高中物理專題匯編物理穩(wěn)恒電流一

1、高中物理專題匯編物理穩(wěn)恒電流（一）一、穩(wěn)恒電流專項(xiàng)訓(xùn)練1. 41.0T范圍內(nèi)，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化（或均勻變化）（4）磁場(chǎng)反向，磁敏電阻的阻值不變.【解析】（1）當(dāng)B= 0.6T時(shí)，磁敏電阻阻值約為 6X1500= 900Q,當(dāng)B=1.0T時(shí)，磁敏電阻阻值約為11X150（ 1650a.由于滑動(dòng)變阻器全電阻 20比磁敏電阻的阻值小得多，故滑動(dòng)變阻RxRvRa,所以電流表應(yīng)內(nèi)接.電路圖如圖所示.器選擇分壓式接法；由于(2)方法一：根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以求得磁敏電阻的阻值分別為:0.450.30 10 31500R20.910.60 10 31516.7 ,150015001.5031.0

2、0 10R41.79-Z31.20 101491.7，R52.7131.80 101505 ，故電阻的測(cè)量值為R1R2R4R51503( 1500 1503 都算正確.)R 1500 由于R 15010從圖1中可以讀出B=0.9T方法二：作出表中的數(shù)據(jù)作出UI圖象，圖象的斜率即為電阻（略）.（3）在00.2T范圍，圖線為曲線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化（或非均勻變化）；在0.41.0T范圍內(nèi)，圖線為直線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線性變化（或均勻變化）；（4）從圖3中可以看出，當(dāng)加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的磁場(chǎng)時(shí)，磁敏電阻的阻值 相等，故磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān).本題以最

3、新的科技成果為背景，考查了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力.從新材料、新情景中舍棄無(wú)關(guān)因素，會(huì)看到這是一個(gè)考查伏安法測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，及如 何根據(jù)測(cè)得的U、I值求電阻.第（3）、（4）問(wèn)則考查考生思維的靈敏度和創(chuàng)新能力.總之本題是一道以能力立意為主，充分體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的三維目標(biāo)，考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、 獲取新知識(shí)的能力、建模能力的一道好題.2.對(duì)于同一物理問(wèn)題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。如圖所示：一段橫截面積為S長(zhǎng)為l的金屬電阻絲，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，每一個(gè)電子電量為 e。該電阻絲通有恒定電流時(shí)，兩端的電勢(shì) 差為U,假

4、設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v。AD(1)求導(dǎo)線中的電流I;(2)有人說(shuō) 導(dǎo)線中電流做功，實(shí)質(zhì)上就是導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做功這種說(shuō)法是否正確，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。(3)為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況，物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量，定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的電量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j ,導(dǎo)線的電阻率為，試證明：j 。 l【答案】(1) I neSv; (2)正確，說(shuō)明見解析；(3)證明見解析【解析】【詳解】(1)電流的定義式Q nSvtenSle,UnSel一vt nSevUt l(1)電流的定義式Q nSvtenSle,UnSel一vt nSevUt lI

5、 1，在t時(shí)間內(nèi)，流過(guò)橫截面的電何量因此I neSv(2)這種說(shuō)法正確。在電路中，導(dǎo)線中電流做功為：W UIt在導(dǎo)線中，恒定電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E ,導(dǎo)體中全部自由電荷為導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷力做的功：W qEvt qU vt又因?yàn)镮 neSv,貝UW UIt故 導(dǎo)線中電流做功，實(shí)質(zhì)上就是導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的靜電力做功”是正確的。(3)由歐姆定律：U IR由電阻定律：R -S則UI L則有：U - TOC o 1-5 h z SlS、，一QI電流密度的定義：jSt S3.如圖所示，一根有一定電阻的直導(dǎo)體棒質(zhì)量為巾、長(zhǎng)為l,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之接觸良好；棒左

6、側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控電阻；導(dǎo)軌 置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，t = 時(shí)刻，給導(dǎo)體棒一個(gè)平行與導(dǎo)軌的初速度，此時(shí)可控電阻的阻值為在棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)可控電阻的變化使棒中的電流強(qiáng)度保持恒定，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒一直在磁場(chǎng)中。小電阻X小電阻XX(1)求可控電阻 R隨時(shí)間變化的關(guān)系式；(2)若已知棒中電流強(qiáng)度為 I,求0 時(shí)間內(nèi)可控電阻上消耗的平均功率P;(3)若在棒的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將題中的可控電阻改為阻值為四口的定值電阻，則棒將減速運(yùn)動(dòng)位移為后停下；而由題干條件，棒將運(yùn)動(dòng)位移 M后停下，求功的值。解中上解中上mxi 21；(3)網(wǎng) 1【解析】試題分析：(1)因

