【题目】如图所示,电源电动势E=3V,内阻r=3Ω,定值电阻R1=1Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω.
(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时,电阻R1消耗的功率最大?电阻R1消耗的最大功率是多少?
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?滑动变阻器消耗的最大功率是多少?
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大?电源输出的最大功率是多少?
(4)三种情况下,电源的效率分别为多大?
【答案】(1)0 0.56 W;(2)4 Ω 0.56 W;(3)2 Ω 0.75 W ;(4)25% 62.5% 50%
【解析】
(1)R1为定值电阻,当R2=0时,流经R1的电流最大,电阻R1消耗的功率最大
此时
电阻R1消耗的最大功率为:
(2)电源与定值电阻R1可看作一个电动势为E=3V,内阻为r′=r+R1=4Ω的电源,由分析可知,当滑动变阻器阻值R2=r′=4Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,此时
(3)同理,由前面分析可知,当R外=r时,即R2′=2Ω时,电源输出的功率最大,此时
.
(4)电阻R1消耗功率最大时,电源的效率:
滑动变阻器消耗的功率最大时,电源的效率:
当电源输出功率最大时,电源的效率:
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【题目】一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经B、C运动到D点,其v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.A处的电场强度一定小于B处的电场强度
B.A处的电势一定大于在B处的电势
C.CD间各点电场强度和电势都为零
D.AB两点间的电势差不等于CB两点间的电势差
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【题目】如图所示,两平行长直导轨MN、PQ水平放置,间距,导轨左端M、P间接有一阻值的定值电阻.一质量的导体棒ab垂直于导轨放在距离左端处,与导轨间的动摩擦因数,与导轨始终接触良好,电阻均忽略不计,整个装置处在范围足够大的匀强磁场中.时刻,磁场方向竖直向下,此后磁感应强度B随时间t的变化如图所示.不计感应电流磁场的影响,重力加速度.
(1)求时棒所受到的安培力;
(2)分析前3s内导体棒的运动情况并求前3s内棒所受的摩擦力f随时间t变化的关系式;
(3)若时,突然使ab棒获得向右的速度,同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F,使棒的加速度大小恒为、方向向左.求从到的时间内通过电阻的电荷量q.
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【题目】水平放置长为L=4.5m的传送带顺时针转动,速度为v=3m/s,质量为m2=3kg的小球被长为的轻质细线悬挂在O点,球的左边缘恰于传送带右端B对齐;质量为m1=1kg的物块自传送带上的左端A点以初速度v0=5m/s的速度水平向右运动,运动至B点与球m2发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为μ=0.1,取重力加速度。求:
(1)碰撞后瞬间,小球受到的拉力是多大?
(2)物块在传送带上运动的整个过程中,与传送带间摩擦而产生的内能是多少?
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【题目】如图所示,一轻弹簧的一端固定在水平面上,另一端与质量为M的物块b固定连接。质量为m的小物块a位于b的正上方,两者之间的距离为h。静止释放小物块a,a、b碰后共速向下运动但不粘连,压缩弹簧到最低点后两物块向上运动,且上升至最高点时恰不分离,重力加速度为g。则( )
A.a、b碰撞损失的机械能为
B.a、b向上运动至最高点时弹簧处于压缩状态
C.若仅增大h,碰后a、b一起达到最大动能时的位置将降低
D.若仅增大h,碰后a、b向上运动时一定能分离
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【题目】正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线,并通以如图所示方向的恒定电流,导线中的电流大小相等,三角形中心O点的磁感应强度大小为B0,已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比,则下列说法正确的是
A. O点处的磁感应强度方向竖直向下
B. B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左
C. B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为B0
D. 将A处电流大小减半,则O点处的磁场磁感应强度大小为B0
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【题目】如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定两间距L=0.5 m的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R,电源电动势E=10 V,内阻r=2 Ω,一质量m=100 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=1 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的,取 g=10 m/s2,要保持金属棒在导轨上静止,求:
(1)金属棒所受到的安培力大小;
(2)滑动变阻器R接入电路中的阻值。
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【题目】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,如图甲所示,将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.25mm的双缝。从仪器注明的规格可知,单缝与双缝之间的距离为5.00cm,光屏与双缝间的距离L=60.00cm。接通电源使光源正常工作。
(1)在图甲中,要使单缝与双缝相互平行,干涉条纹更加清晰明亮,以下操作合理的是______;
A.移动光源 B.转动测量头
C.调节拨杆 D.转动遮光筒
(2)将测量头的分划板的中心刻线与某亮纹A中心对开,测量头的游标卡尺读数如图乙所示,其读数为______ mm;继续移动分划板,使分划板的中心刻线与亮纹B中心对齐,测量头的标卡尺读数为27.20mm。则所测的单色光波长为______m (结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源,现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨 电阻不计,g取10m/s2(已知sin37°=0.60,cos37°=0.80).求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力.
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