高中物理高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧及練習(xí)題(1)-全文預(yù)覽
【正文】 質(zhì)量為m。7．一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，兩端加上恒定電壓10 V時，通過金屬導(dǎo)線的電流為2 A，求：①金屬導(dǎo)線電阻；②金屬導(dǎo)線在10 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量．【答案】（1）5 Ω （2）200 J【解析】試題分析：根據(jù)歐姆定律和焦耳定律即可解題?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】試題分析：（1）因棒中的電流強(qiáng)度保持恒定，故棒做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)棒的電阻為，電流為I，其初速度為，加速度大小為，經(jīng)時間后，棒的速度變?yōu)?，則有：而，時刻棒中電流為：，經(jīng)時間后棒中電流為：，由以上各式得：?，F(xiàn)將開關(guān)S閉合，一段時間后，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?！敬鸢浮浚?）Qef＝；（2）q＝；（3）Bm＝，方向豎直向上或豎直向下均可，xm＝【解析】解：（1）設(shè)ab棒的初動能為Ek，ef棒和電阻R在此過程產(chǎn)生熱量分別為Q和Q1，有Q+Q1=Ek①且Q=Q1 ②由題意 Ek=③得 Q=④（2）設(shè)在題設(shè)的過程中，ab棒滑行的時間為△t，掃過的導(dǎo)軌間的面積為△S，通過△S的磁通量為△Φ，ab棒產(chǎn)生的電動勢為E，ab棒中的電流為I，通過ab棒某截面的電荷量為q，則E=⑤且△Φ=B△S ⑥電流 I=⑦又有 I=⑧由圖所示，△S=d（L﹣dcotθ） ⑨聯(lián)立⑤～⑨，解得：q=（10）（3）ab棒滑行距離為x時，ab棒在導(dǎo)軌間的棒長Lx為：Lx=L﹣2xcotθ （11）此時，ab棒產(chǎn)生的電動勢Ex為：E=Bv2Lx （12）流過ef棒的電流Ix為 Ix=（13）ef棒所受安培力Fx為 Fx=BIxL （14）聯(lián)立（11）～（14），解得：Fx=（15）有（15）式可得，F(xiàn)x在x=0和B為最大值Bm時有最大值F1．由題意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1為最大值的受力分析如圖所示，圖中fm為最大靜摩擦力，有：F1cosα=mgsinα+μ（mgcosα+F1sinα） （16）聯(lián)立（15）（16），得：Bm=（17）Bm就是題目所求最強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，該磁場方向可豎直向上，也可豎直向下．有（15）式可知，B為Bm時，F(xiàn)x隨x增大而減小，x為最大xm時，F(xiàn)x為最小值，如圖可知 F2cosα++μ（mgcosα+F2sinα）=mgsinα （18）聯(lián)立（15）（17）（18），得xm=答：（1）ef棒上產(chǎn)生的熱量為；（2）通過ab棒某橫截面的電量為．（3）此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是，磁場下ab棒運(yùn)動的最大距離是．【點(diǎn)評】本題是對法拉第電磁感應(yīng)定律的考查，解決本題的關(guān)鍵是分析清楚棒的受力的情況，找出磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系式是本題的重點(diǎn)．5．能量守恒是自然界基本規(guī)律，能量轉(zhuǎn)化通過做功實現(xiàn)。兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。m；在0℃附近，銅的電阻溫度系數(shù)為3．9103℃1，104℃1．，要求其電阻在0℃附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長度（忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化）．【答案】3．8103m【解析】【分析】【詳解】設(shè)所需碳棒的長度為L1，電阻率為，電阻恒溫系數(shù)為；銅棒的長度為，電阻率為，電阻恒溫系數(shù)為．根據(jù)題意有①②式中分別為碳和銅在0℃時的電阻率．設(shè)碳棒的電阻為，銅棒的電阻為，有③，④式中S為碳棒與銅棒的橫截面積．碳棒和銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長度分別為⑤，⑥式中聯(lián)立以上各式得：⑦要使電阻R不隨溫度t變化，⑦式中t的系數(shù)必須為零．即⑧聯(lián)立⑥⑧得：⑨代入數(shù)據(jù)解得： ⑩【點(diǎn)睛】考點(diǎn)：考查了電阻定律的綜合應(yīng)用本題分析過程非常復(fù)雜，難度較大，關(guān)鍵是對題中的信息能夠吃投，比如哦要使電阻R不隨溫度t變化，需要滿足的條件2．在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”試驗中，為了探究3根材料未知，橫截面積均為S=、b、c的電阻率，采用如圖所示的實驗電路．M為金屬絲
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