《2013屆高三物理一模二模計算壓軸題(含答案詳解)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2013屆高三物理一模二模計算壓軸題(含答案詳解)（57頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2013屆高三物理一模二模計算壓軸題1. (2013?黃浦區(qū)一模)如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成行53。角，導(dǎo)軌間接一阻值為3的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為d=0.5m .導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為mi=0.1kg、電阻為Ri=6 Q;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為 m2=0.2kg、電阻為R2=3 Q,它們分別垂 直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)從圖中的M、N處同日將a、b由靜止釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，且當a剛出磁場時b正好進入磁場.(sin53=0.8, cos53=0.6, g取10m/s2, a、b電

2、流間的相互作用不計)， 求：(1)在b穿越磁場的過程中a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量之比；(2)在a、b兩導(dǎo)體棒穿過磁場區(qū)域的整個過程中，裝置上產(chǎn)生的熱量；(3) M、N兩點之間的距離.2. (2013?松江區(qū)一模)如圖所示，一邊長 L,質(zhì)量m2=m,電阻為R的正方形導(dǎo)體線框 abcd,與一質(zhì)量為 m1=2m 的物塊通過輕質(zhì)細線繞過定滑輪P和輪軸Q后相聯(lián)系，Q的輪和軸的半徑之比為1：2=2： 1.起初ad邊距磁場下邊界為L,磁感應(yīng)強度B,磁場寬度也為L,且物塊放在傾角 0=53。的斜面上，斜面足夠長，物塊與斜面間的動摩擦 因數(shù)巧0.5.現(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)當ad邊從磁場上邊緣穿出時

3、，線框恰好做勻速運動.(sin53=0.8, cos53=0.6)求：(1)線框與物體在任一時刻的動能之比；(2) ad邊從磁場上邊緣穿出時速度的大??；(3) ad剛進入磁場時線框動能的大小和線框進入磁場過程中通過ab截面的電量；(4)線框穿過磁場的運動過程產(chǎn)生的焦耳熱.203. (2013?崇明縣一模)如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角930。，導(dǎo)軌間距1,所在平面的正方形區(qū)域 abcd內(nèi)存在有界勻強磁場， 磁感應(yīng)弓雖度為B=0.2T ,方向垂直斜面向上. 將甲乙兩電阻阻值相同、 質(zhì)量土勻為m=0.02kg的相同金屬桿如圖放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距

4、也為1,其中1=0.4m.靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導(dǎo)軌的外力F,使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導(dǎo)軌向下的勻加速直線運動，加速度大小5m/s2.(取g=10m/s2)(1)乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R為多少？(2)以剛釋放時t=0,寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關(guān)系，并說明 F的方向.(3)乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？(4)若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量. J,試求此過程中外力 F對甲做的功.4. (2013?浦東新區(qū)一模)如圖(a)所示，傾角為 。的平行金屬軌道 AN和AN間距

5、為L,與絕緣光滑曲面在 NN 處用平滑圓弧相連接， 金屬軌道的NN和MM區(qū)間處于與軌道面垂直的勻強磁場中，軌道頂端接有定值電阻 R和電壓傳感器，不計金屬軌道電阻和一切摩擦，PP是質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒.現(xiàn)開啟電壓傳感器，將該金屬棒從斜面上高H處靜止釋放，測得初始一段時間內(nèi)的 U-t (電壓與時間關(guān)系)圖象如圖(b)所示(圖中Uo為已知).求：(1) t3- t4時間內(nèi)金屬棒所受安培力的大小和方向；(2) t3時刻金屬軌道的速度大?。?3) t1-t4時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的總熱能Qr;(4)在圖(c)中定，f畫出t4時刻以后可能出現(xiàn)的兩種典型的U-t關(guān)系大致圖象.(a)5. （2013?徐匯區(qū)一

6、模）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為燈30。，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的有界勻強磁場中.兩根電阻都為 R=2Q、質(zhì)量都為 m=0.2kg的完全相同的細 金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上，與磁場上邊界距離為 x=1.6m ,有界勻強磁場寬度為3x=4.8m .先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒 ab剛進入磁場就恰好做勻速運動，此時立即由靜止釋放金屬棒cd,金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動.兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好（取重力加速度g=10m/s2）.求：（1）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流 I;（2）金屬棒cd在磁場中運動的過

7、程中通過回路某一截面的電量q；（3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q.6. （2013?楊浦區(qū)一模）如圖所示，由電動勢 E=6V、內(nèi)阻不計的蓄電池向電阻 R0=20 額定電壓 U0=4.5V的燈泡 供電.（1）用滑線變阻器按照如圖方式向燈泡提供額定電壓.要使系統(tǒng)的效率刀不低于0.6,問變阻器應(yīng)承受的最大電流是多少？變阻器的阻值 R是多少？（圖中 R1和R2分別表示變阻器上半部分和下半部分的電阻）（2）燈泡工作在額定電壓下系統(tǒng)的最大可能效率是多少？它們同適當選擇的變阻器應(yīng)如何進行連接（畫出電路圖）才能取得最大效率？（注：系統(tǒng)的效率=燈泡消耗的功率/電源的總功率）7. (2013?

