高考物理穩(wěn)恒電流各地方試卷集合匯編及解析(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圓心的豎直轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸帶動金屬桿逆時針轉(zhuǎn)動(從上往下看)，在圓環(huán)邊緣和轉(zhuǎn)軸處引出導(dǎo)線分別與P、Q連接，圖中電阻阻值為R，不計其它電阻，右側(cè)水平軌道上有一帶電量為+q、質(zhì)量為m的小球1以速度，向左運動，與前面靜止的、質(zhì)量也為m的不帶電小球2發(fā)生碰撞，碰后粘合在一起共同向左運動，小球和粘合體均可看作質(zhì)點，碰撞過程沒有電荷損失，設(shè)P、.(1)計算小球1與小球2碰后粘合體的速度大小v；(2)若金屬桿轉(zhuǎn)動的角速度為，計算圖中電阻R消耗的電功率P；(3)要使兩球碰后的粘合體能從半圓軌道的最低點S做圓周運動到最高點T，計算金屬桿轉(zhuǎn)動的角速度的范圍.【答案】(1) (2) (3) ≤ω≤【解析】【分析】【詳解】(1)兩球碰撞過程動量守恒，則解得(2)桿轉(zhuǎn)動的電動勢電阻R的功率(3)通過金屬桿的轉(zhuǎn)動方向可知：P、Q板間的電場方向向上，粘合體受到的電場力方向向上．在半圓軌道最低點的速度恒定，如果金屬桿轉(zhuǎn)動角速度過小，粘合體受到的電場力較小，不能達到最高點T，臨界狀態(tài)是粘合體剛好達到T點，此時金屬桿的角速度ω1為最小，設(shè)此時對應(yīng)的電場強度為E1，粘合體達到T點時的速度為v1．在T點，由牛頓第二定律得從S到T，由動能定理得 解得 桿轉(zhuǎn)動的電動勢兩板間電場強度 聯(lián)立解得如果金屬桿轉(zhuǎn)動角速度過大，粘合體受到的電場力較大，粘合體在S點就可能脫離圓軌道，臨界狀態(tài)是粘合體剛好在S點不脫落軌道，此時金屬桿的角速度ω2為最大，設(shè)此時對應(yīng)的電場強度為E2． 在S點，由牛頓第二定律得桿轉(zhuǎn)動的電動勢 兩板間電場強度聯(lián)立解得 綜上所述，要使兩球碰后的粘合體能從半圓軌道的最低點S做圓周運動到最高點T，金屬桿轉(zhuǎn)動的角速度的范圍為：.7．如圖所示，已知電源電動勢E=20V，內(nèi)阻r=lΩ，當(dāng)接入固定電阻R=3Ω時，電路中標(biāo)有“3V,6W”的燈泡L和內(nèi)阻RD=：（1）流過燈泡的電流（2）固定電阻的發(fā)熱功率（3）電動機輸出的機械功率【答案】（1）2A（2）7V（3）12W【解析】（1）接通電路后，小燈泡正常工作，由燈泡上的額定電壓U和額定功率P的數(shù)值可得流過燈泡的電流為：=2A（2）根據(jù)熱功率公式，可得固定電阻的發(fā)熱功率：=12W（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知電動機兩端的電壓：=9V電動機消耗的功率：=18W一部分是線圈內(nèi)阻的發(fā)熱功率：=4W另一部分轉(zhuǎn)換為機械功率輸出，則=14W【點睛】（1）由燈泡正常發(fā)光，可以求出燈泡中的電流；（2）知道電阻中流過的電流，就可利用熱功率方程，求出熱功率；（3）電動機消耗的電功率有兩個去向：一部分是線圈內(nèi)阻的發(fā)熱功率；另一部分轉(zhuǎn)化為機械功率輸出。8．如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L．M、P兩點間接有電阻值為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)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下．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，不計它們之間的摩擦．求：（1）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時桿中的電流及桿的加速度大?。唬?）在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值．【答案】（1） （2）【解析】（1）當(dāng)ab加速下滑時，速度大小為v時,則根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：故，方向由a到b由安培力公式：根據(jù)牛頓第二定律：整理可以得到：(2)當(dāng)時ab桿的速度可以達到最大值即： 所以：．9．平行導(dǎo)軌P、Q相距l(xiāng)＝1 m，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路．其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N相距d＝10 mm，定值電阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金屬棒ab的電阻r＝2 Ω，其他電阻不計．磁感應(yīng)強度B＝ T的勻強磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運動時，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量m＝110－14kg，電荷量q＝－110－14C的微粒恰好靜止
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