时间:2017-08-22 03:06:48
1、简答题 如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成530角放置，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计．在两平行虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0.5m．导体棒a的质量为ma=0.2kg，电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量为mb=0.1kg，电阻Rb=6Ω；它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好，现从图中的M、N处同时将它们由静止开始释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时，a正好进入磁场．取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8且不计a、b之间电流的相互作用，求：
（1）在整个过程中，a、b两导体棒分别克服安培力做的功；
（2）在a穿越磁场的过程中，a、b两导体棒上产生的焦耳热之比；
（3）M点和N点之间的距离．
参考答案：（1）对a杆：由于金属杆匀速穿过磁场，所以穿过的过程中受力平衡：
即：F安a=magsin53°
克服安培力做功的大小与重力做的功大小相同
即：Wa=magsin53°×d=0.8J
对b杆：由于金属杆匀速穿过磁场，所以穿过的过程中受力平衡：
即：F安b=mbgsin53°
克服安培力做功的大小与重力做的功大小相同
即：Wb=mbgsin53°×d=0.4J
（2）在a穿越磁场过程中，a杆是电源，b与R是外电路：Ia=Ib+IR ①
b与R并联电压相同：IbRb=IRR，解得：Ib=IR2
把结果代入①解得：IaIb=3
则：QaQb=I2aRatI2bRbt=92
（3）设b在磁场中匀速运动的速度为vb，则b中的电流：Ib=BLvbR总1
电路的总电阻：R总1=7.5Ω
由b杆受力平衡得：BIbL=B2L2vbR总1=mgsin53°? ②
同理a棒在磁场中匀速运动时总电阻：R总2=5Ω
B2L2vaR总2=magsin53°? ③
由②③两式取比值得：vb：va=3：4
根据题意得：va=vb+gsin53°?t
d=vb?t
由位移速度关系式：v2=2gsin53°?x
由上式整理，M点和N点距L1的距离：xa=43m? xb=34m
所以：xMN=xa-xb=712m
答：（1）在整个过程中，a、b两导体棒分别克服安培力做的功为0.8J，0.4J；
（2）在a穿越磁场的过程中，a、b两导体棒上产生的焦耳热之比9：2；
（3）M点和N点之间的距离为712m．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如右图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动前相比( )
A．U变小
B．I变小
C．Q不变
D．Q减小
参考答案：B
本题解析：当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流
减小，电压表的示数
增大，A错B对；对于电容器，电荷量
增大，C、D均错．
故选B
点评：本题是含有电容器的动态变化分析问题，要综合考虑局部与整体的关系．对于电容器，电容不变时，关键确定电压．
本题难度：一般
3、选择题 如图电路中L1、L2两盏灯完全相同．当滑动变阻器的滑动头向左移动时，则（ ）
A．L1变亮，L2变亮
B．L1变暗，L2变亮
C．L1变暗，L2变暗
D．L1变亮，L2变暗
参考答案：在滑动变阻器R的滑动触片向左滑动的过程中，R减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流I增大．故L2变亮．
路端电压U=E-Ir，I增大，E、r不变，则U减小．灯L2的电压增大．故L1的电压减小，亮度变暗．
故选B
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 如图所示的电路中，三个电阻的阻值都相同，直流电源电动势为E，其内阻可以忽略不计，平行板电容器两极板的距离为d，在两极板间的中点P处有一个带电质点，但电键K断开时，带电质点恰好保持静止，现把电键K闭合，带电质点就开始运动，设电容器两极板间的电压在极短时间内达到稳定值，不计空气阻力，重力加速度为g．求：
（1）电键K断开时两极板电压U和闭合后两极板电压U′；
（2）带电质点首次碰到极板时的速度．
参考答案：设电源电动势为E，当电键K断开时，电容器两极板间电压为U=E
当电键K闭合时，电容器两极板间电压为：U′=RR+R2E=2E3
（2）当电键K断开时，带电质点保持静止：mg=Uqd
当电键K闭合时，带电质点向下运动，加速度为a，由牛顿第二定律可得：
mg-U′qd=ma
带电质点首次碰到极板时速度为v，则v2=2ad2
解得：v=
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是 
[? ]
A．电压表和电流表读数都增大
B．电压表和电流表读数都减小
C．电压表读数增大，电流表读数减小
D．电压表读数减小，电流表读数增大
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般