2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期中物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。

1.关于传感器及其应用，下列说法正确的是( )
A. 干簧管是利用电磁感应原理控制电路通断
B. 机器人“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器
2.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物．下列相关的说法中正确的是( )
A. 电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
B. 锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
C. 金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D. 电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗
3.以下说法不正确的是( )
A. 雷达利用中波来测定物体位置
B. 波长最短的电磁辐射是γ射线
C. 人体接收适量紫外线照射可促进钙的吸收
D. 人们可利用X射线来探测金属构件内部缺陷
4.某电阻的阻值为10Ω，通过的交变电流如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该电流方向每秒改变50次
B. 该电流的瞬时值表达式i=5sin100π(A)
C. 并联在该电阻两端的交流电压表示数为50V
D. 该电阻消耗的电功率为500W
5.如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且轴线与胶木圆盘A的轴线OO′重合。现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则( )
A. 环B内有顺时针方向电流(俯视)，丝线受到的拉力增大
B. 环B内有顺时针方向电流(俯视)，丝线受到的拉力减小
C. 环B内有逆时针方向电流(俯视)，丝线受到的拉力增大
D. 环B内有逆时针方向电流(俯视)，丝线受到的拉力减小
6.LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电路中的电场能正在增大
C. 电容器上极板带正电
D. 电容器两极板间的电场强度正在减小
7.如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号。车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因最类似于( )
A. 减小通电线圈的面积
B. 加大通电线圈的压力
C. 将铁芯放入通电线圈
D. 增加通电线圈的匝数
8.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体棒长为2l，O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘。现使导体棒绕O点在纸面内以角速度ω逆时针匀速转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、φC，OC两端产生的感应电动势为E，则( )
A. φO>φC，E=12Bωl2B. φC=φA，E=Bωl2
C. φO<φA，E=Bωl2D. φC>φA，E=2Bωl2
9.如图所示，电键S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合电键S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势( )
A. 有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I
B. 有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2I
C. 有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零
D. 有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变
10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以一定的初速度穿越匀强磁场区域，已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈进、出磁场的两个过程中( )
A. 平均加速度相等B. 克服安培力做功相等
C. 速度的变化量相同D. 通过线圈的电荷量不相等
11.如图所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，不计电阻的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨垂直。t=0时，棒在重物的牵引下开始向右运动，t=t时，重物落地且不反弹，则棒的速度大小v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量大小I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.用如图(甲)所示的可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。

(1)关于此实验，下列说法正确的是______。
