1、选择题 如图所示电路,电源电动势为E、内阻为r,接通电路后A、B、C三盏小灯都达到一定的亮度(但均未达到额定功率),当滑动变阻器的滑动头P向左滑动时,则( )
A.A灯变亮,B灯变暗
B.A灯和B灯都变暗
C.C灯和B灯都变亮
D.C灯变暗,A灯变亮
参考答案:C
本题解析:当滑动变阻器的滑动头P向左滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,根据”并同串反”:A与R等效串联,A变暗;B与R并联,B灯变亮;C与R等效并联,C变亮,C正确.
考点:本题考查闭合电路的动态分析.
本题难度:一般
2、计算题 (10分) 小型直流电动机(其线圈内阻为r=1)与规格为“4V、4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=5的电阻串联,然后接至U=12V的电压上,如图小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)通过电动机的电流 (2)电动机的输出功率P出。
参考答案:(1)0.6A (2)2.04W
本题解析:(1)流经灯泡的电流
流经电阻R的电流
流经电动机的电流I=IR-IL=0.6A.
(2)电动机消耗的总功率P=UI=4×0.6=2.4W
电动机产生的热功率P热=I2r=0.62×1=0.36W
电动机的输出功率P出=P-P热=2.4-0.36=2.04W
考点:电功、电功率。
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l,在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡,在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B0,且磁场区域可以移动.一电阻也为R、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上,离灯L1足够远.现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动,当棒ab刚处于磁场时两灯恰好正常工作.棒ab与导轨始终保持良好接触,导轨电阻不计.
(1)求磁场移动的速度;
(2)求在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能;
(3)若保持磁场不移动(仍在cdfe矩形区域),而是均匀改变磁感应强度,为保证两灯都不会烧坏且有电流通过,试求出均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt.
参考答案:(1)当ab刚处于磁场时,ad棒切割磁感线,产生感应电动势,相当于电源.灯正好正常工作,则?电路中外电压 U外=U,内电压 U内=2U,
感应电动势为? ?=3U=B0lv?
则得v=3UB0l?
(2)因为磁场匀速移动,所以在磁场区域经过棒ab的过程中,ab棒产生的感应电动势不变,所以灯一直正常工作,故等L1消耗的电能为
? W电1=U2dRt=U2Rdv=UB0dl3R?
(3)棒与灯1并联后,再与2串联,所以要保证灯2不会烧坏就可以,即以灯2正常工作为准.
? 电路中总电动势为 ?2=U+U2=32U
根据法拉第电磁感应定律得 ?2=△B△tld
联立解得? △B△t的最大值k=3U2ld
所以t时Bmax=B0±kt=B0±3U2ldt
故均匀变化时间t时B的可能值是[B0+3U2ldt,B0)或(B0,B0-3U2ldt]
答:
(1)磁场移动的速度为3UB0l;
(2)在磁场区域经过棒ab的过程中灯L1所消耗的电能为UB0dl3R;
(3)均匀改变时间t时磁感应强度的可能值Bt为{B0+3U2ldt,B0}或{B0,B0-3U2ldt}.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能.当调节滑动变阻器R,让电动机停止转动时,理想电流表和理想电压表的示数分别为0.50A和2.0V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0A和24V.则这台电动机:(不计温度对电阻的影响)( )
A.正常运转时的输出功率为32W
B.正常运转时的输出功率为48W
C.正常运转时的发热功率为1W
D.正常运转时的发热功率为47W