7、棒中的電流強(qiáng)度保持恒定，故棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒的電 阻為二電流為I,其初速度為M,，加速度大小為a,經(jīng)時(shí)間后，棒的速度變?yōu)関,則有:v= - atBL四I =BL四I =珈十 丁，經(jīng)時(shí)間士后棒中電流為:BLvRFt而 m t -。時(shí)刻棒中電流為:血？ TOC o 1-5 h z R = /? 0-1由以上各式得：加。尸八R-殳(2)因可控電阻R隨時(shí)間均勻減小，故所求功率為：2必“二的一 由以上各式得：2m 。(3)將可控電阻改為定值電阻打。,棒將變減速運(yùn)動(dòng)，有：見二瓦，二 BTE酬，而也豈_惻曲(1一，) 工二上7T二的. r t：由以上各式得1 五一，而上2口，由以上各式X2得X2得mv

8、oCflo + r)2B2L2X 2所求11?？键c(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道分析導(dǎo)體棒受力情況，應(yīng)用閉合電路歐姆定律和牛頓第 二定律求解，注意對(duì)于線性變化的物理量求平均的思路，本題中先后用到平均電動(dòng)勢(shì)、平 均電阻和平均加速度。.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻 r=0.5 0,當(dāng)開關(guān)S閉合后電路正常工作，電壓表的讀數(shù) U=2.8V,電流表的讀數(shù)I=0.4A。若所使用的電壓表和電流表均為理想電表。求： 電阻R的阻值；電源的內(nèi)電壓 U內(nèi)；電源的電動(dòng)勢(shì)E?！敬鸢浮?Q;0.2V；3V【解析】【詳解】由歐姆定律U IR得U 2.8“R - Q 7 Q

9、I 0.4電阻R的阻值為7Q。電源的內(nèi)電壓為U 內(nèi) Ir 0.4 0.5 0.2V電源的內(nèi)電壓為 0.2V。根據(jù)閉合電路歐姆定律有E U Ir 2.8V 0.4 0.5V 3V即電源的電動(dòng)勢(shì)為 3V。.微波爐的工作應(yīng)用了一種電磁波一一微波（微波的頻率為2.45 X 16Hz）食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能增加，溫度升高，食物增加的能量是微波給它的.右下表是某微波爐的部分技術(shù)參數(shù)，問(wèn)：AAAAAiS 波爐 3-5021Hff 款定電壓，S20V 50Hz 徵波趣定功率二noov 敝波輸出功率工TOOf 內(nèi)惶客根1 2OL 振蕩顫率1冽5。叫工(1)該微波爐內(nèi)磁控管產(chǎn)生的微波波長(zhǎng)是

10、多少？(2)該微波爐在使用微波擋工作時(shí)的額定電流是多少？(3)如果做一道菜，使用微波擋需要正常工作30min,則做這道菜需消耗的電能為多少【答案】(1)0.12m (2) 5A (3) 1.98 106J【解析】【分析】 由c=X求得入；額定電流=額定功率除以額定電壓；消耗的電能等于功率與時(shí)間的乘積.【詳解】(1)波長(zhǎng)為3 1082450 1060.12m .(1)波長(zhǎng)為3 1082450 1060.12m .(2)額定電流:1100 A2205A.(3)消耗的電能 E=W=Pt=1100 X 1800=1.98 6J. X 10【點(diǎn)睛】 本題主要考查了電功率和電能的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題.如圖所示

11、，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為 。的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng). M、P兩點(diǎn)間接有電阻值為 R的電阻，一根質(zhì)量為 m的均勻直金屬桿 ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓 ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦.求:觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦.求:甲乙(1)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng) ab桿的速度大小為 v時(shí)桿中的電流及桿的加速度大小;(2)在下滑過(guò)程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值.(1)BLvgsin2, 2BLv(2)在下滑過(guò)程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值.(1

12、)BLvgsin2, 2BLvmR(2)mgRsin_ 2 2B L(1)當(dāng)(1)當(dāng)ab加速下滑時(shí)，速度大小為v時(shí)，則E BLv根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：IERBLv故I ,萬(wàn)向由a至ij b由安培力公式：F BIL根據(jù)牛頓第二定律：mgsin F ma_ 22B2L2_ 22B2L2vmR整理可以得至ka (mgsin-)/ m g sin (2)當(dāng)a 0時(shí)ab桿的速度可以達(dá)到最大值即： mgsin BL 3vm所以：mgRsin所以：ZT22B L.如圖所示，豎直放置的兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng),導(dǎo)軌的兩端 分別與電源(串有一滑動(dòng)變阻器 R)、定值電阻、電容器(原來(lái)不帶電)和開關(guān) K

