时间:2017-08-09 07:41:54
1、简答题 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，电阻为R．两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，调节电阻箱使R2=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求：
（1）金属棒下滑的最大速度vm；
（2）当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热；
（3）改变电阻箱R2的阻值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为多少？
参考答案：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有
? mgsinα=F安…①
又? F安=BIL…②
? I=BLvmR总…③
其中R总=R+R1+R2RLR2+RL=6R…④
联立①-④式得金属棒下滑的最大速度vm=3mgRB2L2…⑤
（2）根据能量转化和守恒得：
? mgsin2sB=Q+12mv2m? ⑥
再将⑤式代入上式得Q=mgs0-9m3g2R22B4L4?
（3）金属棒匀速下滑时
? mgsinα=BIL
则得 I=mgsinαBL…⑦
R2消耗的功率P2=I22R2…⑧
由分流原理得：通过电阻箱R2的I2=RLR2+RLI=4RR2+4RI…⑨
联立⑦～⑨式得P2=(?
则得 P2=16R2R2R22+8RR2+16R2(mgsinαBL)2
? P2=16RR2+8R+16R2R2(mgsinαBL)2
当R2=16R2R2，即R2=4R时，R2消耗的功率最大
故R2消耗的最大功率为：P2=m2g2R4B2L2
答：
（1）金属棒下滑的最大速度vm是3mgRB2L2．
（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热是mgs0-9m3g2R22B4L4；
（3）改变电阻箱R2的阻值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大；消耗的最大功率为m2g2R4B2L2．
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 如图为直流电车模型工作示意图，电源电动势E=12 V，全电路电阻R=1 Ω，电车在水平路面上以5 m/s行驶，车受阻力7.2 N，则电路中电流强度为
[? ]
A．12 A
B．6 A
C．3 A
D．1 A
参考答案：B
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 如图所示，均匀圆环的总电阻R0=8Ω，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R1=3Ω．指针OC的电阻不计，可以在圆环上无摩擦地转动．A、B、D?为等分点，则指针在______处时，电源总功率最小，其值为______?W．
参考答案：由电源的总功率P=EI知，当电路中总电流最小时，电源的总功率最小，则外电路总电阻最大，根据并联电路的特点，得知指针在B处时电源总功率最小，此时外电路总电阻为R=12?12R0+R1=2Ω+3Ω=5Ω，电源总功率最小值为Pmin=E2R+r=625+1W=6W．
故答案为：B，6
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r外电路接有定值电阻R1和滑动变阻器R，合上开关S，当滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中，下述说法正确的是（ ）
A．电压表读数一定变大
B．电压表读数一定变小
C．R1消耗的功率一定变大
D．整个电路消耗的功率一定变大
参考答案：A、B当滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，外电阻增大，路端电压U增大，电压表读数一定变大．故A正确，B错误．
? C、由欧姆定律得知，电路中电流减小，R1消耗的功率一定变小．故C错误．
? D、整个电路消耗的功率P=EI一定变小．故D错误．
故选A
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干。设电动机线圈电阻为R1 ，它与电热丝电阻值R2 串联后接到直流电源上，吹风机两端电压为U，电流为I，电路消耗的电功率为P，则有
（ ? ）
A．
?
B．P=I2（R1+R2)
?
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单