高中物理穩(wěn)恒電流練習(xí)題及答案

1、高中物理穩(wěn)恒電流練習(xí)題及答案一、穩(wěn)恒電流專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練1.如圖10所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，相距為L(zhǎng)i ,處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bi的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為匕的正方形金屬框 abcd置于傾斜角0 =30的光滑絕緣斜面上(ad / MN , bc/ FG, ab / MG, dc/ FN),兩頂點(diǎn)a、d通 過(guò)細(xì)軟導(dǎo)線(xiàn)與導(dǎo)軌 P、Q相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向下，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)a、d點(diǎn)的作用力.(1)通過(guò)ad邊的電流lad(1)通過(guò)a

2、d邊的電流lad是多大？(2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大?3mg8B2L3mgr(2)8B1B2dL【解析】試題分析：(1)設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為【解析】試題分析：(1)設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為有l(wèi)ab= I4I, ab邊的電流為lab, dc邊的電流為Idc,ldc= I 4金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有mg= B2IabL2 + B2IdcL2 由，解得I由，解得Iab =4B2L2mg(2)由(1)可得I=: B2L2設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E,有E= B1L1VR,則R= - r4設(shè)ad、dc、R,則R= - r4根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I =旦R由，解得v

3、=由，解得v=3mgr d4B1B2L1L2考點(diǎn)：受力分析，安培力，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，歐姆定律等.2.守恒定律是自然界中某種物理量的值恒定不變的規(guī)律，它為我們解決許多實(shí)際問(wèn)題提供 了依據(jù).在物理學(xué)中這樣的守恒定律有很多，例如：電荷守恒定律、質(zhì)量守恒定律、能量 守恒定律等等.(1)根據(jù)電荷守恒定律可知：一段導(dǎo)體中通有恒定電流時(shí)，在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體不同截面 的電荷量都是相同的.a.己知帶電粒子電荷量均為g,粒子定向移動(dòng)所形成的電流強(qiáng)度為，求在時(shí)間 t內(nèi)通過(guò)某一截面的粒子數(shù) N.b.直線(xiàn)加速器是一種通過(guò)高壓電場(chǎng)使帶電粒子加速的裝置.帶電粒子從粒子源處持續(xù)發(fā)出，假定帶電粒子的初速度為零，加速過(guò)程中做的勻加

4、速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).如圖l所示，在距粒子源11、12兩處分別取一小段長(zhǎng)度相等的粒子流| .已知11：12=1：4,這兩小段粒子流中所含的粒子數(shù)分別為ni和n2,求：ni：n2.粒 Al&11II 源鵬7k t J圖(2)在實(shí)際生活中經(jīng)?？吹竭@種現(xiàn)象：適當(dāng)調(diào)整開(kāi)關(guān)，可以看到從水龍頭中流出的水柱越來(lái) 越細(xì)，如圖2所示，垂直于水柱的橫截面可視為圓.在水柱上取兩個(gè)橫截面A、B,經(jīng)過(guò)A、B的水流速度大小分別為vi、v2；A、B直徑分別為di、d2,且di：d2=2:1.求：水流的速度大小之比V1：V2.(3)如圖3所示：一盛有水的大容器，其側(cè)面有一個(gè)水平的短細(xì)管，水能夠從細(xì)管中噴出； 容器中水面的面積 S遠(yuǎn)遠(yuǎn)大

5、于細(xì)管內(nèi)的橫截面積 金;重力加速度為g.假設(shè) 水不可壓縮，而 且沒(méi)有粘滯性.a.推理說(shuō)明：容器中液面下降的速度比細(xì)管中的水流速度小很多，可以忽略不計(jì):V.b.在上述基礎(chǔ)上，求：當(dāng)液面距離細(xì)管的高度為h時(shí)，細(xì)管中的水流速度V.Q It22a.v1【答案】(1) a. N 一 一 ； b. n1 : n2 2:1； ( 2) v1 :v2 d2 : d11:4； a.v1q q設(shè)：水面下降速度為 Vi ,細(xì)管內(nèi)的水流速度為 v.按照水不可壓縮的條件，可知水的體積守恒或流量守恒，即： Sm Sv2,由&S2,可得viV2,所以：液體面下降的速度比細(xì)管中的水流速度可以忽略不計(jì).b. v 2gh【解析】

