如图4所示是日光灯的构造示意图.若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是（ ）
A.S1接通，断开S2、S3，日光灯就能正常发光
B.S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光
C.S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光
D.当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光
图4
【解析】S1接通，S2、S3断开，电源电压220 V加在灯管两端，不能使气体电离，日光灯不能发光，选项A错误.S1、S2接通，S3断开，灯丝两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误.S3断开，S1、S2 接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，选项C正确.当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误.该题的正确答案为C.
图2所示,A和B是电阻为R的电灯,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开.下列说法中,正确的是( )
图2
A.B灯立即熄灭
B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d
D.有电流通过A灯,方向为b→a
【解析】对断电自感现象,要根据自感线圈总是阻碍自感电流的变化进行判断.
根据题意可知L的电阻也为R,S1断开前,A、B、R、L上的电流均相同.S1断开后,由于L的作用电流将逐渐减小.这一电流不会通过B灯,而只通过A灯,方向b→a,它只能使A灯迟一些熄灭,而不能使A灯更亮,故A、D正确.
近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆,航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统.飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力,它还能清理“太空垃圾”等.从1967年至1999年的17次试验中,飞缆系统试验已获得部分成功.该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释.
图15
图15为飞缆系统的简化模型示意图,图中两个物体P、Q的质量分别为mP、mQ,柔性金属缆索长为l,外有绝缘层,系统在近地轨道做圆周运动,运动过程中Q距地面高为h.设缆索总保持指向地心,P的速度为vP.已知地球半径为R,地面的重力加速度为g.
(1)飞缆系统在地磁场中运动,地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.设缆索中无电流,问缆索P、Q哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP,求P、Q两端的电势差;
(2)设缆索的电阻为R1,如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流,相应的电阻为R2,求缆索所受的安培力多大;
(3)求缆索对Q的拉力FQ.
如图14所示，水平面上平行放置的光滑金属导轨相距L=0.2 m，导轨置于磁感应强度B=0.5 T、方向与导轨平面垂直的匀强磁场中，导轨左端接阻值为R=1.5 Ω的电阻，导轨电阻可忽略不计.今把电阻r=0.5 Ω的导体棒MN放在导轨上，棒与导轨垂直，接触良好.若导体棒以v=10 m/s的速度匀速向右运动，求:
图14
（1）导体棒中感应电动势的大小及通过MN棒的电流大小；
（2）导体棒两端的电势差；
（3）维持导体棒做匀速运动所施加的向右的水平外力的大小.
一直升机停在南半球的地磁极上空.该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B.直升机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图13所示.如果忽略a到转轴中心线的距离,用E表示每个叶片中的感应电动势,则( )
图13
A.E=πfl2B,且a点电势低于b点电势
B.E=2πfl2B,且a点电势低于b点电势
C.E=πfl2B,且a点电势高于b点电势
D.E=2πfl2B,且a点电势高于b点电势
图11中,虚线右侧存在垂直纸面指向纸内的匀强磁场,半圆形闭合线框与纸面共面,绕过圆心O且垂直于纸面的轴匀速转动.线框中的感应电流以逆时针方向为正方向,那么图12中哪个图能正确描述线框从图示位置开始转动一周的过程中,线框中感应电流随时间变化的情况( )
图11
图12
