高中物理高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧及練習(xí)題(1)-資料下載頁(yè)
2025-04-02 21:09本頁(yè)面
【正文】 θ+BILE=BLv解得：v=2m/s（2）進(jìn)入粗糙導(dǎo)軌前：解得：q=0．125C（3）由動(dòng)能定理得：考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；物體的平衡；動(dòng)能定理【名師點(diǎn)睛】本題實(shí)質(zhì)是力學(xué)的共點(diǎn)力平衡與電磁感應(yīng)的綜合，都要求正確分析受力情況，運(yùn)用平衡條件列方程，關(guān)鍵要正確推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式，分析出能量是怎樣轉(zhuǎn)化的．13．如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電路中R2為一電阻箱，已知燈泡的電阻RL＝4R，定值電阻R1＝2R，調(diào)節(jié)電阻箱使R2＝12R，重力加速度為g，閉合開關(guān)S，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，求：(1)金屬棒下滑的最大速度vm；(2)當(dāng)金屬棒下滑距離為s0時(shí)速度恰好達(dá)到最大，則金屬棒由靜止下滑2s0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；(3)改變電阻箱R2的值，當(dāng)R2為何值時(shí)，金屬棒達(dá)到勻速下滑時(shí)R2消耗的功率最大．【答案】(1) (2) (3) 時(shí)，R2消耗的功率最大．【解析】試題分析：（1）當(dāng)金屬棒勻速下滑時(shí)速度最大，達(dá)到最大時(shí)有mgsina＝F安①F安＝BIL②I＝③其中 R總＝6R④聯(lián)立①～④式得金屬棒下滑的最大速度⑤（2）由動(dòng)能定理WG－W安＝mvm2⑥由于WG=2mgs0sinαW安= Q解得Q ＝2mgs0sinα－mvm2將⑤代入上式可得也可用能量轉(zhuǎn)化和守恒求解：再將⑤式代入上式得（3）因金屬棒勻速下滑故mgsinα = BIL⑦P2=I22R2 ⑧聯(lián)立得即當(dāng)，即時(shí)，R2消耗的功率最大．考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、閉合電路歐姆定律、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．【名師點(diǎn)睛】略．14．有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場(chǎng)的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆茫畧D1中，線圈的匝數(shù)為n，ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2 ．圖2是此裝置的側(cè)視圖，切割處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場(chǎng)區(qū)夾角都是900 ．某次測(cè)試時(shí)，外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷M端和N端接電流傳感器，電流傳感器記錄的圖象如圖3所示(I為已知量)，取邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場(chǎng)時(shí)刻．不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦（1）求線圈在圖2所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E的大小，并指明電刷和哪個(gè)接電源正極；（2）求閉合電路的總電阻和外力做功的平均功率；【答案】（1）nBL1L2ω，電刷M接電源正極；（2）， 【解析】（1）有兩個(gè)邊一直在均勻輻向磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)切割公式，有E=2nBL1v其中v＝ωL2解得E=nBL1L2ω根據(jù)右手定則，M端是電源正極（2）根據(jù)歐姆定律，電流： 解得 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生電流的時(shí)間是半周期，故外力平均功率P＝I2R解得 15．如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=80 V，內(nèi)電阻r=2Ω，R1=4Ω，：（1）R2阻值為多大時(shí)，它消耗的功率最大？（2）如果要求電源輸出功率為600 W，外電路電阻R2應(yīng)取多少？此時(shí)電源效率為多少？（3）該電路中R2取多大時(shí)，R1上功率最大？【答案】（1）；（2）， ；（3）【解析】試題分析：（1）將視為電源的內(nèi)電阻處理，則根據(jù)電源的輸出功率隨外電阻變化的特點(diǎn)，知道當(dāng)時(shí)電源的輸出功率最大（即外電阻消耗的電功率最大）：；，解得；，則得電源的效率。（4）時(shí)，電路中電流最大，則上功率最大?？键c(diǎn)：閉合電路的歐姆定律、電功、電功率【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要掌握電源的總功率、內(nèi)部消耗的功率和輸出功率的計(jì)算公式，以及三者之間的關(guān)系，并理解掌握電源輸出功率最大的條件。
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