1、简答题 如图所示,宽为0.5m的光滑水平金属框架固定在方向竖直向下、磁感应强度大小为B=0.80T的匀强磁场中,框架左端连接一个R=0.4Ω的电阻,框架上面置一电阻r=0.1Ω的金属导体ab,ab长为0.5m.ab始终与框架接触良好且在水平恒力F作用下以v=1.25m/s的速度向右匀速运动(设水平金属框架足够长.轨道电阻及接触电阻忽略不计).
(1)试判断金属导体ab两端哪端电势高;
(2)求通过金属导体ab的电流大小:
(3)求水平恒力F对金属导体ab做功的功率.
参考答案:(1)根据右手定则知,ab棒中的感应电流方向为b到a,ab棒相当于电源,所以a端的电势高.
(2)因为电动势E=BLv,
则电流I=ER+r=BLvR+r=0.8×0.5×1.250.5A=1A.
(3)因为水平恒力等于安培力,即F=FA=BIL=0.8×1×0.5N=0.4N
则P=Fv=0.4×1.25W=0.5W.
答:(1)a端的电势高.
(2)通过金属导体ab的电流大小为1A.
(3)水平恒力F对金属导体ab做功的功率为0.5W.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (12分)如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表内阻对电路的影响。
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线?
(2)电源的电动势和内阻分别是多少?
(3)变阻器R的最大阻值是多少?
参考答案:(1)V1对应AC线,V2对应BC线(2 E=8V,r=1Ω(3)R=12Ω
本题解析:(1)V1对应AC线,V2对应BC线
(2)对应图线上的B点有:E=UB+Ir,
对应图线上的C点有:E=UB+Ir,解得E=8V,r=1Ω
(3)
当R全部接入电路时,对应BC线上的B点,则
,得R=12Ω
(1)电流为0.5A时电压表V1小于路端电压,所以V1对应AC线,V2对应BC线(2)因为图线BC为路端电压,图线BC与纵坐标的交点即为电源电动势,斜率大小为电源内阻,图线AC为电阻R0,图线斜率即为电阻值,当R全部接入电路时,对应BC线上的B点,由此可求得R与R0电阻之和,从而求得变阻器最大阻值
本题难度:一般
3、选择题 高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图所示,超导部分有一个超导临界电流Ic,当通过限流器的电流I>Ic时,将造成超导体失超,从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻).以此来限制电力系统的故障电流,已知超导部件的正常态电阻为R1=3Ω,超导临界电流Ic=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L上标有“6V,6W”的字样,电源电动势E=8V,内阻r=2Ω,原来电路正常工作,现L突然发生短路,则( )

A.短路前通过R1的电流为1A
B.短路后超导部件将由超导状态转化为正常态
C.短路后通过R1的电流为
A
D.短路后通过R1的电流为2A