- 闭合电路的欧姆定律
- 共246题
25.如图所示,磁场的方向垂直于xy平面向里,磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1m增加量为1.0×10-2T,即=1.0×10-2T/m,有一个长L=0.2m,宽h=0.1m的不变形的单匝矩形金属线圈,以v=0.2m/s的速度沿x方向运动。则线圈中感应电动势E为________V,若线圈电阻R=0.02Ω,为保持线圈的匀速运动,需要外力大小为________N
正确答案
、
解析
(1)设线圈向右移动一距离△ S,则通过线圈的磁通量变化为:△ Φ=△ S△ B,而h△ t=,根据法拉第电磁感应定律可感应电动势力为E=
=hv
=4×10﹣5 V。(2)根据欧姆定律可得感应电流I=
=2×10﹣3 A,电流方向是沿逆时针方向的,导线dc受到向左的力,导线ab受到向右的力。安培力的合力FA=(B2﹣B1)Ih=
LIh=4×10﹣7N,所以外力F=FA=4×10﹣7N。
考查方向
解题思路
(1)求出线圈移动△S磁通量的变化量以及所需的时间,根据法拉第电磁感应定律E= 求出感应电动势的大小。(2)根据欧姆定律求出电流,根据安培力公式可求出其大小,由于线圈做匀速运动,知外力等于线圈所受的安培力,即可求解。
易错点
掌握法拉第电磁感应定律E=。
知识点
4.如图所示,某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”,若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T,玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m,电源的电动势为E=3V,内阻r=0.1Ω,限流电阻R0=4.9Ω,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为1.5V,则( )
正确答案
解析
A、由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极,在电源外部电流由正极流向负极,因此电流由边缘流向中心;器皿所在处的磁场竖直向上,由左手定则可知,导电液体受到的磁场力沿逆时针方向,因此液体沿逆时针方向旋转;故A错误;
B、电压表的示数为1.5V,则根据闭合电路的欧姆定律:E=U+IR0+Ir,所以电路中的电流值:I==
=0.3A,
液体所受的安培力大小为:F=BIL=BIa=0.1×0.3×0.05=1.5×10﹣3N.故B错误;
C、液体的等效电阻为R=0.9Ω,10s内液体的热能Q=I2Rt=0.32×0.9×10=0.81J.故C错误;
D、玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω,则液体热功率为P热=I2R=0.32×0.9=0.081W,故D正确.
考查方向
解题思路
在电源外部,电流由正极流向负极;由左手定则可以判断出导电液体受到的安培力方向,从而判断出液体的旋转方向;根据闭合电路的欧姆定律求出电路中的电流值,然后根据安培力的公式计算安培力的大小,根据焦耳定律计算热功率,从而即可求解.
知识点
7.如图甲所示,很长的粗糙的导轨MN和PQ水平平行放置,MP之间有一定值电阻R,金属棒ab的电阻为r,不计导轨电阻,整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场里,t=0时刻,ab棒从静止开始,在外力F作用下沿导轨向右运动,金属棒ab的电流随时间变化如图乙所示,则ab棒加速度a随时间t变化的图象,R上通过的电量qR随时间的平方t2变化的图象,正确的是:( )
正确答案
解析
金属棒切割磁感线,感应电动势,
,由于电流与时间成正比,所以可知,金属棒做匀加速直线运动,A错,B对;
,
化简可知
,所以答案为C
考查方向
解题思路
首先利用牛顿第二定律列出方程,分析金属棒的加速度与时间关系,然后求电量
易错点
电磁感应中求电量时不能用瞬时电流求解
知识点
7.如图所示,由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r圆形平面形成的闭合回路,R>r,导线单位长度的电阻为A,导线截面半径远小于R和r。圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B=kt(k>0,为常数)的规律变化的磁场,单位长度的电阻为a,且R>r,下列说法正确的是
正确答案
解析
根据穿过整个回路的磁通量增大,依据楞次定律,及R>r,则大圆环中电流的方向为逆时针,小圆环中电流的方向为顺时针,故A错误,B正确;
根据法拉第电磁感应定律,则有:E=kπ(R2﹣r2),由闭合电路欧姆定律,那么回路中感应电流大小为I==
=
,故C错,D对;
考查方向
解题思路
根据楞次定律来判定感应电流的方向,依据法拉第电磁感应定律,来确定感应电动势的大小,再求得整个回路的感应电动势,依据闭合电路欧姆定律,从而即可求解.
易错点
理解整个回路的感应电动势大小的计算,应该是两环的感应电动势之差,并掌握闭合电路欧姆定律的内容.
