18.(09年廣東物理)(15分)如圖18(a)所示,一個電阻值為R ,匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直于線圈平面向里的勻強磁場,磁感應強度B隨時間t變化的關(guān)系圖線如圖18(b)所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0 . 導線的電阻不計。求0至t1時間內(nèi)
(1)通過電阻R1上的電流大小和方向;
(2)通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。
解析:⑴由圖象分析可知,0至時間內(nèi)
由法拉第電磁感應定律有
而
由閉合電路歐姆定律有
聯(lián)立以上各式解得
通過電阻上的電流大小為
由楞次定律可判斷通過電阻上的電流方向為從b到a
⑵通過電阻上的電量
通過電阻上產(chǎn)生的熱量
23.(09年北京卷)(18分)單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。由一種利用電磁原理測量非磁性導電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。
傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示,圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣,其上裝有一對電極和c,a,c間的距離等于測量管內(nèi)徑D,測量管的軸線與a、c的連接放像以及通過電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時,在電極a、c的間出現(xiàn)感應電動勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q。設磁場均勻恒定,磁感應強度為B。
(1)已知,設液體在測量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大小(去3.0)
(2)一新建供水站安裝了電磁流量計,在向外供水時流量本應顯示為正值。但實際顯示卻為負值。經(jīng)檢查,原因是誤將測量管接反了,既液體由測量管出水口流入,從如水口流出。因為已加壓充滿管道。不便再將測量管拆下重裝,請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎钡暮啽惴椒ǎ?/p>
(3)顯示儀表相當于傳感器的負載電阻,其阻值記為 a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率色變化而變化,從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R。r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達式,并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。
解析:
(1)導電液體通過測量管時,相當于導線做切割磁感線的運動,在電極a、c 間切割感應線的液柱長度為D, 設液體的流速為v,則產(chǎn)生的感應電動勢為
E=BDv 、
由流量的定義,有Q=Sv= 、
式聯(lián)立解得
代入數(shù)據(jù)得
(2)能使儀表顯示的流量變?yōu)檎档姆椒ê啽,合理即可,如?/p>
改變通電線圈中電流的方向,使磁場B反向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢φ{(diào)接入顯示儀表。
(3)傳感器的顯示儀表構(gòu)成閉合電路,有閉合電路歐姆定律
、
輸入顯示儀表是a、c間的電壓U,流量示數(shù)和U一一對應, E 與液體電阻率無關(guān),而r隨電阻率的變化而變化,由③式可看出, r變化相應的U也隨之變化。在實際流量不變的情況下,儀表顯示的流量示數(shù)會隨a、c間的電壓U的變化而變化,增大R,使R>>r,則U≈E,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。
17.(09年全國卷Ⅱ) 因為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線。用此電源與三個阻值均為3的電阻連接成電路,測得路端電壓為4.8V。則該電路可能為
答案:B
解析:本題考查測電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗.由測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U-I圖線可知該電源的電動勢為6v,內(nèi)阻為0.5Ω.此電源與三個均為3的電阻連接成電路時測的路端電壓為4.8v,A中的路端電壓為4v,B中的路端電壓約為4.8V.正確C中的路端電壓約為5.7v,D中的路端電壓為5.4v。
0.0038m
解析:設碳棒的長度為X,則銅棒的電阻為,碳棒的電阻,要使得在00c附近總電阻不隨溫度變化,則有,則有式中t的系數(shù)必須為零,即有x≈0.0038m。
24.(09年全國卷Ⅰ)(15分) 材料的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0(1+at),其中α稱為電阻溫度系數(shù),ρ0是材料在t=0 ℃時的電阻率.在一定的溫度范圍內(nèi)α是與溫度無關(guān)的常數(shù)。金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加,具有正溫度系數(shù);而某些非金屬如碳等則相反,具有負溫數(shù)系數(shù).利用具有正負溫度系數(shù)的兩種材料的互補特性,可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻.已知:在0 ℃時,銅的電阻率為1.7×10 –8 Ω•m,碳的電阻率為3.5×10 -5Ω•m,附近,在0 ℃時,.銅的電阻溫度系數(shù)為3.9×10 –3 ℃-1,碳的電阻溫度系數(shù)為-5.0×10-4℃-1.將橫截面積相同的碳棒與銅棒串接成長1.0 m的導體,要求其電阻在0 ℃附近不隨溫度變化,求所需碳棒的長度(忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化)。