6、【分析】【詳解】 Q(1) a.電流 I ,t電量Q NqQ It粒子數(shù)N q qb.根據(jù)v J2ax ,可知在距粒子源l1、l2兩處粒子的速度之比：v1 : v2 1: 2 x極短長(zhǎng)度內(nèi)可認(rèn)為速度不變，根據(jù)v ，t得 t1：t22:1根據(jù)電荷守恒，這兩段粒子流中所含粒子數(shù)之比：n1：出 2:1 (2)根據(jù)能量守恒，相等時(shí)間通過(guò)任一截面的質(zhì)量相等，即水的質(zhì)量相等也即：v d2處處相等 4故這兩個(gè)截面處的水流的流速之比：v1 :v2 d；:d； 1: 4(3) a.設(shè)：水面下降速度為 ,細(xì)管內(nèi)的水流速度為 v.按照水不可壓縮的條件，可知水的體積守恒或流量守恒，即：Sv1 Sv2由 SS2,可得：

7、v1v2.所以液體面下降的速度 V1比細(xì)管中的水流速度可以忽略不計(jì).b.根據(jù)能量守恒和機(jī)械能守恒定律分析可知：液面上質(zhì)量為m的薄層水的機(jī)械能等于細(xì)管中質(zhì)量為m的小水柱的機(jī)械能.又根據(jù)上述推理：液面薄層水下降的速度V1忽略不計(jì)，即V1 0 .2設(shè)細(xì)官處為手勢(shì)面，所以有：0 mgh mv 0解得：v 2gh.在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻 r=0.5 0,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后電路正常工作，電壓表的讀數(shù) U=2.8V,電流表的讀數(shù)I=0.4A。若所使用的電壓表和電流表均為理想電表。求：電阻R的阻值；電源的內(nèi)電壓U內(nèi)；電源的電動(dòng)勢(shì)E。【答案】7Q；0.2V;3V【解析】【詳解】由歐姆定律U IR得R U 28

8、 Q 7QI 0.4電阻R的阻值為7Q。電源的內(nèi)電壓為U 內(nèi) Ir 0.4 0.5 0.2V電源的內(nèi)電壓為 0.2V。根據(jù)閉合電路歐姆定律有E U Ir 2.8V 0.4 0.5V 3V即電源的電動(dòng)勢(shì)為 3V。.如圖中A、B、C、D四個(gè)電路中，小燈 Li上標(biāo)有“6V 3k樣，小燈L2上標(biāo)有“4V 0.2A 字樣，電壓Uab均為U=10Vo試判斷：(1)哪個(gè)電路兩小燈不可能正常發(fā)光，并說(shuō)明理由；(2)兩小燈均正常發(fā)光時(shí)，哪個(gè)電路消耗的電功率最小。(a)b)(d)La Ri(a)b)(d)La Ri【答案】(1) b電路小燈不可能正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系和題中所給條件，兩燈中若有一個(gè)正常發(fā)光

9、，則另一個(gè)也正常發(fā)光，此時(shí) 匕中電流大于3A,而其額定電流為0.2A,因此兩燈均不能正常發(fā)光；例如：b電路小燈不可能正常發(fā)光；根據(jù)串、并聯(lián)電路知識(shí)和所給條件知：由于G的電阻大于Li的電阻，L2分得電壓大于4V (燒壞)、Li分得電壓小于6V,因此兩燈均不可能正 常發(fā)光(2) a電路消耗的電功率最小【解析】【詳解】(1) b電路小燈不可能正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系和題中所給條件，兩燈中若有一個(gè)正常發(fā)光，則另一個(gè)也正常發(fā)光，此時(shí)L2中電流大于3A,而其額定電流為0.2A,因此兩燈均不能正常發(fā)光；(2)電壓Uab均為U=10V, a圖回路電流為Ii 3A ,所以總功率為 P IU ab 30W