A.原线圈可直接接入220V交流电路
B.为了保证人身安全，要使用低压直流电源
C.用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载
D.即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
(2)甲同学将变压器按照要求组装好后，原线圈接“0”、“4”接线柱，副线圈接“0”、“14”接线柱，此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，示数如图(乙)所示，其读数值为______V(保留1位小数)，此时副线圈输出的电压理论上与______最接近(选填下列选项)。
A.0V

C.14V

(3)乙同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图(丙)所示，在t1～t2时间内该同学先断开开关，其后仅进行的一项操作可能是______。
A.增加了交流电源的频
率B.拧紧了松动的铁芯
C.减少了副线圈的匝数
D.增加了原线圈的匝数
(4)等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图(丁)所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0和电阻R0确定的情况下，调节可变电阻R，当R= ______时，R可获得最大功率。
三、简答题：本大题共4小题，共41分。
13.如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端连接一个电阻为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后灯泡保持额定功率正常发光，重力加速度为g。求：
(1)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率；
(2)小灯泡正常发光时功率的大小。
14.某半径为r的闭合导体圆环，电阻为R。将圆环垂直磁场方向置于一匀强磁场中，当磁感应强度大小B随时间t按照B=B0−B0t0t的规律均匀减小时(B0、t0均为已知量)。求：
(1)圆环中的感应电动势E和感应电流I各为多大？
(2)在t=t02时刻圆环中张力T多大？
15.如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V、8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积S=0.03m2，匝数N=100匝，匀强磁场的磁感应强度大小B= 2πT，输电导线的总电阻R=10Ω，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1：10，降压变压器原、副线圈的匝数比n3：n4=10：1。当线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s时，电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻可忽略。求此时：
(1)发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式；
(2)在输电线路上所损耗的电功率ΔP；
(3)与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率PY。
16.如图所示，平行光滑金属导轨间距为L，处在竖直向上的匀强磁场中，两导体棒ab、cd垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，其中棒ab质量为m，棒cd质量为2m，两棒接入电路的电阻均为R0。开始时cd棒锁定在轨道上，对ab棒施加水平向右的恒定拉力F，经时间t其速度达到最大值v，此时解除对cd的锁定。导轨足够长且电阻不计。求：
(1)匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)解除锁定前导体棒ab前进的距离及此过程中回路产生的焦耳热；
(3)在经过足够长时间后，两导体棒各做什么性质的运动？此时回路中的电流为多大？(两棒仍然处在匀强磁场中)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、干簧管是利用磁场将两个簧片磁化，被磁化后的两个簧片相互吸引而接通电路，可知干簧管不是利用电磁感应原理工作的，故A错误；
B、机器人“眼睛”接收到光信号，利用光传感器将光信号转换为电信号，故B正确；
C、红外测温仪是接收从人体发射红外线，根据接受到的红外线的强弱来测量人体温度，故C错误；
D、话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器，故D错误。
故选：B。
干簧管是利用磁场磁化两个簧片的原理工作的；机器人“眼睛”是将接收到光信号转换为电信号；红外测温仪是接收从人体发射红外线来测量人体温度的；话筒是将声音信号转换为电信号的传感器。
本题考查了生活中常见的传感器的工作原理。传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2.【答案】B
【解析】解：A、直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故A错误；
B、根据电磁感应规律可知，锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故B正确；
