- 欧姆定律
- 共83题
如图所示，电源电动势E＝50V，内阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝6Ω。间距d＝0.2m的两平行金属板M、N水平放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场．板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB，有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m＝0.01kg、带电量大小为q＝1×10-3C（可视为点电荷，不影响电场的分布）。现调节滑动变阻器R，使小球恰能静止在A处；然后再闭合K，待电场重新稳定后释放小球p。取重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压；
（2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）小球p到达杆的中点O时的速度。
正确答案
解答：（1）小球带负电
恰能静止应满足mg ＝Eq＝ Uq/d
U ＝mgd/q ＝0.01×10×0.2/1×10-3V＝ 20V
（2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，由电路电压关系： E/(Rx+R2+r) ＝ U/R2
代入数据求得Rx＝8Ω
（3）闭合电键K后，设电场稳定时的电压为U'， 由电路电压关系：E/(Rx+R12+r)＝U//R12
代入数据求得U'＝100/11 V
由动能定理：mgd/2 - U'q/2＝mv2/2
代入数据求得v＝1.05m/s。
如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一定值电阻的伏安特性曲线。将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路，若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这个定值电阻的阻值为________Ω。现有4个这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干个进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是________W。
正确答案
6.0，50
如图所示，两条足够长的平行长直金属细导轨、固定于同一水平面内，它们之间的距离为，电阻可忽略不计，和是两根质量皆为的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动。两杆的电阻皆为，杆的中点系一轻绳，绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行．导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为。现两杆及悬挂物都从静止开始运动．求：
(1)当杆及杆的速度分别达到1和2时，两杆加速度的大小各为多少？
(2)最终杆及杆的速度差为多少(两杆仍在导轨上运动)？
正确答案
解：(1)用1和1分别表示回路的感应电动势和感应电流的大小，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知
1=(2－1)
1=1/2
令1表示磁场对每根杆的安培力的大小，则1=1
令1和2分别表示杆、杆和物体加速度的大小，2表示绳中张力的大小，由牛顿定律可知
1=1
－2=2
2－1=2
由以上各式解得1=
(2)最终杆及杆的加速度相同，设其为，速度差为
2=
2=/2令3表示磁场对每根杆的安培力的大小，则3=24表示绳中张力的大小，由牛顿定律可知
3=
－4=
4－3=
由以上各式解得
有一个1000匝的线圈，在4s内穿过它的磁通量从0均匀增加到0.1Wb。
（1）求线圈中的感应电动势；
（2）若线圈的总电阻是
正确答案
（1）25V
（2）0.25A
如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上，两导轨间距L=0.20cm，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经t=5.0s时
（1）通过金属杆的感应电流的大小和方向；
（2）金属杆的速度大小；
（3）外力F的瞬时功率。
正确答案
解：（1）由图象可知，
此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）
用右手则定判断出，此时电流的方向由b指向a
（2）金属杆产生的感应电动势
因
（3）金属杆速度为v时，电压表的示数应为
由图象可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动
金属杆运动的加速度
根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有F-BIL=m，解得F=0.20N
此时F的瞬时功率P=Fv=1.0W
扫码查看完整答案与解析