10、； b圖無(wú)法滿(mǎn)足均正常發(fā)光；c圖干路電流為|1 |2 3.2A ,所以總功率為P (Il l2)Uab 32W ； d圖干路電流為Il 123.2A ,所以總功率為P (I1 I2)Uab 32W ,所以a圖消耗功率最小。5.利用如圖所示的電路可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到某一位置時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為Ii和Ui。改變滑片的位置后，兩表的示數(shù)分別為I2和U2。寫(xiě)出這個(gè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。E=UiI2 E=UiI2 U2IiI 2 IiUi U2r=1211由閉合電路歐姆定律列出兩次的表達(dá)式，聯(lián)立即可求解.【詳解】由全電路歐姆定律得：E=U+Ii rE=&+

11、I2r解得：U1I2 U2I1E= TOC o 1-5 h z 1 211U1 U2 r= ;-1 211.如圖所示的電路中，電阻Ri=6 Q R2=3 .斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)為 0.9 A; S閉合時(shí),電流表示數(shù)為0.8 A,設(shè)電流表為理想電表，則電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)電阻r =&一風(fēng) 務(wù)Mi r【答案】E=5.76V r=0.4 Q【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律，兩種狀態(tài)，列兩個(gè)方程，組成方程組，就可求解.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)E = li tRi + r) (1)當(dāng)S閉合時(shí)|承1E 二 IzRi + r = I2R1 + 1 5br 、 22(2)由(1)、(2)式聯(lián)立，解得E=5.76Vr=0.4 Q.

12、微波爐的工作應(yīng)用了一種電磁波一一微波(微波的頻率為2.45 X 16Hz).食物中的水分子在微波的作用下加劇了熱運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能增加，溫度升高，食物增加的能量是微波給它的.右 下表是某微波爐的部分技術(shù)參數(shù)，問(wèn)：AAAAA微波爐K-5021Hff題定電壓；220V 50Hz微波額定功率；noov箴波輸出功率 TOOf內(nèi)腔容積1 2OL振蕩瓠率工網(wǎng)50期工(1)該微波爐內(nèi)磁控管產(chǎn)生的微波波長(zhǎng)是多少？(2)該微波爐在使用微波擋工作時(shí)的額定電流是多少？(3)如果做一道菜，使用微波擋需要正常工作30min,則做這道菜需消耗的電能為多少【答案】(1)0.12m (2) 5A (3) 1.98 106J【解析】【

13、分析】由c=入求得【詳解】額定電流=額定功率除以額定電壓；消耗的電能等于功率與時(shí)間的乘積.(1)波長(zhǎng)為3 108 【解析】【分析】由c=入求得【詳解】額定電流=額定功率除以額定電壓；消耗的電能等于功率與時(shí)間的乘積.(1)波長(zhǎng)為3 108 6 m 0.12m . 2450 10(2)額定電流:P 1100 A 5A.U 220(3)消耗的電能【點(diǎn)睛】E=W=Pt=1100 X 1800=1.98 6J. X 10本題主要考查了電功率和電能的計(jì)算，屬于基礎(chǔ)題.8.如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì) E=16 V,內(nèi)阻r=1烏定值電阻R=4 0,小燈泡上標(biāo)有 “3 V4.5 W字樣，小型直流電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻

14、r =1,野關(guān)閉合時(shí)，小燈泡和電動(dòng)機(jī)均恰好正常 工作.求：(1)電路中的電流強(qiáng)度；(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓；(3)電動(dòng)機(jī)的輸出功率. LlX8_Er S【答案】(1) 1.5A ; (2) 5.5V; (3) 6W.【解析】P試題分析：(1)電路中電流I -=1, 5A U L(2)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓 U m E Ul I (R r)=5, 5V(3)電動(dòng)機(jī)的總功率P亙=必1 =8.25712 /電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈熱功率 a I r 2.25W電動(dòng)機(jī)的輸出功率考點(diǎn)：電功率9.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì) E= 27 V,內(nèi)阻r=2烏 固定電阻R2= 4 Q R1為光敏電阻.C為 平行板電容器，其電容C= 3pF,

