2023-2024学年怀仁一中高三年级摸底考试（24010C）z物理考试试卷

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(1)电动机是电动汽车的核心动力部件，其原理可以简化为如图甲所示的装置：无限长行光滑金属导轨相距L,导轨面水，电源电动势为E,内阻不计。垂直于导轨放置一根质量为m的导体棒MN,导体棒在两导轨之间的电阻为R,导轨电阻忽略不计。导轨面存在垂直于面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。闭合开关S,导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势E反，此时闭合回路的电流大小可用1-F来计算。①在图乙中定性画出导体棒运动的-图像，并通过公式推导分析说明电动汽车低速比高速行驶阶段提速更快的原因；②求导体棒从开始运动到稳定的过程中流过的总电荷量q。(2)电动汽车行驶过程中会受到阻力作用，阻力F阻与车速v的关系可认为F阻=k,其中k为未知常数。某品牌电动汽车的电动机最大输出功率Pm=180kW,最高车速vm=180km/h,车载电池最大输出电能A=60kW·h。若该车以速度o=60km/h在直公路上匀速行驶时，电能转化为机械能的总转化率为90%，求该电动汽车在此条件下的最大行驶路程、。XX X乙【答案】(1)①见解析②。(2)486km【解析】(1)①设导体棒运动的速度大小为，根据闭合电路欧姆定律知，导体棒中的电流I=E-BLvR由牛顿第二定律有BIL=ma联立解得a=(E-BLv)BLmR由此可知，导体棒做加速度减小的加速运动，直至做匀速运动。导体棒运动的-t图像如图所示电动汽车在低速行驶时，电动机产生的反电动势较小，车辆加速度较大，提速更快②当Q-0时，导体棒达到最大速度vm,根据法拉第电磁感应定律有E=BLUm由动量定理有BIL△t=mvm根据电流的定义有g=ItmE联立解得qBL(2)电动汽车做匀速运动时，有F=Fa·100·