- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出），直导体棒在水平外力作用下以速度ω绕O逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g，求：
（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；
（2）外力的功率。
正确答案
（1）在
根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的感应电动势大小为：
根据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端，因此流过导体R的电流方向是从C端流向D端；由欧姆定律流过导体R的电流满足：
联立①②③可得：
（2）
在竖直方向有：
式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力相等，其值为N，两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为：
在
克服摩擦力做的总功为：
在
根据能量转化和守恒定律，外力在
外力的功率为：
由④至（12）式可得：
解析
略
知识点
如图所示，边长为L、不可形变的正方形导体框内有半径为r的圆形区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k＞0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝
AR1两端的电压为
B电容器的a极板带正电
C滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍
D正方形导线框中的感应电动势为kL2
正确答案
解析
滑片在中间位置是，P将R分为
则R2与
知识点
如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、 V2、 V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值为△I，则
正确答案
解析
此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大；电流表的示数增大，A项正确；电源的内阻分压增大，所以路端电压减小，即V2的示数减小，B项错误；电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，由于电流增大，定值电阻的分压增大，滑动变阻器两端的电压减小，所以V1的示数变化大于V2，D项正确；将定值电阻等效为电源的内阻，
知识点
如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：线框右边开始进入磁场时，由右手定则可知，电流方向为逆时针；当右边框开始进入右边磁场时，电流变化顺时针；而从磁场中离开时，电流方向为逆时针；
由E=BLV及V=at可知，E=BLat，电动势随时间为均匀增大，故电流也随时间均匀增大，故A正确；
而由E=BLV及V2=2as可知，E=BL
故选AC。
知识点
在测量精度要求较高时，常常可以用如图甲所示的电路来测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，R0是作已知电阻用的电阻箱，G是灵敏电流计（零刻度在中央），MN是一段粗细均匀的长直电阻丝，S是开关，P是滑动触头，按下P时，电流计的一端与电阻丝接通。测量电阻的步骤如下：
①用多用电表测出Rx的大约值，在电阻箱上选取跟它接近的某一阻值R0；
②闭合开光S，把滑动触头放在MN的中点附近，按下P，观察电流计G的指针偏转方向；
③向左或向右滑动P，直到按下P时G的指针指在零刻度；
④用刻度尺测量出此时MP、PN的长度l1、l2；
⑤重复步骤③④，多次测量求出平均值。
（1）待测电阻的阻值Rx= （用上述已知量和测量量表示）；
（2）如果滑动触头P在从M向N滑动的整个过程中，每次按下P时，流过G的电流总是比前一次增大（均未超出G的量程）。经检测MN间的电阻丝是导通的，由此判断，可能是 断路（选填“R0”或“Rx”）；
（3）如图乙所示，某同学在测量时，用毫伏电压表V（零刻度在表盘的左侧）替代灵敏电流表，当滑动触头P由M向MN的中央滑动的过程中，为保证毫伏电压表的工作安全，毫伏电压表的正接线柱应接在 端（选填“A”或“P”）。
正确答案
（1）
（2）Rx（3分）
（3）P（3分）
解析
略
知识点
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