15、虛線(xiàn)到兩極板距離相等，極板長(zhǎng) L=0.2 m,間距d= 1.0 xi0 m. P為一圓盤(pán)，由形狀相同透光率不同的二個(gè)扇形a、b構(gòu)成，它可繞AA軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b照射光敏電阻 R時(shí)，R1的阻值分別為12 a 3的帶電量為q = 1.0X104 C微粒沿圖中虛線(xiàn)以速度 v0=10 m/s連續(xù)射入C的電場(chǎng)中.假設(shè)照在R上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)Ri阻值立即有相應(yīng)的改變.重力加速度為g= 10 m/s2.(1)求細(xì)光束通過(guò)a照射到R1上時(shí)，電容器所帶的電量；(2)細(xì)光束通過(guò)a照射到R上時(shí)，帶電微粒剛好沿虛線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，求細(xì)光束通過(guò)b照射到R1上時(shí)帶電微粒能否從 C的電場(chǎng)中射出.【答案】(1) Q 1

16、.8 1011c (2)帶電粒子能從C的電場(chǎng)中射出由閉合電路歐姆定律求出電路中電流，再由歐姆定律求出電容器的電壓，即可由Q=CU求其電量；細(xì)光束通過(guò) a照射到R1上時(shí)，帶電微粒剛好沿虛線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力二力平衡.細(xì)光束通過(guò) b照射到R1上時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求粒子的加速度，由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)分 位移規(guī)律分析微粒能否從 C的電場(chǎng)中射出.【詳解】(1)由閉合電路歐姆定律，得27(1)由閉合電路歐姆定律，得2712 4 21.5A又電容器板間電壓 Uc U2 IR2,得Uc=6V設(shè)電容器的電量為 Q,則Q=CUC解得Q 1.8 1011c 一，一， 一Uc(2)細(xì)光束通過(guò)a照射時(shí)，帶電微粒剛好沿虛線(xiàn)

17、勻速運(yùn)動(dòng)，則有 mg q d解得 m 0.6 10 2 kg細(xì)光束通過(guò)b照射時(shí)，同理可得 Uc 12V由牛頓第二定律，得qC- mg ma解得a 10m/s2d TOC o 1-5 h z 2微粒做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，得 y -at2, t 一 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document V02 d.解得y 0.2 10 2m 一,所以帶電粒子能從 C的電場(chǎng)中射出.2【點(diǎn)睛】本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題的關(guān)鍵是明確帶電粒子的受力情況，判斷 其運(yùn)動(dòng)情況，對(duì)于類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，要掌握分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律并能熟練運(yùn)用.如圖所示，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的

18、水平管道，管道寬為d ,管道高度為h,上、下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連。整個(gè)管道置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向沿z軸正方向。管道內(nèi)始終充滿(mǎn)導(dǎo)電液體，M、N兩導(dǎo)體板間液體的電阻為 r,開(kāi)關(guān)S閉合前后，液體均以恒定速率 Vo沿x軸正方向流動(dòng)。忽略液體流動(dòng)時(shí)與管道間的流動(dòng)阻力。(1)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，求M、N兩導(dǎo)板間電壓Uo,并比較M、N導(dǎo)體板的電勢(shì)高低;(2)開(kāi)關(guān)S閉合后，求: a.通過(guò)電阻R的電流I及M、N兩導(dǎo)體板間電壓 U ;b.左右管道口之間的壓強(qiáng)差Vp。【答案】(1) Uo=Bdvo, m n (2) a, U -BdRv0 ；

19、 b. Vp B dv0 R rh(R r)【詳解】(1)該發(fā)電裝置原理圖等效為如圖,管道中液體的流動(dòng)等效為寬度為d的導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Bdv0則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)U0=BdV0由右手定則可知等效電源 MN內(nèi)部的電流為N到M,則管道中液體的流動(dòng)等效為寬度為d的導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Bdv0則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)U0=BdV0由右手定則可知等效電源 MN內(nèi)部的電流為N到M,則M點(diǎn)為等效正極，有 M N；(2) a.由閉合電路歐姆定律Bdv0R r外電路兩端的電壓:U IRURR rb.設(shè)開(kāi)關(guān)閉合后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為V p ,管道內(nèi)液體受到安培力為 F安，則有BdRv0R r忽略液體