13、相連.整個(gè)空間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B. 一質(zhì)量為m,電阻不計(jì)的金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上.已知電源電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻為r,電容器的電容為 C,定值電 阻的阻值為R0,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.(1)當(dāng)K接1時(shí)，金屬棒ab在磁場(chǎng)中恰好保持靜止，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R為多大？(2)當(dāng)K接2后，金屬棒ab從靜止開始下落，下落距離 s時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，則此穩(wěn)定速 度的大小為多大？下落 s的過(guò)程中所需的時(shí)間為多少？(3) ab達(dá)到穩(wěn)定速度后，將開關(guān) K突然接到3,試通過(guò)推導(dǎo)，說(shuō)明 ab作何種性質(zhì)的運(yùn) 動(dòng)？求ab再下落距離s時(shí)，電容器儲(chǔ)存的電能是多少？(設(shè)電容器不漏電，此時(shí)電容器

14、沒 有被擊穿)Lc44_ 2 _ i-2_ 2 2【答案】（1） - r （2） 2-52風(fēng)（3）勻加速直線運(yùn)動(dòng)mgsCB2 L2mgmgRB Lm cB L【解析】【詳解】(1)金屬棒ab在磁場(chǎng)中恰好保持靜止，由BIL=mgebl得R 一mg由mg2.2由mg2.2B L vR0mgR得v g 0b2l2由動(dòng)量定理，得mgt BILtmv其中由動(dòng)量定理，得mgt BILtmv其中q4.4B L s得4.4B L s得t m2gR2mgR0B2L2(3) K接3(3) K接3后的充電電流CBLCBL， ttCBLamg-BIL=ma/口mg得a 島中二常數(shù) m CB L勻加速直線運(yùn)動(dòng)”，電流是

15、恒定的.所以ab棒的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)是 v22-v2=2as勻加速直線運(yùn)動(dòng)”，電流是恒定的.1 o 1 o根據(jù)能重轉(zhuǎn)化與寸恒得E mgs ( mv2mv )2222解得：e 飾叱L2 m cB L本題是電磁感應(yīng)與電路、力學(xué)知識(shí)的綜合，關(guān)鍵要會(huì)推導(dǎo)加速度的表達(dá)式，通過(guò)分析棒的 受力情況，確定其運(yùn)動(dòng)情況.8.對(duì)于同一物理問(wèn)題，常常可以從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段長(zhǎng)為l、橫截面積為S的細(xì)金屬直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為 e、質(zhì)量為m。(1)該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率恒為Vo求導(dǎo)線中的電流I;為了更精細(xì)地描述電流的分布

16、情況，引入了電流面密度J,電流面密度被定義為單位面積的電流強(qiáng)度，求電流面密度 J的表達(dá)式；經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為，金屬的電阻源于定向運(yùn)動(dòng)的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞，該碰撞過(guò)程將對(duì)電子的定向移動(dòng)形成一定的阻礙作用，該作用可等效為施加在電子上的一個(gè)沿導(dǎo)線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動(dòng)的速率成正比，比例系數(shù)為ko請(qǐng)根據(jù)以上描述構(gòu)建物理模型，求出金屬導(dǎo)體的電阻率p的微觀表達(dá)式。(2*)將上述導(dǎo)線彎成一個(gè)閉合圓線圈，若該不帶電的圓線圈繞通過(guò)圓心且垂直于線圈平 面的軸勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中不會(huì)有電流通過(guò)，若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小發(fā)生變化，線圈中會(huì)有電流通過(guò)，這個(gè)現(xiàn)象

17、首先由斯泰瓦和托爾曼在1917會(huì)有電流通過(guò)，這個(gè)現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn)，被稱為斯泰瓦 托爾曼效應(yīng)。這一現(xiàn)象可解釋為：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小均勻變化時(shí)，由于慣性，自由電子與線 圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而形成電流。若此線圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中突 然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，由于電子在導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到沿導(dǎo)線的平均阻力，所以只會(huì)形成短暫的電 流。已知電子受到的沿導(dǎo)線的平均阻力滿足(1)問(wèn)中的規(guī)律，求此線圈以由角速度速轉(zhuǎn)動(dòng)突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)(減速時(shí)間可忽略不計(jì))之后，通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量【答案】(1)neSv;【答案】(1)neSv;nev ；k2nenem lS .2水【解析】【詳解】(

