确的是
A.无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电
B.车身感应线圈中感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
C.车身感应线圈中感应电流的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反
D.若线圈均采用超导材料则能量的传输效率有望达到100%
B
某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的 器材如下:
待测小灯泡(2.5V,1.25W)
电源(电动势3V,内阻不计)
电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω;0~3A,内阻约0.025Ω)
电压表(0~3V,内阻约3kΩ;0~15V,内阻约15kΩ)
滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流2A)
单刀单掷开关及导线若干
(1)为减小误差,在本实验中电流表应选用0~ A 量程;电压表应选用0~ V量程。
(2)右图是本实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,为 了满足实验要求并尽可能减小误差,请补充完成实物图间的连线。
(1)0.6;3 (2分)
(2)如右图所示。 (3分)
现有一块直流电流计G,满偏电流为,内阻约400Ω。某同学想把它改装成量程为2V的电压表,他首先根据图示电路,用半偏法测定电流计G的内阻。
(1)为提高测量准确度,在以下器材中,电阻器R应选用_______;电池应选用_______(选填器材前的字母)。
A.电池(电动势1.5V,内阻不计)
B.电池(电动势4.5V,内阻不计)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器(0~500 Ω)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5.1kΩ)
F.电位器(0~51kΩ)
(2)该同学在开关断开的情况下,检查电路连接无误后,将R的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是___________,最后记录R´的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)。
A.闭合S1
B.闭合S2
C.调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
D.调节R的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
E.调节R´的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R´的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
(3)如果测得R´的阻值为400.0Ω,即为电流计G内阻的测量值。则给电流计G______联(选填“串”或“并”)一个阻值为______kΩ的电阻,就可以将该电流计G改装成量程为2V的电压表。
(4)请你推断在本实验中电流计G内阻的测量值R´比其内阻的实际值Rg是偏大还是偏小;由于测得电流计G内阻的准确度将直接影响改装电压表的准确度,请你分析说明利用半偏法测量电流计内阻时使R´尽可能接近Rg的方法。
(1)F;B (2分)
(2)ACBE (3分)
(3)串;9.6 (3分)
(4)设电源的电动势为E,电流计的满偏电流为Ig,
当S1闭合,S2断开时,电流计满偏,由闭合电路欧姆定律可得:
①
当S1、S2均闭合,电流计半偏,设流经R´的电流为I´,有:
②
③
联立①②③式可得: ④
可见,R´<Rg,即电流计G内阻的测量值R´比内阻的实际值Rg偏小。
由④式可知,为了使电流计G内阻测量值R´尽可能接近实际值Rg,即R´≈ Rg,则需要在电流计达到满偏时,电阻器接入电路的阻值越大准确度越高,所以要选用阻值较大的电阻器;同时,为了确保电流计指针能够满偏,还应当选用电动势适当大的电源。
(4分)
在电场中把电荷量q=2.0×10-9C的正电荷从A点移到B点,静电力做功为-1.5×10-7J,再把该电荷从B点移到C点,静电力做功为4.0×10-7J。
(1)求A、B间以及B、C间的电势差UAB和UBC;
(2)若该电荷只在电场力作用下从A点运动到C点,求电荷动能的增加量ΔEk。
解:(1)根据电势差的定义式可得:
同理可得: UBC=200V (3分)
(2)UAC = UAB+UBC = 125V
则WAC = qUAC = 2.5×10-7J
在此过程中,根据动能定理可得:
ΔEk = WAC = 2.5×10-7J (3分)
如图所示,A是面积为S=0.2m2、n=1000匝的圆形金属线圈,其总电阻r =1 Ω,线圈处在逐渐增大的均匀磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度随时间的变化率T/s,线圈与阻值R=4Ω的电阻连接,不计电压表对电路的影响。求:
(1)感应电动势的大小E;
(2)通过R的电流大小I;
(3)电压表的示数U。
解:(1)根据法拉第电磁感应定律可得: (2分)
(2)根据闭合电路欧姆定律可得:通过R的电流 (2分)
(3)电压表的示数U即为电阻R两端的电压,有:
U=IR=1.6V (2分)
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