C、锅体只能用铁磁性导体材料才能发生电磁感应现象进行加热，故不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；
D、电磁炉的上表面如果用金属材料制成，则在使用电磁炉时上表面材料发生电磁感应会损失电能，所以电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故D错误；
故选：B．
电磁炉是利用感应电流使锅体发热而工作的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁场变化的频率有关；锅体只能使用铁磁性材料．
本题从常用的电器电磁炉入手，考查其原理和工作情况，电磁炉是利用电流的热效应和磁效应的完美结合体，它的锅具必须含磁性材料，最常见的是不锈钢锅．
3.【答案】A
【解析】解：A.雷达利用频率极高的微波来测定物体位置，故A错误；
B.由电磁波谱可知，波长最短的电磁辐射是γ射线，故B正确；
C.人体接收适量紫外线照射可促进钙的吸收，故C正确；
D.人们可利用X射线来探测金属构件内部缺陷，故D正确。
本题选择错误的，故选：A。
A.根据雷达的工作原理进行分析解答；
B.根据电磁波谱进行分析解答；
C.根据紫外线的特点进行分析判断；
D.根据X射线的作用进行分析判断。
考查无线电波，电磁波谱，各种射线的特点和作用，会根据题意进行准确的分析和解答。
4.【答案】C
【解析】解：A、由图可知交流电的周期T=0.02s，正弦交流电在一个周期内电流方向改变两次，1s=0.02s×50=50T，所以该电流方向每秒改变100次，故A错误；
B、该电流的ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，所以该电流的瞬时值表达式i=5 2sin100πt(A)，故B错误；
CD、交流电压表测的是电压的有效值，所以并联在该电阻两端的交流电压表示数为：U=IR=5A×10Ω=50V
该电阻消耗的电功率P=U2R=50×5010W=250W，故C正确，D错误。
故选：C。
A、根据正弦交流电一个周期内电流方向改变2次分析；
B、根据i=Imsinωt分析；
CD、交流电压表测的是电压有效值，根据U=IR和P=U2R求解。
本题考查了交流电的图像和函数表达式，电功和电功率，解题的关键是知道交流电压表测的是电压有效值，电功率P=U2R中U为有效值。
5.【答案】D
【解析】解：当圆盘A沿图中方向加速转动时，相当于在圆盘A所在的位置产生一个与圆盘转动方向相反且逐渐增大的环形电流，根据楞次定律，穿过B环的磁场向下且增大，故B环中会产生俯视逆时针方向的感应电流，同时B环受到向上的磁场力，根据平衡条件，B环中的丝线拉力会减小，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据A盘的运动情况和带电情况判断A盘对应的磁场，再根据楞次定律判断B环的感应电流方向及所受的磁场力，结合平衡条件判断丝线的受力变化情况。
考查环形电流的磁场和楞次定律的应用，会根据题意进行准确的分析和判断。
6.【答案】D
【解析】解：因为电路中的电流正在增加，可知电容器正在放电，电路中的电场能正在减小，极板带电量正在减小，则两极板间的电场强度正在减小，由右手螺旋定则可知，回路中的电流为顺时针方向，电容器下极板带正电，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据电流增加分析电容的充放电状态，结合电场强度判断，由右手螺旋定则判断电容器的极板带电情况。
考查电容器的充放电问题和能量转化情况，会根据题意进行准确的分析和判断。
7.【答案】C
【解析】解：车辆驶入图中圆形区域时，车辆上大部分是金属，车辆通过通电线圈中的磁场时，在车辆上产生电磁感应现象，即产生感应电流，感应电流的磁场引起通电线圈中的磁场变化，此过程最类似于将铁芯放入通电线圈，铁芯的磁通量变化，在铁芯上会产生感应电流，从而改变通电线圈中的磁场，故ABD错误，C正确。
故选：C。
根据车辆的特性分析，大部分材料都是金属材料，类似于铁芯的作用，会引起原磁场的变化进行分析和判断。
考查电磁感应问题，理解铁芯在电磁感应中的作用，会根据题意进行分析和判断。
8.【答案】A
【解析】解：导体棒转动切割磁感线产生感应电动势，根据右手定则可知，φC=φA<φO，感应电动势的大小为E=B⋅l⋅lω2=Bl2ω2；故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据右手定则判断感应电动势方向，再判断电势高低，结合感应电动势的公式计算感应电动势的大小。
考查金属棒切割磁感线产生感应电动势的问题，会根据题意进行相关的计算，本题特别注意切割部分的有效长度。
9.【答案】B
【解析】解：闭合电键S将其中一个电阻R短路，回路中的总电阻减小，电流增大，电流变化会使线圈发生电磁感应，线圈中有自感电动势产生，根据楞次定律的推论，该自感电动势会阻碍电流的增大，回路中的电流会慢慢增大，稳定后线圈的自感现象消失，因电路中的总电阻变为原来的12，故稳定后电流是原来的2倍，即电流增大到2I，故B正确，ACD错误。
故选：B。
电流变化会使线圈产生自感现象，根据自感现象的原理解答。
本题考查了线圈的自感现象，基础题目。掌握自感现象的原理。
10.【答案】C
【解析】解：B、线圈进磁场和出磁场过程，安培力水平向左，与线圈运动方向相反，线圈进入磁场做减速运动，完全进入磁场做匀速运动，出磁场继续做减速运动，所以线圈进入磁场的速度大于线圈出磁场的速度大小，
设线圈的宽度为L、总电阻为R，由E=BLv、I=ER、F=BIL可得安培力F=B2L2vR，可知线圈进入磁场的安培力大于线圈出磁场的安培力，且两个过程的位移相等，都为线圈的宽度，由W=Fx可知两个过程克服安培力做功不相等，故B错误；
