高中物理高考物理穩(wěn)恒電流解題技巧及練習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-04-02 21:09本頁(yè)面
【正文】 )電子在圓形軌道中加速一周的過(guò)程中，感生電場(chǎng)對(duì)電子所做功，電子所受非靜電力。13．如圖所示電路中，R1=6 Ω，R2=12 Ω，R3=3 Ω，C=30 μF，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電路穩(wěn)定時(shí)，電源總功率為4 W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)，電源總功率為8 W，求：(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r；(2)在S斷開(kāi)和閉合時(shí)，電容器所帶的電荷量各是多少？【答案】（1）8V ,1Ω （2）10﹣4C ,0 C【解析】【詳解】（1）S斷開(kāi)時(shí)有：E=I1（R2+R3）+I1r…①P1=EI1…②S閉合時(shí)有：E=I2（R3+）+I2r…③P2=EI2…④由①②③④可得：E=8V；I1=；r=1Ω；I2=1A （3）S斷開(kāi)時(shí)有：U=I1R2得：Q1=CU=3010612C=104CS閉合，電容器兩端的電勢(shì)差為零，則有：Q2=014．如圖甲，電阻為R=2的金屬線圈與一平行粗糙軌道相連并固定在水平面內(nèi)，軌道間 距為d =，虛線右側(cè)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=0．1T，磁場(chǎng)內(nèi)外分別靜置垂直于導(dǎo)軌的金屬棒P和Q，其質(zhì)量m1=m2= 0．02kg，電阻R1=R2= 2．t=0時(shí)起對(duì)左側(cè)圓形線圈區(qū)域施加一個(gè)垂直于紙面的交變磁場(chǎng)B2，使得線圈中產(chǎn)生如圖乙所示的正弦交變電流（從M端流出時(shí)為電流正方向），整個(gè)過(guò)程兩根金屬棒都沒(méi)有滑動(dòng)，不考慮P和Q電流的磁場(chǎng)以及導(dǎo)軌電阻．取重力加速度g= l0m/s2，（1）若第1s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場(chǎng)B2正在減弱，則其方向應(yīng)是垂直紙面向里還是向外？（2）假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)至少應(yīng)是多少？（3）求前4s內(nèi)回路產(chǎn)生的總焦耳熱．【答案】(1) 垂直紙面向里(2) ．(3) 24J【解析】試題分析：（1）第1s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場(chǎng)正在減弱，由圖乙知：線圈中電流方向沿順時(shí)針?lè)较?，根?jù)楞次定律判斷得知，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．（2）由圖乙知，線圈中電流最大值為，則通過(guò)Q棒的電流最大值為要使金屬棒靜止，安培力不大于最大靜摩擦力，則有得 ，．（3）前4s內(nèi)電流的有效值為 回路的總電阻為=2Ω+1Ω=3Ω回路產(chǎn)生的總焦耳熱考點(diǎn)：楞次定律；物體的平衡；焦耳定律．15．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(kāi)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）．
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