- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
15． 如图所示，虚线MN、M′N′为一匀强磁场区域的左右边界，磁场宽度为L，方向竖直向下。边长为l的正方形闭合金属线框abcd，以初速度v0沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动，经过一段时间线框通过了磁场区域。已知l<L，甲、乙两位同学对该过程进行了分析，当线框的ab边与MN重合时记为t=0，分别定性画出了线框所受安培力F随时间t变化的图线，如图2、图3所示，图中S1、S2、S3和S4是图线与t轴围成的面积。关于两图线的判断以及S1、S2、S3和S4应具有的大小关系，下列说法正确的是（）
A图2正确，且
B图2正确，且
C图3正确，且
D图3正确，且
正确答案
解析
设切割磁感线的速度是v，线框的质量为m,产生的电流为I，电动势为E，则：E=Blv，线框中的电流为：
则：
考查方向
导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；左手定则
解题思路
根据线框的运动，由牛顿第二定律导出加速度的表达式，进而判断导体棒的运动情况；在图象中，F与t的乘积表示的是面积S，需要推到出Ft的乘积的表达式，从而判断两个的面积是否相等．
易错点
关键判断出导线框的运动情况，从而确定图线是直线还是曲线，通过面积表达式确定是否相等.
知识点
7.如图所示，M为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源。当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是（）(全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
正确答案
解析
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以变压器的输出电压也不变，所以V1、V2的示数都不变，当变阻器的滑动头P向上移动时，滑动变阻器的电阻减小，所以副线圈中的电流增大，根据输入功率等于输出功率，所以原线圈的电流也要变大，故AB正确，CD错误．
考查方向
变压器的构造和原理
解题思路
当变阻器滑片P向上移动时，根据R的变化，确定出副线圈中总电路的电阻的变化，进而可以确定副线圈中总电路的电流的变化的情况，再根据理想变压器电压、电流与匝数的关系，来分析原线圈中电流和电压的变化的情况.
易错点
理解理想变压器输入功率随着输出功率变化而变化，以及理想变压器电压与匝数之间的关系，电流与匝数的关系.
知识点
2.平行导轨固定在水平桌面上，左侧接有阻值为R的电阻，导体棒ab与导轨垂直且接触良好，ab棒在导轨间的阻值为r。输出功率恒为P的电动机通过水平绳向右拉动ab棒。整个区域存在竖直向上的匀强磁场。若导轨足够长，且不计其电阻和摩擦。则电阻R消耗的最大功率为（）
AP
B
C
D
正确答案
解析
当导体棒ab做匀速运动时，电阻R消耗的功率最大，此时电动机做功全部转化为电能，电能又全部转化为电路中的焦耳热，因此电路的功率等于电动机的输出功率P，根据闭合电路欧姆定律及串并联电路的关系可知电阻R消耗的最大功率为
考查方向
电功、电功率；焦耳定律；串联电路和并联电路
解题思路
根据题意可知，导体棒在移动过程中要切割磁感线，产生感应电动势，与电阻R组成回路，导体棒又受到安培力的作用，当导体棒ab做匀速运动时，电阻R消耗的功率最大，根据能量转化关系可知此时电路消耗的功率等于电动机的输出功率P，再根据串并联的关系得出R此时消耗的功率.
易错点
分析出导体棒ab匀速运动时，电阻R消耗的功率最大是解题的关键.
知识点
A阴影部分的面积表示电源的输出功率
B阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C当满足
D当满足
正确答案
解析
A、阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率,故A正确，B错误;
C、当满足α=β时，内外电阻值相等，输出功率最大，故C正确；
D、当满足α＞β时，负载电阻消耗的功率小于电源总功率的一半，则电源的效率小于50%，故D正确．
本题选错误的，故选B.
考查方向
闭合电路的欧姆定律；电功、电功率
解题思路
两条图线的交点为电源连入电阻后的工作电压，即路端电压；电流为工作电流，即干路电流．据此分析所给选项．
易错点
理解电源的U-I图象，电阻的U-I图线的物理意义，明确两者的交点为工作电压，工作电流是解题的关键.
知识点
足够长的两光滑水平导轨间距L＝1.0m，导轨间接有R=2.5Ω的电阻和电压传感器。电阻r＝0.5Ω、质量m＝0.02kg的金属棒ab，在恒力F＝0.5N的作用下沿导轨由静止开始滑动，导轨的电阻忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小B＝1.0T。
15.请判别通过金属棒ab的电流方向；
16.写出电压传感器两端的电压U与金属棒ab速度v的关系式；
17.若F作用2.0m时，金属棒ab已达到最大速度，求这一过程中拉力功率的最大值及金属棒ab产生的焦耳热。
正确答案
右手定则可得 通过金属棒ab的电流方向 “b”到“a” （3分）
解析
右手定则可得 通过金属棒ab的电流方向 “b”到“a” （3分）
考查方向
感应电流方向的判断
解题思路
右手定则可得 通过金属棒ab的电流方向
易错点
不熟悉右手定则
正确答案
解析
金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv （2分）
根据闭合回路的欧姆定律：
考查方向
法拉第电磁感应定律
解题思路
由法拉第电磁感应定律和欧姆定律列式即可得到关系式。
易错点
不会画等效电路图
正确答案
Qab=0.16J
解析
当导体棒达到最大速度时，金属棒的合力为零：F=F安 （2分）
F安=BIL （1分）（写
E=BLv最大 （若同学在第（2）问中没写，写在此处，请赋分在第二问）
可以求得v最大 =1.5m/s （2分）
P输入=Fv最大 （2分）
P输入=0.75W
从静止到最大速度的过程，由动能定理得： 
W安=Q焦耳=0.9775J
金属棒ab产生的焦耳热为
Qab=0.16J
考查方向
功能关系
解题思路
先根据当导体棒达到最大速度时，金属棒的合力为零求出最大速度，然后由动能定理求出安培力做的功，由功能关系就可计算出焦耳热。
易错点
当导体棒达到最大速度时，金属棒的合力为零是解题的突破口。
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