如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接.
题型:不详
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如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2Ω的电阻连接,右端通过导线与阻值R
L
=4Ω的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l=2m,有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
答案
(1)在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势.
电路为r与R并联,再与R
L
串联,电路的总电阻
R
总
=R
L
+
Rr
R+r
=5Ω ①
此时感应电动势为E
1
=
△Φ
△t
=
△B
△t
=0.5×2×0.5V=0.5V ②
通过小灯泡的电流为:I
1
=
E
1
R
总
=0.1A ③
(2)当棒在磁场区域中运动时,由导体棒切割磁感线产生电动势,电路为R与R
L
并联,再与r串联,此时电路的总电阻
R
总
′=r+
R
R
L
R
+R
L
=2Ω+
4×2
4+2
Ω=
10
3
Ω ④
由于灯泡中电流不变,所以灯泡的电流I
L
=0.1A,则流过棒的电流为
由并联电路的规律可得:
I=I
L
+I
R
=I
L
+
I
L
R
L
R
=0.3 A,⑤
棒产生的感应电动势为 E
2
=Bdv ⑥
解得棒PQ在磁场区域中运动的速度大小 v=1m/s ⑦
答:
(1)通过小灯泡的电流是0.1A.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小是1m/s.
举一反三
如图(a),面积S=0.2m
2
的线圈,匝数n=630匝,总电阻r=1.0Ω,线圈处在变化的磁场中,磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化,方向垂直线圈平面.图(a)中传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V、0.9W”,滑动变阻器R
0
上标有“10Ω、1A”,试回答下列问题:
(1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过电流表的电流方向.
(2)为了保证电路的安全,求电路中允许通过的最大电流.
(3)若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图(b)中的t
0
最小值是多少?
题型:南京模拟
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当电阻两端加上某一稳定电压时,通过该电阻的电荷量为0.3C,消耗的电能为0.9J.为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻,在其两端需加的电压和消耗的电能分别是( )
A.3V,1.8J
B.3V,3.6J
C.6V,1.8J
D.6V,3.6J
题型:上海
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某控制电路如图所示,主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R
1
、R
2
及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L
1
、L
2
是红绿两个指示灯,当电位器的触片滑向a端时,下列说法正确的是( )
A.L
1
、L
2
两个指示灯都变亮
B.L
1
、L
2
两个指示灯都变暗
C.L
1
变亮,L
2
变暗
D.L
1
变暗,L
2
变亮
题型:临沂一模
难度:
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目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关.该延时开关的简化原理图如图所示.图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当K按下接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合.这时释放K后,延时开关S约在1分钟后断开,电灯熄灭.根据上述信息和电原理图,我们可推断:
按钮开关K按下前,发光二极管是______(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约______分钟,这一过程中发光二极管是______.限流电阻R的阻值和灯丝电阻R
L
相比,应满足R______R
L
的条件.
题型:南汇区一模
难度:
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如图所示的电路图中,R
1
、R
2
是变阻器,R
3
、R
4
是光敏电阻和热敏电阻(R
3
光照时电阻很小,R
4
在温度升高时电阻会明显变小),L是指示灯.其工作情况是:当光敏电阻受光照时射,同时温度明显上升时,指示灯L亮;两个条件缺少一个或都不具备时指示灯L不亮.该门电路是______.请在虚线框中画出该门电路的符号,并想一下该电路可应用在______.
题型:南汇区一模
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