当前位置:高中试题 > 物理试题 > 电功率和电功 > 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒...
题目
题型:东城区三模难度:来源:
如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,闭合开关S,现将金属棒由静止释放,求:
(1)金属棒下滑的最大速度vm
(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大,则金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路产生的电热;
(3)改变电阻箱R2的阻值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为多少?
魔方格
答案
(1)当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有
    mgsinα=F…①
又  F=BIL…②
   I=
BLvm
R
…③
其中R=R+R1+
R2RL
R2+RL
=6R…④
联立①-④式得金属棒下滑的最大速度vm=
3mgR
B2L2
…⑤
(2)根据能量转化和守恒得:
   mgsin2sB=Q+
1
2
m
v2m
  ⑥
再将⑤式代入上式得Q=mgs0-
9m3g2R2
2B4L4
 
(3)金属棒匀速下滑时
  mgsinα=BIL
则得 I=
mgsinα
BL
…⑦
R2消耗的功率P2=
I22
R2
…⑧
由分流原理得:通过电阻箱R2的I2=
RL
R2+RL
I
=
4R
R2+4R
I
…⑨
联立⑦~⑨式得P2=( 
则得 P2=
16R2R2
R22
+8RR2+16R2
(
mgsinα
BL
)2

  P2=
16R
R2+8R+
16R2
R2
(
mgsinα
BL
)2

R2=
16R2
R2
,即R2=4R时,R2消耗的功率最大
故R2消耗的最大功率为:P2=
m2g2R
4B2L2

答:
(1)金属棒下滑的最大速度vm
3mgR
B2L2

(2)金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路产生的电热是mgs0-
9m3g2R2
2B4L4

(3)改变电阻箱R2的阻值,当R2为何值时,金属棒匀速下滑时R2消耗的功率最大;消耗的最大功率为
m2g2R
4B2L2
核心考点
试题【如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒】;主要考察你对电功率和电功等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示电路中,电源电压U为15V,小灯泡L标有“6V,6W”字样,电流表示数为1A,电压表示数为12V,求:
(1)电阻R1的阻值;
(1)小灯泡的实际功率;
(2)电阻R2消耗的功率.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,导轨上静止放置一质量为m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向坚直向下,现用一个外力F沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末理想电压表的读数为0.2V.求
(1)5s末时电阻R上消耗的电功率
(2)金属杆在5s末的运动速度
(3)5s末时外力F的功率.魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
一台电扇的额定电压220V,正常工作时的电流是0.8A,若它的线圈电阻是2.5Ω,求这台电扇的耗电功率、发热功率和工作效率.
题型:不详难度:| 查看答案
从某电热水壶的铭牌,可推算出该电热水壶正常加热10min产生的热量为(  )
题型:不详难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.
电 热 水 壶
型    号SP-356A额定电压220V
额定功率1800W额定频率50Hz
额定容量1.5L生产日期×年×月
×市×有限公司
某发电站,通过升压变压器、输电线和降压变压器,把电能输送给生产和照明组成的用户,发电机输出功率为100kW,输出电压是400V,升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:25,输电线上功率损失为4%,求:
(1)升压变压器输出电压;
(2)输电线上的电阻R;
(3)若有60kW分给生产,其余电能用来照明,那么可供40W的电灯多少盏?