2006年7月1日,世界上海拔最高、線路最長的青藏鐵路全線通車,青藏鐵路安裝的一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號,以確定火車的位置和運動狀態(tài),其原理是將能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖甲所示(俯視圖),當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時,線圈便產(chǎn)生一個電信號傳輸給控制中心.線圈邊長分別為l1和l2,匝數(shù)為n,線圈和傳輸線的電阻忽略不計.若火車通過線圈時,控制中心接收到線圈兩端的電壓信號u與時間t的關(guān)系如圖乙所示(ab、cd均為直線),t1、t2、t3、t4是運動過程的四個時刻,則火車( 。
分析:要判定火車的運動狀態(tài),可以找出感應(yīng)電動勢與速度的關(guān)系,進(jìn)而確定速度和時間的關(guān)系,就可以知道火車的運動性質(zhì).加速度可以有A、B兩頂中判定出的速度時間關(guān)系來確定.同C項一樣,也是通過A、B判定出的速度時間關(guān)系來求解平均速度.
解答:解:
A、由E=BLv可知,感應(yīng)電動勢與速度成正比,而在ab段的電壓隨時間均勻增大,因此可知在t1到t2這段時間內(nèi),火車的速度隨時間也均勻增大,所以火車在這段時間內(nèi)做的是勻加速直線運動.故A正確.
B、同理,在t3~t4時間內(nèi)做勻加速直線運動.故B錯誤.
C、由圖知t1時刻對應(yīng)的速度為v1=
u1
nBl1
,t2時刻對應(yīng)的速度為v2=
u2
nBl1
,故這段時間內(nèi)的加速度為:a=
v2-v1
t2-t1
=
u2-u1
nBl1(t2-t1)
,故C錯誤.
D、由圖知t3時刻對應(yīng)的速度為v3=
u3
nBl1
,t4時刻對應(yīng)的速度為v4=
u4
nBl1
,則這段時間內(nèi)的平均速度為
.
v
=
v3+v4
2
=
u3+u4
2nBl1
,故D正確.
故選AD
點評:本題關(guān)鍵在于判定出火車運動性質(zhì),當(dāng)我們看到乙圖的時候電壓是和速度成正比的,就應(yīng)聯(lián)系有關(guān)動生電動勢的公式,以建立速度與時間的關(guān)系,進(jìn)而可以得出正確結(jié)論.這是物理思維的訓(xùn)練.
練習(xí)冊系列答案
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A.做勻加速直線運動

B.做勻速直線運動

C.加速度

D.平均速度為

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2006年7月1日,世界上海拔最高、線路最長的青藏鐵路全線通車,青藏鐵路安裝的一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號,以確定火車的位置和運動狀態(tài),其原理是將能產(chǎn)生勻強磁場的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖甲所示(俯視圖),當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時,線圈便產(chǎn)生一個電信號傳輸給控制中心。線圈邊長分別為,匝數(shù)為n,線圈和傳輸線的電阻忽略不計。若火車通過線圈時,控制中心接收到線圈兩端的電壓信號u與時間t的關(guān)系如圖乙所示(ab、cd均為直線),是運動過程的四個時刻,則火車(   )

A.在時間內(nèi)做加速直線運動

B.在時間內(nèi)做勻減速直線運動

C.在時間內(nèi)加速度大小為

D.在時間內(nèi)平均速度的大小為

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