时间:2018-03-18 09:40:09
1、简答题 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R1=0.50Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正，忽略左右往复运动的转换时间）．求：
（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；
（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0～0.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；
（4）该发电机的输出功率P．
参考答案：
（1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，
其速度为v=△x△t=0.08m0.1s=0.8m/s，
线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势
E=nBLv=nB（2πr）v=20×2×3.14×0.1×0.2×0.8=2（V）；
（2）感应电流I=ER1+R2=2V9.5Ω+0.5Ω=0.2A，
根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，
产生的感应电流在图（甲）中是由D向下经过电珠L流向C的．
电流随时间变化的图象如图所示．
（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，
所以每次运动过程中推力必须等于安培力．
F推=F安=nNIL=nBI（2πr）=20×0.2×2×3.14×0.1×0.2=0.5（N），
（4）发电机的输出功率即灯的电功率：
P=I2R2=（0.2）2×9.5=0.38（W）；
答：（1）线圈产生的感应电动势E的大小为2V；
（2）线圈运动时产生的感应电流为0.2A，I-t图象如图所示；
（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小为0.5N；
（4）该发电机的输出功率为0.38W．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 对电动车上的一种新型电池的实验数据分析，描绘出两条图线，图线①表示某电池组的输出电压--电流关系，图线②表示其输出电功率--电流关系．对于这种电池组下列说法中正确的是（ ）
A．电池组的电动势为50V，电池组的内阻为5Ω
B．电池组的电动势为50V，电池组的内阻为10Ω
C．电池组输出电功率为120W时，输出电压为30V
D．若将该电池组接在某一灯泡上，电源可输出的最大功率为125W
参考答案：A、U-I图线与U轴交点表示电路处于断路状态，则电源的电动势E=U=50V．电源的内阻等于图线的斜率大小，则有r=△U△I=50-255Ω=5Ω．故A正确，B错误．
? C、由P-I图线读出电池组输出电功率为120W时，电流I=5A，电源的输出电压U=E-Ir=50V-5×5V=25V．故C错误．
? D、根据数学知识研究得知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，则最大输出功率为Pm=I2R=(E2R)2R=125W．故D正确．
故选AD
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 一盏电灯直接接在电压恒定的电源上时，其功率为100W．如果将这盏灯先接上两段很长的导线，再接在这个电源上，这时导线上的损耗的电功率为9W，那么此时电灯实际消耗的电功率（ ）
A．等于91W
B．小于91W
C．大于91W
D．仍为100W
参考答案：如果导线电阻忽略时，灯接在恒定电压的电源上功率是100W；
因为导线和灯泡串联，当导线上电阻较大时，即电路中的电阻变大，由P=U2R可知电路消耗的总功率变小，即小于100W，而导线上消耗的功率为9W，所以灯泡的实际功率只能小于91W．
故选：B．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 对于正常工作的电风扇和电饭锅，下列说法中正确的是（ ）
A．电风扇和电饭锅消耗的电能均大于各自产生的内能
B．电风扇和电饭锅消耗的电能均等于各自产生的内能
C．电风扇消耗的电能大于产生的内能，电饭锅消耗的电能等于产生的内能
D．电风扇消耗的电能等于产生的内能，电饭锅消耗的电能大于产生的内能
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
5、填空题 某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如右图所示，则电源内阻r=__________Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=__________Ω。
参考答案：4；4/3
本题解析：电源的总功率：
，则电源的电动势
；电源的输出功率
；电源内部的发热功率
，由图像知，当I=1A时，Pr=4W，则
；当电流为1.5A时，
，则
。
考点：电功率的计算.
本题难度：一般