32.(上海物理)(14分)如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从处以
的初速度,沿x轴负方向做
的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:
(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入
q=求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
解析:
(1),
因为运动中金属棒仅受安培力作用,所以F=BIL
又,所以
且,得
所以
(2),得
,所以
。
(3)错误之处:因框架的电阻非均匀分布,所求是0.4s时回路内的电阻R,不是平均值。
正确解法:因电流不变,所以。
本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度:难。
23.(上海物理)电动机的自动控制电路如图所示,其中为热敏电阻,
为光敏电阻,当温度升高时,
的阻值远小于
;当光照射
时,其阻值远小于
,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中的虚线框内应选____门逻辑电路;若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以___
的阻值(填“增大”或“减小”)。
[解析]为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时,输入为1,输出为1,所以是“或门”。
因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度,需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1,输出为1,所以要增大。
5.(上海物理) 在图的闭合电路中,当滑片向右移动时,两电表读数的变化是
(A)A变大, V变大 (B)A变小,V变大
(C)A变大, V变小 (D)A变小,V变小
答案:B
解析:电阻变大,电流变小,电压变大。
44.(上海理综)在世博园区,运行着许多氢燃料汽车,其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。
(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:
①把多用表的选择开关调至电流档,并选择恰当量程,串联在电路中。读出电流I;
②把多用表的选择开关调至电压档,把红、黑表笔并联在电动机两端,其中红表笔应该接在图中 (填“A”或“B”)端。读出电压U;
③重复步骤①和②,多次测量,取平均值;
④根据公式P= 计算氢燃料电池输出功率。
(2)在上述第②步中遗漏的操作是 ;
(3)如果该电动机的效率为,汽车运动的速度为v,则汽车的牵引力为
。
答案:(1)A;UI;(2)选择恰当量程;(3)
42.(上海理综)各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中,分别填入传感器和逻辑门的名称,使该机器人能够在明亮的条件下,听到呼唤声就来为你服务。
答案:光;声;与(&)
41.(上海理综)中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆,太阳能的利用规模达到了历届世博会之最,总发电装机容量达到4.6×103kW。设太阳能电池板的发电效率为18%,已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW,那么所使用的太阳能电池板的总面积为 m2。
答案:1.9×1014
19.(新课标卷)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为
、
.由图可知
、
的值分别为
A、、
B、
、
C、
、
D、
、
答案:D
解析:电源效率,E为电源的总电压(即电动势),根据图象可知Ua=
Ub=,所以选项D正确。
19.(四川卷)图甲所示电路中, 为相同的电流表,C为电容器,电阻
的阻值相同,线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在
时间内
A.电流表的示数比
的小
B.电流表的示数比A3的小
C.电流表和
的示数相同
D.电流表的示数都不为零
答案:C
[解析]由B-t图像知在t1-t2时间内,原线圈中磁场先负向减小后正向增大,则副线圈中磁通量是均匀变化的,根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变,再根据楞次定则可判断负向较小时和正向增大时感应电流的方向相同,则在t1-t2时间内副线圈中个电流为稳恒电流,所以A1和A2的示数相同,A3的示数为0,正确答案C。
19.(浙江卷) 半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图(上)所示。有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规律如图(下)所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q的静止微粒,则以下说法正确的是
A. 第2秒内上极板为正极
B. 第3秒内上极板为负极
C. 第2秒末微粒回到了原来位置
D. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2
答案:A
23.(重庆卷)(16分)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示,两块面积均为S的矩形金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d。水流速度处处相同,大小为v,方向水平。金属板与水流方向平行。
地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻为p,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应,求:
(1)该发电装置的电动势;
(2)通过电阻R的电流强度;
(3)电阻R消耗的电功率。
解析:
(1)由法拉第电磁感应定律,有
(2)两板间河水的电阻
由闭合电路欧姆定律,有
(3)由电功率公式,
得
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