- 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
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
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