如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中粗线表法),R1=4Ω、R2=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满
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如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中粗线表法),R1=4Ω、R2=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满
题型:上海
难度:
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如图所示,OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O、C处分别接有短电阻丝(图中
粗线表法),R
1
=4Ω、R
2
=8Ω(导轨其它部分电阻不计).导轨OAC的形状满足方程
y=2sin(
π
3
x)
(单位:m).磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F作用下,以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点,棒与导思接触良好且始终保持与OC导轨垂直,不计棒的电阻.求:
(1)外力F的最大值;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R
1
上消耗的最大功率;
(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系.
答案
(1)金属棒匀速运动 F=F
安
ε=BLv①
I=
E
R
总
F=BIL=
B
2
L
2
v
R
总
又
L
max
=2sin
π
2
=2(m)
R
1
R
2
R
1
+
R
2
=
8
3
Ω
故F
max
=0.2
2
×2
2
×5.0×
3
8
N=0.3N
(2)P
1
=
E
2
R
1
=1W
(3)金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化
L=2sin(
π
3
x)(m)
且 x=vt,E=BLv,
得到
I=
ε
R
总
=
Bv
R
总
=2sin(
π
3
vt)=
3
4
sin(
5π
3
t)(A)
答:(1)外力F的最大值0.3N;
(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R
1
上消耗的最大功率为1W;
(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系为
3
4
sin(
5π
3
t)A
.
举一反三
某实物投影机有10个相同的强光灯L
1
~L
10
(24V/200W)和10个相同的指示灯X
1
~X
10
(220V/2W),将其连接在220V交流电源上,电路见题图,若工作一段时间后,L
2
灯丝烧断,则( )
A.X
1
的功率减小,L
1
的功率增大
B.X
1
的功率增大,L
1
的功率增大
C.X
2
功率增大,其它指示灯的功率减小
D.X
2
功率减小,其它指示灯的功率增大
题型:重庆
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|
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如图所示,电动势为E、内阻为r的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S
1
,三个灯泡都能正常工作.如果再合上S
2
,则下列表述正确的是( )
A.电源消耗的总功率减小
B.L
1
上消耗的功率增大
C.R
1
上消耗的功率增大
D.R
3
上消耗的功率增大
题型:崇明县二模
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在如图所示电路中,①、②处可以接小灯泡、电压表(视为理想电表).电源电动势E、内阻r保持不变,定值电阻R
1
=R
2
=R
3
=r,小灯泡的电阻R
L
=r,下列说法中正确的是( )
A.要使电源总功率较大,则应该①接电压表,②接小灯泡
B.要使电源输出功率较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
C.要使路端电压较大,则应该①接小灯泡,②接电压表
D.要使闭合电路中电源效率较高,则应该①接电压表,②接小灯泡
题型:不详
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|
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如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是( )
A.电炉放出的热量与电动机放出的热量相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率
题型:大连模拟
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|
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如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下面说法正确的是( )
A.阴影部分的面积表示电源的输出功率
B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C.当满足α=β时,电源的效率最高
D.当满足α=β时,电源的效率小于50%
题型:不详
难度:
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