- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
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
代入数据得到
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
设回路总电流为I,总电阻为R总，有
设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有
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
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
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
A 
B
C
D
正确答案
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
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
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
知识点
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
（2）由
知识点
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