17.如圖所示,一理想變壓器的原線圈A、B兩端接入電壓為u=220$\sqrt{2}$sin 314t(V)的交變電流.原線圈匝數(shù)n1=22匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,若C、D接一電阻為20Ω、長為2m的固定金屬棒,且處在垂直電流方向、磁感應強度大小為5T的勻強磁場中,則( 。
A.變壓器輸入功率為4.0×105W
B.導體棒所受的安培力最大值為1.0×103N
C.副線圈電壓的最大值為2000 V
D.副線圈中磁通量變化率的最大值$\frac{△ϕ}{△t}=10\sqrt{2}$Wb/s

分析 根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比求出副線圈電壓,求出輸出功率,即可求出輸入功率;求出副線圈電流的最大值,根據(jù)F=BIL求最大安培力;由法拉第電磁感應定律,求出副線圈磁通量變化率的最大值

解答 解:A、原線圈兩端電壓的有效值${U}_{1}^{\;}=\frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}}=220V$,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,有$\frac{{U}_{1}^{\;}}{{U}_{2}^{\;}}=\frac{{n}_{1}^{\;}}{{n}_{2}^{\;}}$,即$\frac{220}{{U}_{2}^{\;}}=\frac{22}{200}$,得${U}_{2}^{\;}=2000V$,變壓器的輸出功率${P}_{2}^{\;}=\frac{{U}_{2}^{2}}{R}=\frac{200{0}_{\;}^{2}}{20}W=2×1{0}_{\;}^{5}W$,故A錯誤;
B、副線圈電流${I}_{2}^{\;}=\frac{{U}_{2}^{\;}}{R}=\frac{2000}{20}=100A$,副線圈電流的最大值${I}_{2max}^{\;}=100\sqrt{2}A$,導體棒所受安培力的最大值${F}_{m}^{\;}=B{I}_{2m}^{\;}L=5×100\sqrt{2}×2=1000\sqrt{2}N$,故B錯誤;
C、副線圈電壓的最大值${U}_{2m}^{\;}=\sqrt{2}{U}_{2}^{\;}=2000\sqrt{2}V$,故C錯誤;
D、根據(jù)法拉第電磁感應定律${E}_{2m}^{\;}={n}_{2}^{\;}\frac{△Φ}{△t}$,代入數(shù)據(jù):$2000\sqrt{2}=200\frac{△Φ}{△t}$,解得磁通量變化率的最大值為$\frac{△Φ}{△t}=10\sqrt{2}Wb/s$,故D正確;
故選:D

點評 解決本題的關(guān)鍵是掌握交變電流和電磁感應的一些基礎(chǔ)知識,知道變壓器的變壓和變流比規(guī)律,磁通量的變化率為$\frac{△Φ}{△t}$,知道電流與磁場垂直時安培力F=BIL.

練習冊系列答案
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A.在t+$\frac{T}{2}$時,質(zhì)點c的速度達到最大值
B.在t+2T時,質(zhì)點d的加速度達到最大值
C.從t時刻起,質(zhì)點a比質(zhì)點b先回到平衡位置
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A.A→B過程中,氣體對外界做功,吸熱
B.B→C過程中,氣體分子的平均動能增加
C.C→D過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多
D.D→A過程中,氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化
E.該循環(huán)過程中,氣體放熱

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A.電壓表的示數(shù)為31.1VB.電流表的示數(shù)為0.4A
C.閉合電鍵S后,電壓表的示數(shù)變大D.閉合電鍵S后,電流表的示數(shù)變大

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A.小球先做加速度減小的加速運動,后做加速度增大的減速運動直到靜止
B.小球先做加速度增大的加速運動,后做加速度減小的減速運動,直到最后做勻速運動
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A.在t=0.1 s、0.5 s時,穿過線圈的磁通量最大
B.電流表的示數(shù)為0.40 A
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A.電梯可能向上加速運動,加速度大小為8m/s2
B.電梯可能向上減速運動,加速度大小為8m/s2
C.電梯可能向下減速運動,加速度大小為2m/s2
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