18、1)導(dǎo)線中的電流neSv;電流面密度nev;取長(zhǎng)度為L(zhǎng)一段導(dǎo)體，則電子做定向移動(dòng)時(shí)滿足電場(chǎng)力與阻力相等，即kv eE eULIRneSv聯(lián)立解得k2ne(2)設(shè)線圈經(jīng)過(guò)時(shí)間？t停止運(yùn)動(dòng)，則對(duì)內(nèi)部的粒子，由動(dòng)量定理:f t mv m r其中kvkv tQ nS le聯(lián)立可得nem ISQ 2 k9.如圖所示電路中， Ri=6 Q R2=12 R R3=3 Q C=30%F當(dāng)開關(guān) S斷開，電路穩(wěn)定時(shí), 電源總功率為4 W,當(dāng)開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電源總功率為8 W,求：_j |_(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r；(2)在S斷開和閉合時(shí)，電容器所帶的電荷量各是多少?【答案】(1) 8V ,1 Q (

19、2) 1.8 X10C ,0 C【解析】【詳解】(1) S斷開時(shí)有：E=I1 (R2+R3) +hr P1=EI1 RRS 閉合時(shí)有：E=2 (R3+) +I2r R R2P2=EI2由可得：E=8V ; I1=0.5A; r=1留I2=1A(3) S斷開時(shí)有：U=I1及得：Q=CU=30X 10 x 0.5 X 12C=1.8-4C10S閉合，電容器兩端的電勢(shì)差為零，則有：Q2=010.材料的電阻隨磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度.如圖所示為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，其中 Rb、R0分別表示有、無(wú)磁場(chǎng)時(shí)磁敏電阻的阻值.為了測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B

20、,需先測(cè)量磁敏電阻處于磁場(chǎng)中的電阻值Rb.請(qǐng)按要求完成下列實(shí)驗(yàn).圖士圖3（1）設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量磁場(chǎng)中該磁敏電阻阻值的電路，并在圖中的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原 理圖（磁敏電阻及所處磁場(chǎng)已給出，待測(cè)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.61.0 T,不考慮磁場(chǎng)對(duì)電路其他部分的影響）.要求誤差較小.提供的器材如下：A.磁敏電阻，無(wú)磁場(chǎng)時(shí)阻值 R0=150 QB.滑動(dòng)變阻器 R,總電阻約為20 QC.電流表A,量程2.5 mA,內(nèi)阻約30 QD.電壓表V,量程3 V,內(nèi)阻約3 k QE.直流電源E,電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì)F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測(cè)磁場(chǎng)中，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表:123456U(

21、V)0.000.450.911.501.792.71I(mA)0.000.300.601.001.201.80根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測(cè)量值Rb=Q .結(jié)合題圖可知待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T.（3）試結(jié)合題圖簡(jiǎn)要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在00.2 T和0.41.0 T范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同？ .（4）某同學(xué)在查閱相關(guān)資料時(shí)看到了圖所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線（關(guān)于縱軸對(duì)稱），由圖線可以得到什么結(jié)論？. 【答案】（11500; 0.90（3）在00.2T范圍內(nèi)，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線性變化（或不均勻變化）；在.電動(dòng)自行車是目前一種較為時(shí)尚的代步工具，某廠生

22、產(chǎn)的一種電動(dòng)自行車，設(shè)計(jì)質(zhì)量（包括人）為 m = 90kg,動(dòng)力電源選用能量存儲(chǔ)量為“36V 15Ah”（即輸出電壓恒為 36V,工作電流與工作時(shí)間的乘積為15Ah）的蓄電池（不計(jì)內(nèi)阻），所用電源的額定輸出功率 P電=180W,由于電動(dòng)機(jī)發(fā)熱造成的損耗(其他損耗不計(jì))，自行車的效率為r=80%,如果自行車在平直公路上行駛時(shí)所受阻力跟行駛速率和自行車對(duì)地面的壓力的乘積成正比，即 Ff=kmgv,其中 g 取 10m/s2, k=5.0 xi03s?m 1 .求：(1)該自行車保持額定功率行駛的最長(zhǎng)時(shí)間和自行車電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻；(2)自行車在平直的公路上能達(dá)到的最大速度；(3)有人設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給