知识点
20.粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框,置于正方形有界匀强磁场中,磁感应强度为B,方向垂直于线框平面,图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场,并且速度始终与线框最先进入磁场的那条边垂直。在通过如图所示的位置时,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
设线框的电阻为R,
甲图中:ab两点间的电势差等于外电压,其大小为U=E=
B•2Lv=
BLv,电流为I=
=
;乙图中:ab两点间的电势差等于外电压的
,其大小为U=
E=
B•2Lv=
BLv,电流为I=
;丙图中:ab两点间的电势差等于
,电流为I=
;丁图中:ab两点间的电势差等于
,电流为I=
;由上分析可知AB正确。
甲图中的安培力,乙图中的安培力
,所以甲乙相等;丙图中安培力
,丁图
,丙图,丁图相等,但是四幅图不等,C错;由于电流相等,所以电功率也相等,所以D正确。
考查方向
解题思路
根据导体垂直切割磁感线产生的感应电动势公式E=BLv和欧姆定律,分析ab两点间的电势差的大小和感应电流的大小
易错点
掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势公式E=BLv,分析电势差与电动势的关系,也可以画出电路的等效电路图,根据等效电路图求解导线的电势降落
知识点
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( )
正确答案
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
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
21.如图,两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内,其左端接有定值电阻R。Ox轴平行于金属导轨,在0≤x≤4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场,磁感应强度B随坐标x(以m为单位)的分布规律为B=0.8-0.2x(T)。金属棒ab在外力作用下从x=O处沿导轨运动,ab始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变,则金属棒( )
正确答案
解析
选项A,由功率的计算:P=知道由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变则,E不变,故A错误。B选项,在x1与x3处受到磁场B的作用力大小由
,P=EI
可知
,B正确。C选项,由
=
,知道,
,选项C正确。选项D,
知道,I相等电量之比等于时间差之比,则从x1到x2与从x2到x3的过程中通过R产生的焦耳热
之比为5:3,D正确。
考查方向
解题思路
由功率的计算:P=知道由于金属棒从x1=1m经x2=2m到x3=3m的过程中,R的电功率保持不变则,E不变。根据
比较磁场作用力的大小。由感应电荷量和磁通量的变化量的关系,
算出电荷量之比。由
求出焦耳热。
易错点
对导体在磁场中转动时切割磁感线电动势的计算不清楚。
知识点
8.如图所示,直流电源、滑动变阻器、平行板电容器与理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为∝)连接,电源负极接地。开始时电容器不带电,闭合开关S,稳定后,一带电油滴恰能静止在电容器中P点。在开关S保持接通的状态下,下列说法正确的是
正确答案
解析
A、当滑动变阻器的滑片向上滑动时,变阻器有效阻值增大,R的电压增大,则电容器板间电压增大,场强增大,油滴所受的电场力增大,所以带电油滴会向上运动.故A正确.
B、当电容器的上极板向上移动时,由电容的决定式C==
知,电容减小,而电容器的电压不变,由C=
知,Q要减小,电容器要放电,由于二极管的单向导电性,所以电容器不能放电,则电容器的带电量不变,根据推论可知电容器板间场强不变,油滴所受的电场力不变,所以带电油滴仍静止不动,故B错误.
C、当电容器的下极板向下移动时,电容器所带的电量Q不变,由E=知电容器板间场强不变,由U=Ed知,P与下极板间的电势差变大,P点的电势会升高.故C错误.
D、当电容器的下极板向左移动时,C=,电容器的电容减小,由C=
知,Q要减小,电容器要放电,由于二极管的单向导电性,所以电容器不能放电,则电容器的带电量不变,那么只能是极板间U增大,由E=
知电容器板间场强变大,则P与下极板间的电势差变大,P点的电势升高.故D正确.
考查方向
解题思路
根据平行板电容器的电容的决定式、电容的定义式与匀强电场场强与电势差的关系求出极板间的电场强度,根据题意判断极板间的电场强度如何变化,然后判断P点电势、油滴的电势能如何变化,判断油滴如何运动.
易错点
电容器的极板在变化过程中关于电量,场强大小,是否充放电的判断
知识点
用如图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,所用器材如下:
电源E(电动势约为3V,内阻可忽略)
电压表Vl(量程为3V,内阻很大)
电压表V2(量程为3V,内阻很大)
定值电阻R1(阻值为400Ω)
定值电阻R2(阻值为200Ω)
电阻箱R(最大阻值为999.9Ω)
单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
11.请将图乙中的实物按图甲所示的电路进行连线;
12.开关Sl闭合,将S2拨到1位置,记录电压表Vl示数;再将S2拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表Vl示数相同,记录电阻箱的阻值R如图丙所示,则R=____ Ω;
13.根据以上操作可算出未知电阻Rx=______Ω(结果保留两位有效数字)。
正确答案
】如图所示 (3分)
解析
根据原理图可得出对应的实物图如图所示;
考查方向
解题思路
据原理图可明确对应的实物图;
易错点
实验原理、电路的结构,有效数字的保留等
正确答案
(3分)
解析
根据电阻箱的读数原理可知,电阻箱的读数为3×100=300.0Ω;
考查方向
解题思路
根据电阻箱的读数方法可明确电阻箱的读数;
易错点
实验原理、电路的结构,有效数字的保留等
正确答案
(3分)
解析
由电路图可知,R与R2串联;RX与R1串联;两次实验中电压不变;当两电压表示数相等时,根据串并联电路规律可知:
=
解得:RX==
=2.7×102Ω;
考查方向
解题思路
明确电路结构,明确两次实验中两支路上的电压相等,则根据串联电路电压规律可明确电阻关系,从而求出未知电阻.
易错点
实验原理、电路的结构,有效数字的保留等
23.如图所示是研究电源电动势和电路内、外电压关系的实验装置。电池的两极A、B与电压表V2相连,位于两个电极内侧的探针a、b与电压表V1相连,R是滑动变阻器,电流表A测量通过滑动变阻器的电流,置于电池内的挡板向上移动可以使内阻减小。当电阻R的滑臂向左移动时,电压表V2的示数_______________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。若保持滑动变阻器R的阻值不变,将挡板向上移动,则电压表V1的示数变化量ΔU1与电流表示数变化量ΔI的比值_______________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
正确答案
变小、不变
解析
根据题意,电压表1测得是电源的内压降,电压表2测得是电源的外压降,由闭合电路欧姆定律I=知,当电阻R向左移动时外电阻变小,总电流变大,由
=Ir知内压降变大,故电压表1的示数变小;
因电源电动势等于电源内外电路之和,故电压表1和电压表2的示数之和不变;若保持滑动变阻器R的阻值不变,将挡板向上移动,显然斜率代表外电组R,故比值不变。
考查方向
解题思路
本实验的关键是弄清和
分别测得是电源的内外电压,然后再根据闭合电路欧姆定律进行讨论即可
易错点
理解电源内电压以及a的电势应小于b点电势
知识点
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