1、计算题  （20）导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与其垂直的水平恒力F的作用下，在导线框上以速度v做匀速运动，速度v与恒力F方向相同，导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知导线MN电阻为R，其长度L，恰好等于平行轨道间距，磁场的磁感应强度为B，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。

（1）通过公式推导验证：在时间内，F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能，也等于导线MN中产生的焦耳热Q。
（2）若导线的质量m=8.0g，长度L=0.1m，感应电流I=1.0A，假设一个原子贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率v（下表中列出了一些你可能用到的数据）。

（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动自由电子和金属离子（金属原子失去电子后剩余部分）的碰撞，展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子运动模型：在此基础上，求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力的表达式。

参考答案：（1）见解析（2） （3）

本题解析：
（1）导线运动时产生的感应电动势为，
导线中的电流为，
导线受到的安培力为，
物体匀速运动，拉力和安培力相等，所以拉力为，
拉力F做功，将F代入得到
电能为，
产生的焦耳热为，由此可见
（2）导线MN中的总电子数N=，
导线MN中电子的电量为
通过导线的电流为
这些电量通过导线横截面积的时间为
联立以上各式得
（3）方法一：动量解法
设电子在每一次碰撞结束至下一次碰撞结束之间的运动都相同，设经历的时间为，电子的动量变化为零。
因为导线MN的运动，电子受到沿导线方向的洛伦兹力为的作用，有
沿导线方向，电子只受到金属离子的作用力和作用，所以
联立解得电子受到的平均作用力为
方法二：能量解法
设电子从导线的一端到达另一端经历的时间为t，在这段时间内，通过导线一端的电子总数为
电阻上产生的焦耳热是由于克服金属离子对电子的平均作用力做功而产生的，有
在t时间内电子运动过程中克服阻力所做的功，可以表示为
电流产生的焦耳热为：
联立解得

本题难度：一般

2、选择题  有三个用电器，分别为日光灯、电烙铁和电风扇，它们的额定电压和额定功率均为“220V，60W”．现让它们在额定电压下工作相同时间，产生的热量（　　）
A．日光灯最多
B．电烙铁最多
C．电风扇最多
D．一样多

参考答案：电风扇，电烙铁和日光灯额定电压、额定功率相同，相同时间内消耗的电能相等，而电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，日光灯消耗的电能大部分转化为光能，电烙铁消耗的电能全部转化为内能，所以产生的热量电烙铁最多．
故选：B．

本题解析：

本题难度：简单

3、选择题  在一次研究性学习活动中，研究小组对一幢居民楼的供电设施进行了观察和测量，整幢居民楼的供电线路可简化为如图所示的模型，暂停供电时，用欧姆表测得A、B间电阻 为R，恢复供电后，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则计算该幢居民楼的总功率可以用的公式是

A．P＝I2R        B．P＝U2/R
C．P＝IU          D．以上公式都能用

参考答案：C

本题解析：试题分析：居民楼里有各种不同的电器，不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路计算功率只能有P=UI和来计算，可是由于本题中不知道W和t，所以只能用P=UI来计算功率。故选C
考点：考查电功率的计算
点评：本题难度较小，电路消耗的电能并不完全转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能等),这种电路叫非纯电阻电路.如其中有电动机、电解槽的电路等.对非纯电阻电路有: I<U/R或U>IR,决不能乱套用公式，计算电功率只能用P=UI

本题难度：一般

4、填空题  浴室取暖器也就是我们常说的“浴霸”，是给浴室加热的电器，它是由几盏特殊的灯泡完成加热工作的．下面是一台浴室取暖器的说明书，上面附有电路原理图，它有两个相同的加热灯泡．
根据这个说明书可以知道，当这台取暖器的两盏灯都打开时，消耗的电功率是______W；?当只打开一盏灯时，通过取暖器的工作电流是______A．

参考答案：由取暖器铭牌可知额定功率为660W，所以为这台取暖器的两盏灯都打开时消耗的电功率660W．
当只打开一盏灯时，取暖器的功率为330W，则通过取暖器的工作电流为 I=PU=330220A=1.5A
故答案为：660，1.5

本题解析：

本题难度：简单

5、选择题  一个标有“220V 60W”的白炽灯泡，当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时，其阻值                           
A．接近807Ω
B．接近于3.7Ω
C．明显大于807Ω
D．明显小于807Ω