时间:2017-08-22 02:28:05
1、选择题 如图所示，直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象，根据图象可知（ ）
A．电源的电动势为9V，内阻为3Ω
B．电源的电动势为3V，内阻为1Ω
C．图象中任意电流值对应的P、Pr、PR间的关系为P＞Pr+PR
D．电路中总电阻为2Ω时，外电阻上消耗的功率最大且为2.25W
参考答案：A、B：直流电源的总功率PE=EI，故图线a的斜率等于电源的电动势，由得到E=PI=3V．
由图线b，当I=3A时，Pr=9W，由公式Pr=I2r得，r=1Ω．故A错误，B正确．
C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C?三点，这三点的纵坐标PA、PB、PC，则这三点的纵坐标PA、PB、PC分别是电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率，根据能量关系可知，PA=PB+PC．即P=Pr+PR，故C错误．
D、由图线c可知，当电流为1.5A时外电阻消耗的功率最大．此时电路中的总电阻为R+r=EI=31.5Ω=2Ω，外电阻上消耗的功率最大为PR=EI-I2r=3×1.5-1.52×1Ω=2.25W．故D正确．
故选BD．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 如图所示，光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l，其框架平面与水平面成θ角，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电阻为r的导体棒ab，垂直搁置于导轨上，与磁场上边界相距d0，现使它由静止开始运动，在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）．求：
（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度；
（2）棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能．
参考答案：（1）导体棒ab切割磁感线产生的电动势E=BLv?
产生的电流为I=ER+r
导体棒受到的安培力为?F=BIl
导体棒出磁场时作匀速运动，受力平衡，即mgsinθ=F
联立解得?v=mg(R+r)sinθB2L2
（2）由能量转化守恒得E电=EG-EK
即E电=mg(d0+d)sinθ-12mv2=mg(d0+d)sinθ-m3g2(R+r)2sin2θ2B4L4
答：
（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度是mg(R+r)sinθB2L2；
（2）棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能是mg(d0+d)sinθ-m3g2(R+r)2sin2θ2B4L4．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表
| 规格 | 后轮驱动直流永磁毂电机 车型 26″电动自行车 额定机械功率 120W 整车质量 30kg 额定转速 240r/min 最大载重 120kg 额定电压 40V 续行里程 大于40km 额定电流 3.5A |
参考答案：由表格读出电机的额定电压U=40V，额定电流I=3.5A，额定输出功率P出=120W，即为电动机在额定电压下正常工作时的机械功率，所以C错误；
电机正常工作时消耗的电功率总功率为 P总=IU=40×3.5W=140W，所以A错误，B正确；
故选B．
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 为了使电炉消耗的电功率减小到原来的一半，应采取下列哪些措施
[? ]
A．保持电阻不变，使电流减半
B．保持电阻不变，使电压减半
C．保持电炉两端电压不变，使其电阻减半
D．使电压和电阻各减半
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单
5、计算题 （13分）如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
（1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。
（2）如图2，若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度vm，求此时电源的输出功率。
（3）如图3，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示，已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。
参考答案：（1）见解析（2）
（3）
本题解析：（1）导体棒切割磁感线 
导体棒做匀速运动 
又 
在任意一段时间Δt内，
拉力F所做的功 
电路获取的电能 
可见，在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。
（2）导体棒达到最大速度vm时，棒中没有电流。
电源的路端电压 
电源与电阻所在回路的电流 
电源的输出功率 
（3）感应电动势与电容器两极板间的电势差相等 
由电容器的U-t图可知 
导体棒的速度随时间变化的关系为 
可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度 
由
，
，则 
由牛顿第二定律 
可得：
考点：法拉第电磁感应定律
本题难度：困难