高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧及練習(xí)題含解析(1)(編輯修改稿)
2025-04-02 21:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 + I1rR3斷開后 總電流I2=2．5AE = U2 + I2r聯(lián)解方程E= 10 V r=2Ω考點(diǎn)：閉合電路的歐姆定律【名師點(diǎn)睛】9．如圖所示，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道寬為，管道高度為，上、下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)和定值電阻相連。整個(gè)管道置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向沿 軸正方向。管道內(nèi)始終充滿導(dǎo)電液體，兩導(dǎo)體板間液體的電阻為，開關(guān)閉合前后，液體均以恒定速率沿軸正方向流動(dòng)。忽略液體流動(dòng)時(shí)與管道間的流動(dòng)阻力。（1）開關(guān)斷開時(shí)，求兩導(dǎo)板間電壓，并比較導(dǎo)體板的電勢(shì)高低；（2）開關(guān)閉合后，求：a. 通過(guò)電阻的電流及兩導(dǎo)體板間電壓；b. 左右管道口之間的壓強(qiáng)差?！敬鸢浮浚?）U0=Bdv0， （2）a．；b．【解析】【詳解】（1）該發(fā)電裝置原理圖等效為如圖，管道中液體的流動(dòng)等效為寬度為d的導(dǎo)體棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Bdv0則開關(guān)斷開時(shí)U0=Bdv0由右手定則可知等效電源MN內(nèi)部的電流為N到M，則M點(diǎn)為等效正極，有；（2）a．由閉合電路歐姆定律外電路兩端的電壓：b．設(shè)開關(guān)閉合后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為，忽略液體所受的摩擦阻力，開關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到安培力為F安，則有聯(lián)立可得管道兩端壓強(qiáng)差的變化為：10．如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來(lái)靜止的長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m，質(zhì)量m=㎏的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)體棒緊貼在豎直放置、電阻不計(jì)的金屬框架上，導(dǎo)體棒的電阻R=1Ω，磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面，當(dāng)導(dǎo)體棒在電動(dòng)機(jī)牽引下上升h=，獲得穩(wěn)定速度，此過(guò)程導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量Q=2J．電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V和1A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1Ω，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2，求：（1）導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？（2）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？【答案】（1）m/s （2）s【解析】：（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉力T，有TmgF=0（2分），其中F=BIL，I=ε/R, ε=BLv，(3分)此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率與拉力功率應(yīng)相等，即Tv=UI/I/2r（2分），（U、I/、r是電動(dòng)機(jī)的電壓、電流和電阻），化簡(jiǎn)并代入數(shù)據(jù)得v=2m/s（1分）．（2）從開始達(dá)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，此過(guò)程由能量守恒定律，UI/tI/2rt=mgh+mv2+Q（4分），代入數(shù)據(jù)得t=1s（2分）．11．如圖25甲為科技小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的一種靜電除塵裝置示意圖，其主要結(jié)構(gòu)有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后板使用絕緣材料，上、下板使用金屬材料．圖25乙是該主要結(jié)構(gòu)的截面圖，上、下兩板與輸出電壓可調(diào)的高壓直流電源(內(nèi)電阻可忽略不計(jì))相連．質(zhì)量為m、電荷量大小為q的分布均勻的帶負(fù)電的塵埃無(wú)初速度地進(jìn)入A、B兩極板間的加速電場(chǎng)．已知A、B兩極板間加速電壓為U0，塵埃加速后全都獲得相同的水平速度，此時(shí)單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n．塵埃被加速后進(jìn)入矩形通道，當(dāng)塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和，同時(shí)塵埃被收集．通過(guò)調(diào)整高壓直流電源的輸出電壓U可以改變收集效率η（被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值）．塵埃所受的重力、空氣阻力及塵埃之間的相互作用均可忽略不計(jì)．在該裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)：（1）求在較短的一段時(shí)間Δt內(nèi)，A、B兩極板間加速電場(chǎng)對(duì)塵埃
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