23、該車供電，其他條件不變，已知太陽(yáng)輻射的總功率P0=4X 106W,太陽(yáng)到地球的距離 r= 1.5 X 1加，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%.則此設(shè)想所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積?！敬鸢浮?1) 2h, 1.44 Q (2) 4.72 m/s o (3) 101m2 【解析】【詳解】Q(1)根據(jù)公式：P=IU, I=5A,再根據(jù)電池谷量可得：t 一 2h。IP熱=P 電一80%P= 12r解得內(nèi)阻為：r=1.44Q(2)經(jīng)分析可知，當(dāng)自行車以最大功率行駛且達(dá)勻速時(shí)速度最大，因此有：F 牽=kmgvm“P電而F牽 ,vm聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得

24、：Vm= 4 J2 m/s。(3)當(dāng)陽(yáng)光垂直電池板入射時(shí)，所需電池板面積最小，設(shè)其為S,由題意得：1 30% P02_0 S 15%4 r解得所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積為:3-凄70% 15% P0代入數(shù)據(jù)解得：S= 101n2o.如圖所示，質(zhì)量 m=1kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為 37、寬度L=1m 的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi)).右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì) E=8M內(nèi)阻r=1 Q,額定功率為 8W 額定電壓為4V的電動(dòng)機(jī)M正常2工作.取sin37 =0.6 , cos37 =0.8 ,重力加速度大小 g=10m/s .試求：(1)電動(dòng)機(jī)

25、當(dāng)中的電流Im與通過(guò)電源的電流I總.(2)金屬棒受到的安培力大小及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小.【答案】（1）電動(dòng)機(jī)當(dāng)中的電流是 2A,通過(guò)電源白電流是 4A;（2）金屬棒受到的安培力大小是6N,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3T.【解析】試題分析：（1）由P=UI求出電動(dòng)機(jī)中的電流，由串并聯(lián)電路的電壓關(guān)系得到內(nèi)電阻上的 電壓，由歐姆定律得到干路電流；（2）進(jìn)而得到磁場(chǎng)中導(dǎo)線的電流，由平衡條件得到安培力，由安培力公式得到B.解：（1）電動(dòng)機(jī)的正常工作時(shí)，有：PmfUIm代入數(shù)據(jù)解得：Imf2A通過(guò)電源的電流為：I總_=Z=4A I 1（2）導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，由共點(diǎn)力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的

26、分力，即：F=mgsin37 =6N流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流 I為：I=I總I m=4A 2A=2A f=bil解得：B=3T答：（1）電動(dòng)機(jī)當(dāng)中的電流是 2A,通過(guò)電源的電流是 4A;（2）金屬棒受到的安培力大小是6N,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3T.【點(diǎn)評(píng)】本題借助安培力與電路問(wèn)題考查了平衡條件的應(yīng)用，解答的關(guān)鍵是正確找出兩個(gè) 支路的電流之間的關(guān)系.是一道很好的綜合題.為了檢查雙線電纜 CE FD中的一根導(dǎo)線由于絕緣皮損壞而通地的某處，可以使用如 圖所示電路。用導(dǎo)線將 AC BD、EF連接，AB為一粗細(xì)均勻的長(zhǎng) Lab=100厘米的電阻絲， 接觸器H可以在AB上滑動(dòng)。當(dāng)K1閉合移動(dòng)接觸器，如果當(dāng)接觸器H

27、和B端距離L1=41厘米時(shí)，電流表 G中沒有電流通過(guò)。試求電纜損壞處離檢查地點(diǎn)的距離（即圖中 DP的長(zhǎng)度 X）。其中電纜 CE=DF=L=7 8千米，AC BD和EF段的電阻略去不計(jì)。I11L上江【答案】6.396km【解析】【試題分析】由圖得出等效電路圖，再根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律及電阻定律進(jìn)行分析，聯(lián)立可 求得電纜損壞處離檢查地點(diǎn)的距離.等效電路圖如圖所示:-_l- Z3*(Z 立電流表示數(shù)為零，則點(diǎn) H和點(diǎn)P的電勢(shì)相等。Rce + Rfp RahIce: + Ipp Guz則 IpD 癡又, .由以上各式得： X=6.396km【點(diǎn)睛】本題難點(diǎn)在于能否正確作出等效電路圖，并明確表頭電流為零的意

28、義是兩端的電 勢(shì)相等.14.如圖甲所示，表面絕緣、傾角0 =30的斜面固定在水平地面上，斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上.一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形金屬框 abcd,放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長(zhǎng)L=0.50m.從t=0時(shí)刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，線框向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示.已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終匚,jU 未脫離斜面，且保持 ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)7 ,重力加(3)線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.【答案】(1) F=1.5