时间:2017-08-25 11:51:44
1、计算题 （19分）如图所示，正方形单匝均匀线框abcd边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P，物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ=30°，斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界I和下边界II都水平，两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平且垂直纸面向里，磁感应强度大小B=0.5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v=3m/s的速度进入并匀速通过磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度 g=10m/s2，不计空气阻力。
(1) 线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d?间的电压是多大？
(2) 线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大？
(3) 在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功W =0.23J，求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少？
参考答案：（1）0.45V；（2）m1=3.2×10-2kg，m2=1.6×10-2kg；（3）5.75×10-2J；
本题解析：（1）正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中，设cd边上的感应电动势为E，线框中的电流强度为I，c、d间的电压为Ucd，则? E=BLv?（1分）
由欧姆定律，得I＝E/R?（1分）
Ucd=3IR/4?（1分）
解得? Ucd=0.45V?（1分）
（2）正方形线框匀速通过磁场区域的过程中，设受到的安培力为F，细线上的张力为T，则
F=BIL?（1分）
T=m2gsinθ?（1分）
m1g=T+F?（1分）
正方形线框在进入磁场之前的运动过程中，根据能量守恒，则
m1gh?m2ghsinθ＝
(m1+m2)v2?（4分）
解得m1=3.2×10-2kg，m2=1.6×10-2kg?（2分）
（3）因为线框在磁场中运动的加速度与进入前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体P的总机械能保持不变，故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q，即
W=Q?（3分）
设线框cd边产生的焦耳热为Qcd，根据Q=I2Rt得? Qcd＝Q/4?（2分）
解得Qcd=5.75×10-2J?（1分）
本题难度：一般
2、选择题 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为h，运动中空气阻力的大小恒为f,则小球从抛出点到再回到原抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为
A．0
B．-fh
C．-2fh
D．-4fh
参考答案：C
本题解析：空气阻力对小球做的功等于阻力与运动路程的乘积，有：
，C正确，故选C
点评：本题难度较小，阻力做功与路径有关，与初末位置无关
本题难度：一般
3、计算题 如图所示的电路中，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻
=1.0
，AB两端的电压U恒为14V，若灯泡恰能正常发光，且电机能运转，试计算：
（1）电动机的输出功率是多少？
（2）电动机的热功率是多少？
（3）整个电路消耗的电功率是多少？
参考答案：（1）
（2）
（3）
本题解析：由
可得
灯泡正常发光，由
可得：
而
，故
电动机总功率
发热功率
输出功率为：
电路总功率为：
考点：考查了电功率的计算
本题难度：一般
4、填空题 如图，用与水平方向成α=37°，大小F=300N的拉力拉着一辆小车在水平面上运动了一段距离x=50m．车受到的阻力是200N．则拉力F对小车做的功是______J，小车克服阻力做的功是______J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
参考答案：拉力F的功为：W=FScosα=300N×50m×0.8=12000J
阻力的功为：W′=fScos180°=-200×50J=-10000J
阻力做负功，即物体克服阻力做10000J的功；
故答案为：12000，10000．
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 如图所示，在磁感强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则外力做功的功率是（ ? ）
参考答案：C
本题解析：
本题难度：一般