电功、电功率_章节学习

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题型：简答题

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简答题 · 12 分

16．如图所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a，b，c，相距均为d＝1m，导轨ac间横跨一质量为m＝1kg的金属棒MN，棒与导轨始终良好接触．棒的总电阻r＝2Ω，导轨的电阻忽略不计．在导轨bc间接一电阻为R＝2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表．整个装置放在磁感应强度B＝2T匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，已知施加的水平外力功率恒定，经过t＝1s时间棒达到稳定时速度3m／s．试求：

（1）金属棒达到稳定时施加水平恒力F为多大?水平外力F的功率为多少?

（2）金属棒达到稳定时电压表的读数为多少?

（3）此过程中灯泡产生的热量是多少?

正确答案

（1）、F=4N P=12w

（2）、U=10v （3）、Q1=5J

解析

解：(1)当时，金属棒速度达到稳定，则

联立得4N

P=FV=12W

(2) 设电压表的读数为U，则有U=BdV+UL

代入数据得 U=10v

(3)设小灯泡和金属棒产生的热量分别为Q1、Q2，根据焦耳定律得知

由功能关系得：

代入数据得 Q1=5J

考查方向

本题主要考查了电磁感应和电路综合的问题，常和能量结合考查。

解题思路

见解析

易错点

（2）问不会画等效电路图

（3）问中的功能关系

知识点

功能关系电功、电功率通电直导线在磁场中受到的力

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题型：单选题

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单选题 · 6 分

4．如图所示，两根间距为cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为10Ω的光滑导体棒，在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动（接触电阻不计），交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（）

A回路中产生的是正弦式交变电流

B电压表的示数是2V

C导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零

D导体棒上消耗的热功率为0.2W

正确答案

A

解析

A.当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为 E=BLv，由于L按正弦规律变化，这个过程产生正弦式交变电流，故A正确； B.根据电流热效应，设此交流电的电压有效值为U,由，则,则电压表的示数为,故B错误； C.电流表的示数为交流电的有效值，所以导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数不为零，故C错误； D. 导体棒上消耗的热功率为，故D错误；故本题选A

考查方向

本题主要考查导体切割磁感线产生感应电动势及正弦式交流电有效值的理解及应用，焦耳定律。

解题思路

根据公式E=BLv列式分析电流的特点．交流电压表及交流电流表测量的是有效值，根据正弦式交流电的有效值表达式求出有效值，根据焦耳定律求出导体棒的热功率。

易错点

导体棒切割长度的变化规律，及磁场方向的变化，有效值的求法。

知识点

电功、电功率法拉第电磁感应定律正弦式电流的峰值和有效值、平均值

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题型：多选题

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多选题 · 6 分

18.在如图所示电路中，闭合电键S，理想电流表和理想电压表的示数分别用I和U表示，当滑动变阻器的滑动触头P向左滑动时，两表的示数都发生变化。电源的电动势和内电阻始终不变，则下列说法正确的是( )

AI变大，U变小

B比值变大

CR1的功率一定变大

D电源的总功率一定减小

正确答案

B,D

解析

滑动变阻器向左滑动时电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I变小，所以电流示数变小，电阻R1和内阻r上电压也变小，总电动势不变，所以R2电压变大，表压示数的变大，所以A项错误；比值表示R2的电阻，所以比值变大，故B项正确；R1的电阻不变电流减小，根据，所以功率一定变小，故C错误；.电源电源的电动势不变，电流减小，根据的总功率，所以总功率减小，D项正确。所以本题选BD。

考查方向

本题考查的是闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析、电功率。

解题思路

1、滑动变阻器向左滑动时电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律可得，干路电流变小，判定电流表示数变化和电阻R1和内阻r上电压的变化，再判定电压表示数的变化。

2、根据电功率分式计算.R1的功率和电源的总功率。

易错点

1、电压表的示数变化应从电阻R1和内阻的电压变化判定。

2、比值表示R2的电阻。

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率

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题型：简答题

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简答题 · 12.5 分

如图甲所示，宽L=0.5m、倾角θ=30°的金属长导轨上端安装有R=1Ω的电阻。在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场，磁感应强度B按图乙所示规律变化。一根质量m=0.1kg的金属杆垂直轨道放置，距离电阻x=1m。t=0时由静止释放，金属杆最终以υ=0.4m/s速度沿粗糙轨道向下匀速运动。除R外其余电阻均不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：

42.当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为多少？

43.某时刻（t >0.5s）金属杆下滑速度为0.2m/s，此时的加速度多大？

44.金属杆何时开始运动？

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

0.04W；

解析

匀速时磁感应强度应无变化，B=1T

A……2分

W……2分

考查方向

电磁感应定律，牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时，磁感应强度不变，利用公式求解功率；在判断物体的运动情况时，结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

匀速时

而N

N……2分

速度为0.2m/s时，N ……1分

由得=0.5m/s2……2分

考查方向

电磁感应定律，牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时，磁感应强度不变，利用公式求解功率；在判断物体的运动情况时，结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑

解析

由图b可知：释放瞬间磁场变化率k=1T/s，

感应电流A

安培力N

由于，所以开始释放时金属杆无法下滑……3分

在0.5s内，安培力不断增加，范围0.125-0.25N，所以在0.5s前金属杆无法运动。

金属杆在0.5s后感应电流消失的瞬间才开始下滑。……2分

考查方向

电磁感应定律，牛顿第二定律的综合应用

解题思路

匀速运动时，磁感应强度不变，利用公式求解功率；在判断物体的运动情况时，结合牛顿第二定律列式求解。

易错点

结合受力分析安段金属棒的运动情况

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题型：多选题

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多选题 · 3 分

15.如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（）

A电压表的示数变大

B电池输出功率变小

C电阻R2两端的电压变大

D电池的效率变小

正确答案

D

解析

总电流增大，内电压变大，外电压变小，电压表测的是外电压，所以电压表示数变小．故A错误；设电路中的电阻R1、R2和R3的阻值为R，当电键打在1时，R2两端的电压U2==E，当电键打在2时R2两端的电压U2′=E=E，可知．U2′＜U2．故C错误。电池的效率可根据η==得知，外电压U变小，电池的效率变小。故D正确；根据，带入上面的式子可知，功率的大小无法判断，所以B错。

考查方向

闭合电路的欧姆定律。

解题思路

将电键S1由位置1切换到位置2，通过外电阻的变化，抓住电动势和内阻不变，分析电流、外电压的变化．电池的效率可根据η=得知。

易错点

关键是抓住电源的电动势和内阻不变，结合闭合电路欧姆定律进行动态分析。

知识点

闭合电路的欧姆定律电功、电功率串联电路和并联电路

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正确答案

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