16.(09年福建卷)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0,則外接一只電阻為95.0的燈泡,如圖乙所示,則
A.電壓表v的示數(shù)為220v
B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次
C.燈泡實際消耗的功率為484w
D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J
答案:D
解析:電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動勢的最大值Em=V,有效值E=220V,燈泡兩端電壓,A錯;由圖像知T=0.02S,一個周期內(nèi)電流方向變化兩次,可知1s內(nèi)電流方向變化100次,B錯;燈泡的實際功率,C錯;電流的有效值,發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為,D對。
17.(09年四川卷)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,R1=20 ,R2=30 ,C為電容器。已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示,則
A.交流電的頻率為0.02 Hz
B.原線圈輸入電壓的最大值為200 V
C.電阻R2的電功率約為6.67 W
D.通過R3的電流始終為零
答案:C
解析:根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同,周期為0.02s、頻率為50赫茲,A錯。由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im=1A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um=20V,再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V、B錯;因為電容器有通交流、阻直流的作用,則有電流通過R3和電容器,D錯;根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系并聯(lián)電路特點可知電阻R2的電流有效值為I=、電壓有效值為U=Um/V,電阻R2的電功率為P2=UI=W、C對。
(09年廣東理科基礎)5.導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì),對于同種材料的導體,下列表述正確的是
A.橫截面積一定,電阻與導體的長度成正比
B.長度一定,電阻與導體的橫截面積成正比
C.電壓一定,電阻與通過導體的電流成正比
D.電流一定,電阻與導體兩端的電壓成反比
答案:A
解析:對于同中材料的物體,電阻率是個定值,根據(jù)電阻定律可知A正確。
(09年廣東理科基礎)14.如圖所示是一實驗電路圖,在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中,下列表述正確的是
A.路端電壓變小 B.電流表的示數(shù)變大
C.電源內(nèi)阻消耗的功率變小 D.電路的總電阻變大
答案:A
解析:當滑片向b端滑動時,接入電路中的電阻減少,使得總電阻減小D錯;根據(jù),可知總電流在增加,根據(jù)閉合電路中的歐姆定律有,可知路端電壓在減小,A對;流過電流表的示數(shù)為,可知電流在減小,B錯;根據(jù),可知內(nèi)阻消耗的功率在增大,C錯。
18.(09年重慶卷)某實物投影機有10個相同的強光燈L1-L10(24V/200W)和10個相同的指示燈X1-X10(220V/2W),將其連接在220V交流電源上,電路見題18圖,若工作一段時間后,L2燈絲燒斷,則,
A. X1的功率減小,L1的功率增大。
B. X1的功率增大,L1的功率增大
C, X2功率增大,其它指示燈的功率減小
D. X2功率減小,其它指示燈的功率增大
答案:C
5.(09年上海卷)為了保障行駛安全,一種新型雙門電動公交車安裝了如下控制裝置:只要有一扇門沒有關(guān)緊,汽車就不能啟動。如果規(guī)定:車門關(guān)緊時為“1”,未關(guān)緊時為“0”;當輸出信號為“1”時,汽車可以正常啟動行駛,當輸出信號為“0”時,汽車不能啟動。能正確表示該控制裝置工作原理的邏輯門是
A.與門 B.或門 C.非門 D.與非門
答案:A
(09年江蘇物理)5.在如圖所示的閃光燈電路中,電源的電動勢為,電容器的電容為。當閃光燈兩端電壓達到擊穿電壓時,閃光燈才有電流通過并發(fā)光,正常工作時,閃光燈周期性短暫閃光,則可以判定
A.電源的電動勢一定小于擊穿電壓
B.電容器所帶的最大電荷量一定為
C.閃光燈閃光時,電容器所帶的電荷量一定增大
D.在一個閃光周期內(nèi),通過電阻的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等
答案:D
解析:理解此電路的工作過程是解決本題的關(guān)鍵。電容器兩端的電壓與閃光燈兩端的電壓相等,當電源給電容器充電,達到閃光燈擊穿電壓U時,閃光燈被擊穿,電容器放電,放電后閃光燈兩端電壓小于U,斷路,電源再次給電容器充電,達到電壓U時,閃光燈又被擊穿,電容器放電,如此周期性充放電,使得閃光燈周期性短暫閃光。要使得充電后達到電壓U,則電源電動勢一定大于等于U,A 項錯誤;電容器兩端的最大電壓為U,故電容器所帶的最大電荷量為CU,B項錯誤;閃光燈閃光時電容器放電,所帶電荷量減少,C項錯誤;充電時電荷通過R,通過閃光燈放電,故充放電過程中通過電阻的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等,D項正確。
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