时间:2017-09-26 10:11:35
1、简答题 如图所示，平行金属导轨与水平面间夹角均为θ=37°，导轨间距为lm，电阻不计，导轨足够长．两根金属棒ab和a′b′的质量都是0.2kg，电阻都是1Ω，与导轨垂直放置且接触良好，金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25，两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度B的大小相同．让a′b′固定不动，将金属棒ab由静止释放，当ab下滑速度达到稳定时，整个回路消耗的电功率为?8W．求：
（1）ab达到的最大速度多大？
（2）ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q多大？
（3）如果将ab与?a′b′同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q′为多大？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8?）
参考答案：（1）ab棒相当于电源，当其下滑速度最大时加速度为0，因此有：
? mgsinθ=BIL+μmgcosθ，
又I=BLv2R，
代入得mgsinθ=B2L2v2R+μmgcosθ?
解得?v=10m/s．
（2）由能量守恒关系得?mgh=12mv2+μmgcosθhcosθ+Q，
代入数据得?Q=30J．
（3）由对称性可知，当ab下落30m稳定时其速度为v′，a′b′也下落30m，其速度也为v′，ab和a′b′都切割磁感应线产生电动势，总电动势等于两者之和．
对ab棒受力分析，得mgsinθ=BI′L+μmgcosθ，
又I′=2BLv′2R=BLv′R
代入解得 v′=5m/s．
对ab棒受力分析，由能量守恒 2mgh=122mv′2+2μmgcosθhsinθ+Q′，
代入数据得 Q′=75 J．
答：
（1）ab达到的最大速度是10m/s．
（2）ab下落了30m高度时，其下滑速度已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q是30J．
（3）如果将ab与 a′b′同时由静止释放，当ab下落了30m高度时，其下滑速度也已经达到稳定，则此过程中回路电流的发热量Q′为75J．
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 如图，导体ab长l=0.5m，放在B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，电阻R1=2Ω，R2=4Ω，导体ab以及其它连接电路的导线电阻均忽略不计，若使ab以v=3m/s的速度向右匀速运动，则导体a端电势比b端电势______（填：“高”，“等”或“低”），ab两点的电势差为______V，作用于导体ab的外力F为______N．
参考答案：由右手定则可知ab中电流从b流向a，电源内部电流从负极流向正极，故a端电势高，
电动势为：E=BLv=0.4×0.5×3=0.6V．
导体ab电阻均忽略不计，所以ab两点的电势差为0.6V．
根据欧姆定律得：
I=ER总=0.45 A
导体棒所受安培力为：
F安=BIL=0.09N?
ab向右匀速运动，根据平衡条件得：
F=F安=0.09N
故答案为：高，0.6，0.09．
本题解析：
本题难度：一般
3、简答题 某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光．
（1）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到______光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合；
（2）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引．则只有质量超过______kg的车辆违规时才会被记录．
参考答案：（1）据题，电控照相机要自动记录违规闯红灯的情景，所以要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时自动闭合；
（2）根据欧姆定律I=ER总
电路中的总电阻为：R总=EI=60.06=100Ω
压敏电阻的阻值为：R=100Ω-10Ω=90Ω
查图可知，当R=90Ω时，压敏电阻所受的压力F=4000N，
根据G=mg得：m=Gg=400010=400kg
故答案为：（1）红（2）400
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向a端滑动，则（?）
A．电灯L更亮，安培表的示数减小
B．电灯L更亮，安培表的示数增大
C．电灯L变暗，安培表的示数减小
D．电灯L变暗，安培表的示数增大
参考答案：D
本题解析：当变阻器的滑片向a端滑动时，电阻减小，电路中的总电阻减小，干路电流增大，电流表示数增大，AC错误；电源内阻分压增大，路端电压减小，灯泡L变暗，D对；B错；
点评：本题难度较小，分析动态变化问题主要掌握思路：现根据部分电阻变化判断总电阻变化，再判断电源内阻分压变化，根据闭合电路欧姆定律判断路端电压以及其他物理量的变化
本题难度：一般
5、选择题 A、B两块正对的金属板竖直放置，在金属板A的内侧表面有一绝缘细线，细线下端系一带电小球。两块金属板接在如图所示的电路中。电路中的R1为光敏电阻，R3为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头P在a端时闭合开关S。设电流表A和电压表V的示数分别为I和U，带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。则以下说法正确的是
[? ]
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般