高考物理知识大全《闭合电路的欧姆定律》高频试题预测（2019年最新版） - 高考物理题库

高考物理知识大全《闭合电路的欧姆定律》高频试题预测（2019年最新版）(四)

2019-06-28 05:44:26 【大中小】

1、简答题如图（a）所示，在坐标平面xOy内存在磁感应强度为B=2T的匀强磁场，OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA满足曲线方程x=0.5sin(

π
3

y)m，C为导轨的最右端，导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2，其中R1=4Ω、R2=12Ω．现有一质量为m=0.1kg的足够长的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下，以v=3m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计，g取10m/s2，求：
（1）金属棒MN在导轨上运动时感应电动势的最大值；
（2）请在图（b）中画出金属棒MN中的感应电流I随时间t变化的关系图象；
（3）当金属棒MN运动到y=2.5m处时，外力F的大小；
（4）若金属棒MN从y=0处，在不受外力的情况下，以初速度v=6m/s向上运动，当到达y=1.5m处时，电阻R1的瞬时电功率为P1=0.9W，在该过程中，金属棒克服安培力所做的功．

参考答案：

（1）当金属棒MN匀速运动到C点时，电路中感应电动势最大
金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值．
因此接入电路的金属棒的有效长度为L=x=0.5sinπ3y
则有．Lm=xm=0.5m
感应电动势，Em=BLmv?
解得：Em=3.0V
（2）闭合电路欧姆定律，Im=EmR总
且R总=R1R2R1+R2=3Ω，
解得：Im=1.0A，
如图所示，
（3）金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用
当y=2.5m时，x=0.5sin5π6=0.25m
受力平衡，F外=F安+mg=BIL+mg=B2x2vR总+mg=1.25N
（4）当y=1.5m时，x=0.5sinπ2=0.5m
此时P1=0.9W，所以P总=R1+R2R2P1=1.2W
P总=F安v=B2x2vt2R总=1.2W?
得此时vt2=3.6（m/s）2
选取从y=0处到达y=1.5m处时，根据动能定理，则有：W克=12mv20-12mv2t
解得：W克=1.62J
答：（1）金属棒MN在导轨上运动时感应电动势的最大值为3V；
（2）请在图（b）中画出金属棒MN中的感应电流I随时间t变化的关系图象如图所示；
（3）当金属棒MN运动到y=2.5m处时，外力F的大小为1.25N；
（4）若金属棒MN从y=0处，在不受外力的情况下，以初速度v=6m/s向上运动，当到达y=1.5m处时，电阻R1的瞬时电功率为P1=0.9W，在该过程中，金属棒克服安培力所做的功为1.62J．

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题如图所示的电路，R1＝10Ω，R2＝8Ω，电池有内阻，K接1时，伏特表示数为2V，则K接2时伏特表示数可能为
A．2.2V
B．2.9V
C．1.7V
D．1.4V

参考答案：C

本题解析：根据闭合电路欧姆定律可知：…①，K接1时，即为…②，K接2时，即为…③，由②③得…④，根据极限分析法：电源内阻最大接近无穷大，最小接近于零：当r→∞时，由④得U最小值为1.6V；当r→0时，由④得U最大值为2V，则U示数在1.6V＜U＜2V的范围内。

本题难度：一般

3、选择题在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和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，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V，则这台电动机正确运转时的输出功率为（　）

A．44W　　　　　
B．32W
C．47W　　　　　　
D．48W

参考答案：B

本题解析：从电路图中可以看出，电动机和滑动变阻器串联，电压表测量电动机两端的电压，电流表测量电路电流．电动机停止转动时，电能全部转化为内能，电路是纯电阻电路，欧姆定律成立，由电流表和电压表的示数，根据欧姆定律得：电动机的电阻．电动机正常运转时，电动机输入的电功率为，内部发热功率为，电动机正常运转时的输出功率等于输入的电功率与内部发热功率之差，即．所以选B．