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1、简答题 如图所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,两条足够长的平行导轨组成一个倾角为53°的斜面框架,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端连接一阻值为2R的电阻和电键S,导轨电阻不计.两金属棒a和b的电阻均为R,质量分别为ma=0.05kg和mb=0.02kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.
(1)若将b棒固定,电键S断开,用一平行斜面向上的恒力F拉a棒,当a棒以v1=5m/s的速度稳定向上匀速运动.此时再释放b棒,b棒恰能保持静止.求拉力F的大小;
(2)若将a棒固定,电键S闭合,让b棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2;
(3)若将a棒和b棒都固定,电键S断开,使磁感应强度从B随时间均匀增加,经0.2s后磁感应强度增大到2B时,a棒所受到的安培力大小正好等于b棒的重力大小,求两棒间的距离d.
参考答案:(1)a棒作切割磁感线运动,产生感应电动势:ε=BLv1
a棒与b棒构成串联闭合电路,电路中的电流强度为? I=ε2R=BLv12R
a棒、b棒受到的安培力大小相等,均为Fa=Fb=BIL
根据平衡条件得:
? 对b棒有:BIL-mbgsin53°=0
? 对a棒有:F-BIL-magsin53°=0
联立解得F=(ma+mb)gsin53°=(0.05+0.02)×10×0.8N=0.56N
并得到? ?B2L2R=0.064
(2)a棒固定、电键S闭合后,b棒自由下滑作切割磁感线运动,最终b棒以最大速度v2匀速运动,此时产生的感应电动势为:ε2=BLv2
a棒与电阻2R并联,再与b棒串联构成闭合电路,电流强度为I2=ε223R+R=3BLv25R
由b棒受力平衡:BI2L-mbgsin53°=0
解得B?3BLv25R?L=mbgsin53°
代入得 v2=5R×mbg×0.83B2L2=256m/s≈4.17m/s
(3)电键S断开后,当磁场均匀变化时,在a、b棒与平行导轨构成的闭合回路内产生的感应电动势为ε3=△B?Ld△t
依题意有:F′a=2B×△B×Ld△t×2R×L=mbg
解得:d=mbgR?△tB2L2=0.2×0.20.064m=0.625m
答:
(1)拉力F的大小是0.56N;
(2)b棒滑行的最大速度v2是4.17m/s.
(3)两棒间的距离d为0.625m.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 如图,电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。则电源电动势为____;当S1、S2都断开时,电源的总功率为____。

参考答案:
;
本题解析:当电键S1断开、S2闭合时,外电阻等于R,当S1闭合、S2断开时,外电阻等于4R,电路输出功率
得出r=2R,E=
.当S1、S2都断开时, 外电阻等于7R,总功率
【考点定位】闭合电路欧姆定律
本题难度:一般
3、选择题 如图所示的电路中,电源内阻一定,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表V的示数减小ΔU,电流表A的示数增加ΔI(电压表与电流表均为理想电表),在这个过程中(? )

A.通过R1的电流减少量等于ΔU/R1
B.R2两端的电压增加量等于ΔU
C.路端电压减少量等于ΔU
D.ΔU/ΔI为定值
参考答案:AD
本题解析:由欧姆定律
,A对;R2和电源内阻电压都增大,增加量之和等于ΔU,B错;路端电压减小量为ΔU减去R2的电压增加量,C错;ΔU/ΔI=R2+r,D对;
本题难度:一般
4、选择题 如图7-3-4为分压器接法电路图,电源电动势为E,内阻不计,变阻器总电阻为r.闭合电键S后,负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于7-3-5图中的哪条实线?
A.①
B.②
C.③
D.④