1、填空题 电流通过导体时能使导体的温度____,电能变成____,这就是电流的热效应。英国物理学家____,通过一系列实验发现,电流通过导体的热量,跟电流的 ,导体的 ,通电 成正比。
参考答案:升高 内能 焦耳 大小 电阻 时间
本题解析:因为电流做功,所以电流通过导体时能使导体的温度升高,电能变成内能,“电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.”这个规律用公式表示为,在中学教材被称为焦耳定律,是由物理学家焦耳发现的,
考点:本题考查了焦耳定律的内容
点评:本题是基本常识性问题,没有难度,只要加强记忆,不会出错.
本题难度:简单
2、简答题 如图(a)所示,斜面倾角为37°,一宽为d=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一长方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行.取斜面底部为零势能面,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示,图中①、②均为直线段.已知线框的质量为m=0.1kg,电阻为R=0.06Ω,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)求金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间t;
(3)求金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm;
(4)请在图(c)中定性地画出:在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框中感应电流I的大小随时间t变化的图象.
参考答案:
(1)根据功能原理可知,金属线框减少的机械能=克服摩擦力所做的功
△E1=Wf1=μmgcos37°s1
其中s1=0.36m,△E1=(0.900-0.756)J=0.144J
可解得μ=0.5
(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,机械能仍均匀减小,因此安培力也为恒力,故线框做匀速运动.
由v12=2a?s1,其中a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2
可解得线框刚进磁场时的速度大小为:υ1=1.2m/s
△E2=Wf2+WA=(f+FA)s2
由图知:△E2=(0.756-0.666)J=0.09J,f+FA=mgsin37°=0.6N,s2为线框的侧边长,即线框进入磁场过程运动的距离,可求出s2=0.15m
故t=s2v1=0.151.2?s=0.125s
(3)线框出刚出磁场时速度最大,线框内的焦耳热功率最大,且 Pm=I2R=B2L2v22R
由v22=v12+2a(d-s2)可求得v2=1.6?m/s
根据线框匀速进入磁场时,FA+μmgcos37°=mgsin37°,
可求出FA=0.2N,
又因为 FA=BIL=B2L2v1R,可求出B2L2=0.01T2m2
将υ2、B2L2的值代入Pm=B2L2v22R,可求出Pm=0.43W
(4)图象如图所示.
答:(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数μ是0.5;
(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间t为0.125s;
(3)金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm是0.43W.
(4)定性地画出:在金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框中感应电流I的大小随时间t变化的图象如图所示.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 灯泡中灯丝断了,将灯丝搭接起来再用,则以下判断正确的是( )
A.比原来更亮
B.比原来更暗
C.搭接起来的地方容易烧断,其他地方不易断
D.搭接起来的地方不容易断,其他地方容易烧断
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 方框内为某台电风扇的铭牌.当电风扇正常工作时,通过电动机的电流为______A.若已知该电扇在额定电压下工作时,内部电机的效率为90%,正常工作1小时,电机输送给叶片的机械能为______J(保留两位有效数字).
参考答案:当电风扇正常工作时,电压为220V,功率为66W
所以I=PU=66220A=0.3A
正常工作1小时,电机输送给叶片的机械能为E=UIt90%=220×0.3×3600×0.9J=2.1×105J
故答案为:0.3,2.1×105.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 一定值电阻,通过2C的电荷量时,消耗的电能是8J,若在相同时间内通过4C的电荷量,那么电阻两端的电压和消耗的电能分别为( )
A.4V,16J
B.8V,16J
C.4V,32J
D.8V,32J
参考答案:因为电阻丝在通过2C的电量时,消耗的电能是8J,所以此时电压为:
U′=W′Q′=82=4V,
当在相同的时间内通过电阻丝的电量是4C时,根据I=Qt可知,I=2I′,
根据U=IR可知,电阻不变,此时电阻丝两端电压:U=2U′=8V,
电阻丝在这段时间内消耗的电能:
W=UQ=8V×4C=32J.
故选:D.
本题解析:
本题难度:简单