20、所受的摩擦阻力，開(kāi)關(guān)閉合后Vphd F 安聯(lián)立可得管道兩端壓強(qiáng)差的變化為:VpB2dv0h(R r)聯(lián)立可得管道兩端壓強(qiáng)差的變化為:VpB2dv0h(R r)(4)磁場(chǎng)反向，磁敏電阻的阻值不變.【解析】(1)當(dāng)B= 0.6T時(shí)，磁敏電阻阻值約為 6X1500= 900Q,當(dāng)B=1.0T時(shí)，磁敏電阻阻值約為11X150( 1650a.由于滑動(dòng)變阻器全電阻20比磁敏電阻的阻值小得多，故滑動(dòng)變阻器選擇分壓式接法；由于 Rx所以電流表應(yīng)內(nèi)接.電路圖如圖所示.Ra Rx(2)R40.450.30 10 31.501.00 10 31.7931.20 10 3故電阻的測(cè)量值為R 1500(2)R40.45

21、0.30 10 31.501.00 10 31.7931.20 10 3故電阻的測(cè)量值為R 1500由于 R 1501500 .01516.7 ,1500 ，1491.7 , R5RiR2R32.7131.80 10 31505 ,R4R510 ,從圖1中可以讀出B=0.9T1503( 1500 1503 都算正確.)方法二：作出表中的數(shù)據(jù)作出UI圖象，圖象的斜率即為電阻(略).(3)在00.2T范圍，圖線(xiàn)為曲線(xiàn)，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度非線(xiàn)性變化(或非均 勻變化)；在0.41.0T范圍內(nèi)，圖線(xiàn)為直線(xiàn)，故磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度線(xiàn)性變化(或均勻變化)；(4)從圖3中可以看出，當(dāng)加磁感應(yīng)強(qiáng)

22、度大小相等、方向相反的磁場(chǎng)時(shí)，磁敏電阻的阻值 相等，故磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)方向無(wú)關(guān).本題以最新的科技成果為背景，考查了電學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力.從新 材料、新情景中舍棄無(wú)關(guān)因素，會(huì)看到這是一個(gè)考查伏安法測(cè)電阻的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，及如 何根據(jù)測(cè)得的U、I值求電阻.第（3）、（4）問(wèn)則考查考生思維的靈敏度和創(chuàng)新能力.總 之本題是一道以能力立意為主，充分體現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)的三維目標(biāo)，考查學(xué)生的創(chuàng)新能力、 獲取新知識(shí)的能力、建模能力的一道好題.如圖甲所示，一正方形線(xiàn)框邊長(zhǎng)為 L= 0. 3m ,匝數(shù)為n=10匝，放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ab邊與磁場(chǎng)邊界 MN重疊，線(xiàn)框內(nèi)阻為 r=2只與R= 10 的

23、外電阻形成一閉合回路。若以 垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按如圖乙所示規(guī)律周期性變化（圖中只畫(huà)出兩個(gè)周期）求從 t=0時(shí)刻開(kāi)始經(jīng)過(guò)3分鐘電阻產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?24J【解析】【詳解】,_0,42 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 在 ,_0,42 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 在 00.1s 內(nèi)：E1 n 10 0.3 V 7,2V ; I1 t0.05在 0,10,3s 內(nèi)：E2 n10 04 0.32V3.6V; I2t 0.1 HYPERLINK l

