时间:2018-10-13 00:37:39
1、简答题 一有界磁场区域如图甲所示，质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L，线圈一半在磁场内，一半在磁场外，磁感强度为B0．t0=0时刻磁场开始随时间均匀减小，线圈中产生感应电流，在磁场力作用下运动，V-t图象如图乙，图中斜向虚线为过0点速度图线的切线，所测数据t1、t2、V2?已由图中给出，不考虑重力影响．
求：（1）磁场磁感强度的变化率．?（2）t2时刻后的回路电功率．
参考答案：（1）由v-t图可知道，刚开始t=0时刻线圈加速度为?a=v2t1?①
此时感应电动势?E=△Φ△t=△B△tL2?②
?I=ER=△B△t?L2R?③
线圈此刻所受安培力为?F=B0IL=B0L3R?△B△t?④
据牛顿第二定律得?F=ma?⑤
联立①④⑤
得到：△B△t=mv2RB0t1L3
（2）线圈t2时刻开始做匀速直线运动，有两种可能：
（a）线圈没有完全进入磁场，磁场就消失，所以没有感应电流，回路电功率P=0．
（b）磁场没有消失，但线圈完全进入磁场，尽管有感应电流，所受合力为零，同样做匀速直线运动
? P=E2R=(2L2?△B△t)2R=4m2v22RB20t21L2
答：
（1）磁场磁感强度的变化率为mv2RB0t1L3；
（2）t2时刻后的回路电功率为4m2v22RB20t21L2．
本题解析：
本题难度：一般
2、简答题 如图所示，已知某电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，定值电阻R=7Ω，当开关S闭合时，电路中标有“6V?3W”的灯泡L和内阻为1Ω的小型直流电动机M恰能正常工作，求4：
（1）电动机的额定工作电压；
（2）电动机的额定输出功率．
参考答案：（1）依题，“6V?3W”的灯泡L正常工作，则电路中电流为
? I=PUL=5010=0.5?A?
电动机的额定工作电压U=E-I（R+r）-UL=10V?
（2）根据能量转化与守恒定律得
? 电动机的额定输出功率P=UI-I2r=4.75W?
答：
（1）电动机的额定工作电压为10V；
（2）电动机的额定输出功率4.75W．
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图的U-I图象中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路，则（ ）
A．电源电动势3V，内阻2Ω
B．电阻R的阻值为0．5Ω
C．电源的总功率为4W
D．电源的效率为66．7％
参考答案：D
本题解析：由图线Ⅰ可读出电源电动势为3V，内阻为0.5Ω，A错误；图线Ⅱ可算出电阻R的阻值为1Ω，B错误；电源的输出功率
，电源的总功率P总=IE=6W，C错误；电源的效率为
，D正确。故选D。
考点：电源的U-I图线及电阻的U-I线；电源的输出功率及电源的效率。
本题难度：一般
4、填空题 实验室中大量实验表明，通过某一金属氧化物制成的棒中电流I遵循I=kU?3的规律（其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3．将该棒与一个遵从欧姆定律的电阻器串联在一起后，接在一个内阻可忽略、电动势为6.0V的电源上，则：
（1）当串联的电阻器阻值R1=______Ω时，电路中的电流为0.16A．
（2）当串联的电阻器阻值R2=______Ω时，棒上消耗的电功率是电阻R2消耗电功率的2倍．
参考答案：（1）棒两端的电压为U=3IK
本题解析：
本题难度：一般
5、简答题 如图，两根足够长的平行金属导轨，固定在同一水平面上，导轨的电阻很小，可忽略不计．导轨间的距离L=0.2m．磁感应强度B=0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直．两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在动摩擦因素μ=0.1的导轨上滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R=0.50Ω．开始时两根金属杆都处于静止状态．现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆甲在导轨上滑动．试分析并求出经过相当长时间后两杆与导轨组成的闭合回路中的电功率（设最大静磨擦力等于滑动磨擦力）．
参考答案：两杆受到的滑动磨擦力均为f=μmg=0.1N．
开始时，甲在力F作用下向右切割磁感线加速运动，其所受安培力F安=BIL=B2L2V2R越来越大，当安培力达到0.1N时，甲所受恒力F、安培力F安、磨擦力f三力达到平衡．此时乙受到安培力也是0.1N，并等于其所受的最大静磨擦力．所以乙一直静止不动，甲最后作匀速直线运动．?
相当长时间后甲杆：F=F安+f?
甲所受安培力：F安=BIL
回路中电流：I=E2R
甲切割磁感线产生感应电动势：E=BLv?
回路中的电功率：P电=E22R
由以上得：V=10m/s，E=1V，
P电=1W．
答：经过相当长时间后两杆与导轨组成的闭合回路中的电功率为1W．
本题解析：
本题难度：一般