D、设线圈的面积为S，则线圈磁通量的变化为：ΔΦ=BΔS=BS，则两个过程线圈磁通量的变化相等，由q=nΔΦR可知两个过程通过线圈的电荷量相等，故D错误；
C、取水平向右为正方向，由动量定理有：−BI−Lt=mv2−mv1，其中I−t=q
可得速度变化量Δv=v2−v1=BqLm，可知两个过程速度的变化量相同，故C正确；
A、线圈进入磁场的速度大于线圈出磁场的速度，可知线圈进入磁场的平均速度大于线圈出磁场的平均速度，两个过程的位移相等，由x=v−t可知线圈进入磁场的时间t1小于线圈出磁场的时间t2，即t1故选：C。
B、根据安培力方向与速度方向分析线圈的运动特点，根据F=B2L2vR、W=Fx分析两个过程线圈克服安培力做功大小关系；
D、根据q=nΔΦR分析两个过程通过线圈的电荷量；
C、利用动量定理分析；
A、根据线圈两个过程速度大小关系比较运动时间关系，根据a=ΔvΔt比较两个过程的平均加速度大小。
本题考查了电磁感应中的能量和动力学问题、动量定理，解题的关键是知道线圈进出磁场两个过程都做减速运动，所以线圈进入磁场的速度大于线圈出磁场的速度大小。
11.【答案】A
【解析】解：在极短一段时间Δt内，金属棒中的感应电流为：I=ΔqΔt
根据电容的定义式可得：Δq=CΔU
在Δt时间内有：ΔU=ΔE=BLΔv；a=ΔvΔt
联立可得：I=BLCa
设重物质量为m0，金属棒质量为m，则在任意时刻，对金属棒和重物组成的整体，根据牛顿第二定律有：
m0g−BIL=(m+m0)a
联立上式可得：a=m0gm+m0+B2L2C
可见加速度为恒定值，则在重物落地之前金属棒一直做匀加速运动，重物落地后，因金属棒两端的电压等于电容器两板间的电压，回路中无电流，金属棒不受安培力，则金属棒做匀速运动。
A、由以上分析可知，金属棒先做匀加速直线运动，后做匀速运动，故A正确；
B、电容器所带的电荷量开始时有：q=CU=CBLat，随时间均匀增加，当重物落地后导体棒匀速运动时，电容器两板间电压保持不变，故B错误；
C、棒中安培力的冲量大小为：I=F安t=BILt=B2L2Cat
则在重物落地之前，棒中安培力的冲量大小随时间均匀增加，故C错误；
D、棒克服安培力做的功W=F安x=BIL⋅12at2=12B2L2Ca2t2
则在重物落地之前W−t图像为抛物线，重物落地后安培力为零，则安培力的功为零，故D错误。
故选：A。
根据电容的定义式，电流的定义式，以及电容器的电压与感应电动势的关系，应用牛顿第二定律推导金属棒的加速度表达式。根据加速度变化情况，分析棒的速度大小、电容器所带的电荷量的变化情况；根据冲量的定义，力做功的定义分析棒中安培力的冲量大小、棒克服安培力做的功变化情况。
本题主要是考查法拉第电磁感应定律、含容电路的分析问题，知道电容器的电压增大，是充电过程，有电流通过金属棒，由此分析安培力的方向和金属棒的运动情况。
12.【答案】CD 4.4 C B (n2n1)2R0
【解析】解：(1)AB.为了保证人身安全，原线圈要使用低压交流电源，不可直接接入220V交流电路，故AB错误；
C.因线圈中导线有电阻，所以用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载，故C正确；
D.即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，故D正确。
故选：CD。
(2)此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，读数值为4.4V；
根据U1U2=n1n2
解得：U2=n2U1n1=14×4.44V=15.4V
即此时副线圈输出的电压理论上与14V最接近，故ABD错误，C正确。
故选：C。
(3)A.只增大交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压U2，故A错误；
B.拧紧了松动的铁芯，副线圈磁通量增加，则输出电压U2，增大，故B正确；
CD，由图知，t1时刻前的电压值小于t2时刻后的电压值，而周期不变，根据U1U2=n1n2可知，减少了副线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，若增加了原线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，故 CD错误；故选B。
(4)把变压器和R等效为一个电阻R等，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即R0=R等时，输出功率最大；根据理想变压器电压与匝数比的关系
U1U2=n1n2
得：U1=n1n2U2
根据理想变压器电流与匝数比的关系
I1=n2n1I2
原线圈的等效电阻
R等=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2R
当R0=R等时，即
R0=R等=(n1n2)2R
解得：R=(n2n1)2R0
此时电阻R上获得的功率最大。
故答案为：(1)CD；(2)4.4、C；(3)B；(4)(n2n1)2R0
(1)根据变压器输入电压要使用低压交流电，结合交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载进行推理；
(2)读出电压表数据，根据U1U2=n1n2解出U2的数据；
(3)根据变压器原、副线圈电压之间的关系U1U2=n1n2，进行推理；
(4)根据U1U2=n1n2，结合等效电阻方法进行求解。
本题考查探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验，要求掌握实验原理、实验装置、实验步骤和数据处理。
13.【答案】解：(1)小灯泡正常发光时导体棒恰好匀速运动，对棒受力分析，可得：BIL−mg=0
根据法拉第电磁感应定律可得：E=BLv=IR