24、bookmark135 o Current Document .、一一 _ 2 _ 2_ _ 一在 00.3 內(nèi)發(fā)熱量為 QI1 Rt1 I2R2 0.54JE1R rE2R r0.6A0.3A-180 c .“.3min總熱量為Q總0.54J324J0.313.如圖所示，在兩光滑平行金屬導(dǎo)軌之間存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng),電阻不計(jì).金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為 m,重力和電阻可忽略不計(jì).現(xiàn)在導(dǎo)軌左端接入一個(gè)電阻為R的定值電阻，給金屬棒施加一個(gè)水平向右的恒力F,經(jīng)過(guò)時(shí)t0后金屬棒達(dá)到最大速度.*乙*乙1金屬棒的最大速度 Vmax是多少？2求金屬棒從靜止達(dá)

25、到最大速度的過(guò)程中.通過(guò)電阻R的電荷量q;3如圖乙所示，若將電阻換成一個(gè)電容大小為C的電容器（認(rèn)為電容器充放電可瞬間完成）.求金屬棒由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，電容器所帶的電荷量 Q.【答案】1品；20船；3B2L2BL B3L3m CB2L2【解析】【分析】（1）當(dāng)速度最大時(shí)，導(dǎo)體棒受拉力與安培力平衡，根據(jù)平衡條件、安培力公式、切割公式列式后聯(lián)立求解即可；（2）根據(jù)法律的電磁感應(yīng)定律列式求解平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、根據(jù)歐姆定律列式求解平均電流、再根據(jù)電流定義求解電荷量；（3）根據(jù)牛頓第二定律和電流的定義式，得到金屬棒的加速度表達(dá)式，再分析其運(yùn)動(dòng)情況.由法拉第電磁感應(yīng)定律求解MNBlFmaxF=BIL=B

26、lFmaxF=BIL=maxR（1）當(dāng)安培力與外力相等時(shí)，加速度為零，物體速度達(dá)到最大，即FR由此可得金屬棒的最大速度：Vmax=-FR?b2l2（2）由動(dòng)量定律可得：（F-F）t0=mvmax2. 2B L x其中：F=Rt0解得金屬棒從靜止達(dá)到最大速度的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離x=Fto解得金屬棒從靜止達(dá)到最大速度的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離x=FtoRFmR2B4L4通過(guò)電阻R的電荷量：通過(guò)電阻R的電荷量：q=BL = Ft-FmRR BL B3L3（3）設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)加速度為a,某時(shí)裝金屬棒的速度為導(dǎo)體棒中流過(guò)的電流（充電電流）為I,則:F-BIL=maV1,經(jīng)過(guò)n t金屬體的速度為V2,電流:VQ CV

27、EVt 一 電流:VQ CVEVt 一 Vt其中：n E=BL”-BLv1=BLn v,n va=n t聯(lián)立各式得：a=巳力 m CB2L2Q=CBLat= FCBL2 2 m CB2L2答:Q=CBLat= FCBL2 2 m CB2L2答:金屬棒從靜止達(dá)到最大速度的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q為F0BLFmR.b3l3 金屬棒由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)時(shí)間 t后，電容器所帶的電荷量 Q為FCBLtZ 22m CB2L2因此，導(dǎo)體棒向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).由于所有電阻均忽略，平行板電容器兩板間電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E相等，電容器的電荷量: FR(1 )金屬棒的取大速度 V max是一2-；

28、b2l2解決本題的關(guān)鍵有兩個(gè)：一是抓住電流的定義式，結(jié)合牛頓第二定律分析金屬棒的加速 度.二是運(yùn)用微元法，求解金屬棒的位移，其切入口是加速度的定義式.14.如圖所示，質(zhì)量 m=1kg的通電導(dǎo)體棒在安培力作用下靜止在傾角為37、寬度L=1m的光滑絕緣框架上，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向下(磁場(chǎng)僅存在于絕緣框架內(nèi)).右側(cè)回路中，電源的電動(dòng)勢(shì) E=8M內(nèi)阻r=1 Q,額定功率為 8W 額定電壓為4V的電動(dòng)機(jī)M正常2工作.取sin37 =0.6, cos37 =0.8 ,重力加速度大小 g=10m/s .試求：(1)電動(dòng)機(jī)當(dāng)中的電流 Im與通過(guò)電源的電流I總.(2)金屬棒受到的安培力大小及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小.【答案】(1)電