2006年7月1日,世界上海拔最高、線路最長(zhǎng)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(hào),以確定火車的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí),線圈便產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)傳輸給控制中心.線圈邊長(zhǎng)分別為l1和l2,匝數(shù)為n,線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì).若火車通過(guò)線圈時(shí),控制中心接收到線圈兩端的電壓信號(hào)u與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示(ab、cd均為直線),t1、t2、t3、t4是運(yùn)動(dòng)過(guò)程的四個(gè)時(shí)刻,則火車( 。
分析:要判定火車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),可以找出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與速度的關(guān)系,進(jìn)而確定速度和時(shí)間的關(guān)系,就可以知道火車的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).加速度可以有A、B兩頂中判定出的速度時(shí)間關(guān)系來(lái)確定.同C項(xiàng)一樣,也是通過(guò)A、B判定出的速度時(shí)間關(guān)系來(lái)求解平均速度.
解答:解:
A、由E=BLv可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與速度成正比,而在ab段的電壓隨時(shí)間均勻增大,因此可知在t1到t2這段時(shí)間內(nèi),火車的速度隨時(shí)間也均勻增大,所以火車在這段時(shí)間內(nèi)做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng).故A正確.
B、同理,在t3~t4時(shí)間內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng).故B錯(cuò)誤.
C、由圖知t1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v1=
u1
nBl1
,t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v2=
u2
nBl1
,故這段時(shí)間內(nèi)的加速度為:a=
v2-v1
t2-t1
=
u2-u1
nBl1(t2-t1)
,故C錯(cuò)誤.
D、由圖知t3時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v3=
u3
nBl1
,t4時(shí)刻對(duì)應(yīng)的速度為v4=
u4
nBl1
,則這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為
.
v
=
v3+v4
2
=
u3+u4
2nBl1
,故D正確.
故選AD
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵在于判定出火車運(yùn)動(dòng)性質(zhì),當(dāng)我們看到乙圖的時(shí)候電壓是和速度成正比的,就應(yīng)聯(lián)系有關(guān)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的公式,以建立速度與時(shí)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.
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2006年7月1日,世界上海拔最高、線路最長(zhǎng)的青藏鐵路全線通車,青藏鐵路多種裝置運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理,有一種電磁裝置可以向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),原理是將能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂下面,如圖甲所示(府視圖),當(dāng)它經(jīng)過(guò)安放在兩鐵軌間的線圈時(shí),線圈便產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)傳輸給控制中心,線圈子寬為,長(zhǎng)為,匝數(shù)為,線圈和傳輸線的電阻忽略不計(jì),若火車通過(guò)線圈時(shí),控制中心接收到線圈兩端的電壓信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示(、均為直線),則火車在內(nèi)

A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C.加速度

D.平均速度為

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A.在時(shí)間內(nèi)做加速直線運(yùn)動(dòng)

B.在時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

C.在時(shí)間內(nèi)加速度大小為

D.在時(shí)間內(nèi)平均速度的大小為

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