解得：v=mgRB2L2；
(2)根据电功率的计算公式可得：P=I2R
解得：P=m2g2RB2L2。
答：(1)小灯泡正常发光时导体棒的运动速率为mgRB2L2；
(2)小灯泡正常发光时功率的大小为m2g2RB2L2。
【解析】(1)小灯泡正常发光时导体棒恰好匀速运动，对棒受力分析，根据平衡条件进行解答；
(2)根据电功率的计算公式求解小灯泡正常发光时功率的大小。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
14.【答案】解：(1)根据法拉第电磁感应定律有：E=ΔΦΔt
可得感应电动势为：E=ΔBΔtS=πB0r2t0
感应电流为：I=ER=πB0r2Rt0

(2)t02时磁感应强度B=B02，设想截取半个圆环(如上图所示)，其受安培力为：
F=BI×2r
且有：F=2T
解得：T=B02πr32Rt0
答：(1)圆环中的感应电动势E和感应电流I各为πB0r2t0，πB0r2Rt0；
(2)在t=t02时刻圆环中张力T为B02πr32Rt0。
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律求解；
(2)截取半个圆环作为研究对象，根据安培力计算公式与平衡条件求解。
本题为电磁感应现象与力学结合问题，根据法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律求解电路相关问题，与力学结合的纽带是安培力，根据安培力的情况和力与运动的关系分析研究对象的受力与运动。
15.【答案】解：(1)线框产生的感应电动势的最大值为：Em=NBSω
解得：Em=300 2V
发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式为：
e=Emsinωt=300 2sin100πt(V)
(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为I3、I4，由电动机恰能正常工作得：
I4=P用U用=8.8×103220A=40A
根据理想变压器的变流比得：l3I4=n4n3
解得：I3=4A
可得输电线路上损耗的电功率ΔP=I32R
解得：ΔP=160W
(3)根据理想变压器的变压比得：U3U4=n3n4
其中U4等于电动机的额定电压220V，解得：U3=2200V
升压变压器副线圈两端电压为：U2=U3+I3R
解得：U2=2240V
根据理想变压器的变压比的：U1U2=n1n2
解得：U1=224V
根据理想变压器的变流比得：l1I3=n2n1
解得：I1=40A
线框产生的感应电动势的最大值为：E=Em 2
用电器Y上消耗的功率为：PY=I1E−I1U1
解得：PY=3040W
答：(1)发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式为e=300 2sin100πt(V)；
(2)在输电线路上所损耗的电功率ΔP为160W；
(3)与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率PY为3040W。
【解析】(1)根据正弦交流电的产生原理解答；
(2)根据电动机恰能正常工作和理想变压器的工作原理，求得降压变压器原、副线圈的电流，根据电功率的计算公式求解输电线路上损耗的电功率；
(3)根据理想变压器的工作原理求得升压变压器原线圈的电流。根据功率的关系求解用电器Y上消耗的功率。
本题考查了正弦交流电的产生原理和理想变压器的工作原理，解题关键是知道理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，掌握功率的计算公式，结合串并联规律列式求解即可。
16.【答案】解：(1)设磁感应强度为B，ab棒速度达到最大值时，所受安培力与恒定拉力F相等，则有：
F=BIL
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：
I=BLv2R0
解得：B=1L 2FR0v
(2)解除对cd的锁定前，设棒ab前进的距离为x，以向右为正方向，对ab棒达到最大速度v的过程，由动量定理得：
Ft−BI−Lt=mv
I−=E−2R0
E−=ΔΦt=BLxt
联立解得：x=vt−mv2F
根据能量守恒定律可得此过程中回路产生的焦耳热为：
Q=Fx−mv22
解得：Q=Fvt−3mv22
(3)解除对cd的锁定后，cd做加速度减小的加速直线运动，ab做加速度由零增大的加速直线运动，当两者加速度相同后，两者的速度差值恒定，回路中的感应电动势与感应电流恒定，两者所受安培力恒定，两导体棒最终均做加速度相同的匀加速直线运动。
稳定后，根据牛顿第二定律得：
对ab有：F−BI′L=ma
对cd有：BI′L=2ma
解得回路中的电流为：I′=13 2FvR0
答：(1)匀强磁场的磁感应强度大小为1L 2FR0v；
(2)解除锁定前导体棒ab前进的距离为vt−mv2F，此过程中回路产生的焦耳热为Fvt−3mv22；
(3)在经过足够长时间后，两导体棒均做匀加速直线运动。此时回路中的电流为13 2FvR0。
【解析】(1)ab棒速度达到最大值时，所受安培力与恒定拉力F相等。根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解；
(2)对ab棒达到最大速度v的过程，由动量定理求解导体棒ab前进的距离；根据能量守恒定律求解此过程中回路产生的焦耳热；
(3)根据力与运动的关系分析两导体棒最终运动形式。根据牛顿第二定律求解回路中的电流。
本题考查了电磁感应现象的双棒模型，对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。