时间:2017-07-10 20:52:42
1、填空题 上海浦东的磁悬浮列车速度快、运能大，是全世界第一条商业运营的磁悬浮列车．试计算把质量是20t?的列车从轨道上浮起?10cm?至少所需的能量为______?J，这些能量可供一只功率是40W的日光灯正常工作______s．
参考答案：把质量是20t 的列车从轨道上浮起 10cm 所需的能量等于重力势能的增加量，为：E=mgh=20×103×10×0.1J=20000J；
根据Pt=E，得到：t=EP=20000J40W=500s；
故答案为：20000，500．
本题解析：
本题难度：简单
2、选择题 如图所示，图中画出了RA、RB、RC三个电阻的伏安特性曲线．将这三个电阻并联后接在电路中，其中消耗电功率最大的是：
A．RA B．RB C．RC D．条件不足，无法确定
参考答案：A
本题解析：略
本题难度：一般
3、计算题 （13分）如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。
（1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。
（2）如图2，若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度vm，求此时电源的输出功率。
（3）如图3，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示，已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。
参考答案：（1）见解析（2）
（3）
本题解析：（1）导体棒切割磁感线 
导体棒做匀速运动 
又 
在任意一段时间Δt内，
拉力F所做的功 
电路获取的电能 
可见，在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。
（2）导体棒达到最大速度vm时，棒中没有电流。
电源的路端电压 
电源与电阻所在回路的电流 
电源的输出功率 
（3）感应电动势与电容器两极板间的电势差相等 
由电容器的U-t图可知 
导体棒的速度随时间变化的关系为 
可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度 
由
，
，则 
由牛顿第二定律 
可得：
考点：法拉第电磁感应定律
本题难度：困难
4、选择题 如图所示三个电阻的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为8W，6W，4W，则此电路允许消耗的最大功率是（ ）
A．18W
B．16W
C．14W
D．12W
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。p是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关s，重物p以速度v匀速上升，这时理想电流表和理想电压表的示数分别是I＝5.0A和U＝110V，重物p上升的速度v＝0.70m/s。已知该装置机械部分的机械效率为70%，重物的质量m＝45kg（g取10m／s2）。求：
（1）电动机消耗的电功率P电；
（2）绳对重物做功的机械功率P机；
（3）电动机线圈的电阻R。 
参考答案：
解：（1）电动机消耗的电功率为P电=UI=5.5×110W=550W
（2）绳对重物做功的机械功率为P机=mgv=45×10×0.70W=315W
（3）电动机输出的电功率为P机出=
=
W=450W
电动机线圈的电阻R的发热功率为P电－P机出=100W
由
得电动机线圈的电阻R=
本题解析：
本题难度：一般