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题型:简答题
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简答题 · 19 分

如图所示,间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ=37º的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3Ω、质量m1=0.1kg、长为l 的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上,S杆的两端固定在b1、b2点,K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s2的加速度沿绳下滑,K杆保持静止,Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长。取g=10 m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8。求:

(1)小环所受摩擦力的大小;

(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。

正确答案

见解析。

解析

(1)设小环受到摩擦力大小为f,则由牛顿第二定律得到

.....................................①

代入数据得到...............................②

说明:①式3分,②式1分

(2)设经过K杆的电流为I1,由K杆受力平衡得到

........................................③

设回路总电流为I,总电阻为R总,

...........................................④

..................................⑤

设Q杆下滑速度大小为v,产生的感应电动势为E,有

.....................................⑥

..................................⑦

.................⑧

拉力的瞬时功率为P=Fv........⑨

联立以上方程得到P=2W......⑩

知识点

牛顿运动定律的综合应用闭合电路的欧姆定律电功、电功率法拉第电磁感应定律
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:

(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?

(2)棒ab受到的力F多大?

(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?

正确答案

见解析。

解析

(1)棒cd受到的安培力 

棒cd在共点力作用下平衡,则 

由①②式代入数据解得 I=1A,方向由右手定则可知由d到c。

(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd

对棒ab由共点力平衡有 

代入数据解得 F=0.2N④

(3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1J热量,由焦耳定律可知 

设ab棒匀速运动的速度大小为v,则产生的感应电动势 E=Blv ⑥

由闭合电路欧姆定律知 

由运动学公式知,在时间t内,棒ab沿导轨的位移 x=vt⑧

力F做的功 W=Fx⑨

综合上述各式,代入数据解得 W=0.4J

知识点

闭合电路的欧姆定律法拉第电磁感应定律电磁感应中的能量转化
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及(时C)发摇现,设计了一种报警装置,电路如图所示. M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻发生变化,导致S 两端电压U 增大, 装置发出警报,此时

A  变大,且R 越大,U 增大越明显

B 变大,且R 越小,U 增大越明显

C变小,且R 越大,U 增大越明显

D变小,且R 越小,U 增大越明显

正确答案

C

解析

S两端电压U增大,故传感器两端电压一定减小;

当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液,RM变小,假设RM减小趋近于零,即等效电源内阻趋近到最小值,R增大趋近无穷大即等效电源的内阻的阻值将趋近于最大值,从U-I图象显然看出,图线的斜率变化最大,即电流变化范围最大,导致“S”上电压变化最明显。

知识点

闭合电路的欧姆定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是

A

B

C

D

正确答案

A

解析

设∠bac=2θ,MN的有效长度为L0,速度为v,导轨的有效长度为,金属棒MN运动时间t后,其电动势为,回路电阻为,电流,大小恒定,与时间无关,故A对;B、C、D错。

知识点

闭合电路的欧姆定律感生电动势、动生电动势
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示,当开关S闭合后(  )

AA1示数变大,A1与A2示数的比值不变

BA1示数变大,A1与A2示数的比值变大

CV2示数变小,V1与V2示数的比值变大

DV2示数不变,V1与V2示数的比值不变

正确答案

A,D

解析


知识点

闭合电路的欧姆定律变压器的构造和原理
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的(       )

A总功率一定减小

B效率一定增大

C内部损耗功率一定减小

D输出功率一定先增大后减小

正确答案

A,B,C

解析

在滑动变阻器的滑片P向右移动时,外电路电阻R变大,总电流变小,总功率=变小,A正确;效率随R变大而变大,B正确;内部损耗功率,随电流减小而减小,C正确;输出功率=,当R=r时,取最大值,当R<r时,随R的增大而增大,当R>r时,随R的增大而减小,因不确定R在什么范围,所以D不选。所以本题选ABC。

知识点

闭合电路的欧姆定律闭合电路中的能量转化
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

图示电路可用来测量电阻的阻值。期中E为电源,R为已知电阻,Rx为待测电阻,V可视为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关。

(1)当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表读数为U1;若S1、S2均向左闭合,电压读数为U2。由此可求出Rx=                  。

(2)若电源电动势E=1.5V,内阻可忽略;电压表量程为1V,R=100Ω。此电路可测量的Rx的最大值为               Ω。

正确答案

(1) ;

(2)200

解析

(1)当闭合时,若均向左闭合时,电压表读数为两端电压,有;若均向右闭合,电压表读数为为电阻两端电压,此时有,联立解得

(2)由,其中的最大值为1V,因此

知识点

闭合电路的欧姆定律
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直. 已知线圈的匝数N =100,边长ab =1. 0 m、bc =0. 5 m,电阻r =2 . 磁感应强度B 在0 ~1 s 内从零均匀变化到0. 2 T. 在1~5 s 内从0. 2 T 均匀变化到-0. 2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向。

求:

(1)0. 5 s 时线圈内感应电动势的大小E 和感应电流的方向;

(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;

(3)在0~5s 内线圈产生的焦耳热Q.

正确答案

(1)E1=10V  方向为 

(2)q=10C 

(3) Q=100J

解析

(1)感应电动势  磁通量的变化

解得代入数据的E1=10V  感应电流的方向为

(2)同理可得,感应电流,电量,解得

代入数据得q=10C

(3)0~1s内的焦耳热,,且,1~5s内的焦耳热,由Q=Q1+Q2代入数据得Q=100J

知识点

闭合电路的欧姆定律闭合电路中的能量转化感生电动势、动生电动势
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图19(a)所示,在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接,电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图19(b)所示,期中ab段和bc段均为直线,且ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知:R=3.0Ω,B=1.0T,r=0.2m。忽略圆盘、电流表和导线的电阻

(1)  根据图19(b)写出ab、bc段对应I与ω的关系式

(2)  求出图19(b)中b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc

(3)  分别求出ab、bc段流过P的电流Ip与其两端电压Up的关系式

正确答案

见解析

解析

(1)图像得出三点坐标o(0,0)b(15,0.1) c(45,0.4)由直线的两点式得I与ω关系式:

(2)圆盘切割产生的电动势为:

   当电源忽略内阻故Up=E 可得:

Ub=0.3v       Uc=0.9v

(3)由并联电路知识有:

 ①

由①②得

知识点

闭合电路的欧姆定律法拉第电磁感应定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻,R0是定值,是灵敏度很高的电流表,MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关,改变滑动头P的位置,当通过电流表的电流为零时,测得,则Rx的阻值为

A

B

C

D

正确答案

C

解析

根据电阻定律有,当电表无读数时,有,解得,选项C正确

知识点

闭合电路的欧姆定律串联电路和并联电路研究闭合电路的欧姆定律
下一知识点 : 闭合电路中的能量转化
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