时间:2017-07-31 08:32:09
1、简答题 如图所示，匀强磁场的磁感强度B=0.8T，竖直向下穿过水平放置的矩形线框MNPQ，MN=PQ=2m，MP=NQ=1m，ab是用与线框相同的导线制成，它们单位长度的电阻R0=0.1Ω/m，不计摩擦．ab杆从MP处开始以v=5m/s?的速度向右匀速滑动．
（1）关于ab杆两端的电势差的讨论：
某同学认为：ab杆两端的电势差Uab就是路端电压，ab杆匀速切割磁感线时，感应电动势大小恒定，且内电阻r大小不变．当ab杆滑至线框正中间时，外电路电阻最大，此时，Uab有最大值，也即Uab的值是先变大后变小．
你认为该同学的判断是否正确？若他判断错误，你重新分析，并确定Uab的大小：若他的判断正确，请算出Uab的最大值．
（2）关于线框MNPQ的电功率P的讨论：
某同学认为：既然ab杆滑至线框正中间时，路端电压最大，此时线框MNPQ的电功率P也最大，所以P的值是先变大后变小．
你认为该同学的判断是否正确？请作出评价，并说明理由．（不需要定量计算．）
参考答案：（1）正确．?
ab杆在正中间时，外电阻最大，最大电阻为 Rm=12×（2+1）×R0=0.15Ω，杆ab的电阻r=0.1Ω，
感应电动势 ε=BLv=0.8×1×5V=4V
∴Uab的最大值为Uab=εRm+rRm=40.15+0.1×0.15V=2.4V
（2）错误．?
线框MNPQ的电功率P就是电源输出功率，当R=r时，P最大，而ab杆在正中间位置的两侧某处，均有R=r．
所以，线框MNPQ的电功率P先变大、后变小、再变大、再变小．?
答：（1）该同学的判断正确．Uab的最大值为2.4V．
（2）该同学的判断错误，线框MNPQ的电功率P先变大、后变小、再变大、再变小．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图所示电路中，电源的内电阻为r，R1、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表．闭合电键S，当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，电表的示数都发生变化，下列说法错误的是（ ）
A．电压表示数变大
B．电流表示数变小
C．外电路等效电阻变大
D．内电路消耗的功率变大
参考答案：根据电路的结构，R2与R1并联，与R4串联，再与R3并联，当P向右滑动时，R2↑，R1与R2并联电阻增大，外电路总电阻R总增大，干路电流I↓，路端电压U↑，即电压表示数变大，故A正确，C正确；由P=I2r知，内电路消耗的功率变小，故D错误．由I4=I-I3知，I↓，I3↑，则I4↓，U4↓，而R1与R2并联的电压U并=U-U4，U↑，U4↓则U并↑，则R1的电流I1变大，又电流表的电流IA=I-I4，I↓，I4↑，则IA↓，故B正确．
本题选错误的，故答案为：D
本题解析：
本题难度：一般
3、选择题 如图示电路中，电源电压不变，闭合电键S，灯L1、L2都发光，一会儿，其中一灯突然熄灭，两个电表中只有一个示数减小，则产生这一现象的原因可能是（ ）
A．一定是灯L1短路，A表示数减小
B．可能是灯L1断路，V表示数减小
C．可能是灯L2短路，V示数减小
D．一定是灯L2断路，A表示数减小
参考答案：
A、若灯L1短路，即此时电流表和电压表的示数都为零，A和V表示数都减小，且两灯都不会发光，故不符合题意；故A错误；
B、若灯L1断路，外电阻增大，路端电压增大，电流表和电压表的示数都增大，不符合题意，故B错误．
C、若灯L2短路，此时亮灯都不发光，电流表示数变大，电压表由于测量导线的电压，示数也变为零，故不符合题意，故C错误；
D、灯L2断路时，电流表示数为零，即变小，同时电压表仍测量电源电压，故不变，故D正确；
故选：D．
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 超导限流器是一种短 路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所示．当通过超导部件的电流大于其临界电流，IC时超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流．超导部件正常态电阻R1=7.5Ω，临界电流IC=0.6A，限流电阻R2=15Ω，灯泡L上标有“6V?3W”，电源电动势E=7V，内阻r=2Ω，电路正常工作．若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L短路前通过R1的电流为1/3A
B．灯泡L短路后超导部件电阻为零
C．灯泡L短路后通过R1的电流为2/3A
D．灯泡L短路后通过R1的电流为1A
参考答案：
A、灯泡L短路前超导限流器自动短路，灯泡正常工作，则通过R1的电流为I=PLUL=36A=0.5A．故A错误．
B、C、D灯泡L短路后，电路中电流变为：I=Er=72A=3.5A＞IC，超导部件由超导态转变为正常态，超导部件的电阻为R=R1R2R1+R2=5Ω，电路中总电流为I总=ER+r=1A，通过R1的电流为I1=R2R1+R2I=23A．故BD错误，C正确．
故选C
本题解析：
本题难度：简单
5、计算题 如图所示，一电荷量q=3×10-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0．1m，电源电动势
=15V，内阻r=0．5Ω，电阻R1=3
，R2=R3= R4 =8。g取10m/s2，已知
，
。求：
（1）电源的输出功率；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）带电小球的质量。
参考答案：（1）28w（2）140V/m（3）5．6×10-4kg
本题解析：（1）R外=7．0Ω R总=7． 5Ω I=15/7．5="2A" （2分）’P出=I2R外=22×7．="28w" （2分）
（2） U外="IR=2×7=14V" （2分）E=U/d=14/0．1="140V/m" （2分）
（3）Eq=mgtg37°(2分）m=Eq/gtg37°=（140×3×10-5）/（10×0．75）=5．6×10-4kg （2分
点评：做此类型问题时，需要先分析小球的受力平衡，然后根据力的平衡分析电容器两端的电压，从而分析电路功率等问题
本题难度：一般