8、安區(qū)一模)如圖所示，水平面上有一個動力小車，在動力小車上豎直固定著一個長度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為 n,總電阻為R,小車和線圈的總質(zhì)量為 m,小車運動過程所受摩擦力為f.小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為 d (dLi)的有界磁場的左邊界重合.磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度為 B.現(xiàn)控制動 力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進入磁場，線圈全部進入磁場后，開始做勻速直線運動，直至完全離開磁場，整個過程中，牽引力的總功為W.(1)求線圈進入磁場過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量.(2)求線圈進入磁場過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱.(3)寫出整個過程中，牽引力的功率隨時間

9、變化的關(guān)系式.一一_二 “.1_LL _ 二一Z ZZZZZ/ZZZZZZZZZ ZZZZZZZZ8. (2013?青浦區(qū)一模)(附加題)如圖甲所示，一邊長 L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣 的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界 MN重合.在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如乙圖所示，在金屬線框被拉出的過程中.(1)求通過線框?qū)Ь€截面的電量及線框的電阻；(2)寫出水平力F隨時間變化的表達式；(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J,那么在此過程中，

10、線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?!* By9. (2013?金山區(qū)一模)在平行金屬板間的水平勻強電場中，有一長為L的輕質(zhì)絕緣棒 OA,其一端可繞 O點在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，另一端 A處有一帶電量為-q且不計重力的小球，質(zhì)量為 m的絕緣小球固定在 OA棒中點處， 當變阻器滑片在 P點處時，棒靜止在與豎直方向成 30。角的位置，如圖所示. 已知此時BP段的電阻為R,平行金屬 板間的水平距離為 d.(1)求此時金屬板間電場的場強大小E;(2)若金屬板旋轉(zhuǎn) ”=30。(圖中虛線表示)，并移動滑片位置，欲使棒與豎直方向的夾角不變，BP段的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為多大？(3)若金屬板不轉(zhuǎn)動，將BP段的電阻突然調(diào)節(jié)為 JgR,

11、帶電小球初始位置視為零勢能點，求帶電小球電勢能的最小值.10. (2013?嘉定區(qū)一模)光滑水平軌道 abc、ade在a端很接近但是不相連，bc段與de段平行，尺寸如圖所示.軌道之間存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.初始時質(zhì)量 m的桿1放置在b、d兩點上，桿2放置在桿1右側(cè)L/2處.除桿2電阻為R外，桿1和軌道電阻均不計.(1)若固定桿1,用水平外力以速度 V0勻速向右拉動桿2.試利用法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)：桿2中的感應(yīng)電動勢大小 E=BL VQ.(2)若固定桿2,用水平外力將桿1以初速度V0向左拉動，運動過程中保持桿中電流不變，桿1向左運動位移L時速度的大小為多少？(3)在(2)問的過程中，桿

12、1向左運動位移L內(nèi)，水平外力做的功為多少？(4)在(2)問的過程中，桿 1向左運動位移 L用了多少時間？2L m2gL=E K2+EK1從線框剛剛開始運動到ad邊剛要進入磁場，由動能定理得：(m1gsin。- pm1gcom 0)-0且8Ek2=Ek1將代入，整理可得線框剛剛進入磁場時，動能為 EK2= l j 9(4)從初狀態(tài)到線框剛剛完全出磁場，由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可得2B4L4答：(1)線框與物體在任一時刻的動能之比8: 1.(2) ad邊從磁場上邊緣穿出時速度的大小 一嶇.B2L2(3) ad剛進入磁場時線框動能的大小 也，通過ab截面的電量.9R3 2 2(4)線框穿過磁場的運動過程

13、產(chǎn)生的焦耳熱為3rngL - 9nl T .|2B4L4本題綜合考查了牛頓第二定律、動能定理、能量守恒定律，綜合性強，對學生能力要求較高，是一道難題, 解題時注意物塊與線框的速度關(guān)系，通過的位移關(guān)系.3. (2013?崇明縣一模)如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角930。，導(dǎo)軌間距1,所在平面的正方形區(qū)域 abcd內(nèi)存在有界勻強磁場， 磁感應(yīng)弓雖度為B=0.2T ,方向垂直斜面向上. 將甲乙兩電阻阻值相同、 質(zhì)量土勻為m=0.02kg的相同金屬桿如圖放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距也為1,其中1=0.4m.靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導(dǎo)

14、軌的外力F,使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導(dǎo)軌向下的勻加速直線運動，加速度大小5m/s2.(取g=10m/s2)(1)乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R為多少？(2)以剛釋放時t=0,寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關(guān)系，并說明 F的方向.(3)乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？(4)若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量一 J,試求此過程中外力 F對甲做的功.考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；共點力平衡的條件及其應(yīng)用；動能定理的應(yīng)用；能量守恒定律.專題：電磁感應(yīng) 功能問題.分析：(1)根據(jù)題意得到甲乙加速度相同，都是5

15、m/s2,當乙進入磁場時，甲剛出磁場，由運動學公式求出乙進入磁場時的速度，乙金屬桿剛進入磁場時作勻速運動，根據(jù)安培力的公式和平衡條件可求出甲乙的電阻R.(2)甲在磁場中運動做勻加速運動，由速度公式得到速度與時間的關(guān)系式，根據(jù)牛頓第二定律求解外力F隨時間t的變化關(guān)系.(3)乙在磁場中作勻速運動，根據(jù)公式P=I2R求解其電功率.(4)乙進入磁場前，甲乙發(fā)出相同熱量.甲一直在磁場中時，外力F始終等于安培力，克服安培力做功等于甲乙產(chǎn)生的總熱量；乙在磁場中運動時，根據(jù)動能定理求出乙放出的熱量，即可求出甲乙發(fā)出的熱量， 再求出外力做功.解答：解：(1)甲乙加速度相同(5m/s2),當乙進入磁場時，甲剛出磁

16、場乙進入磁場時v=V2gisi門白二出2乙受力平衡 mgsin0印二 ：二G = 2x Q. 02 乂 1Qx S 5二* 640(2)甲在磁場中運動時，v=a?t=5t根據(jù)牛頓第二定律得F+mgsin30 - FA=ma由于 a=gsin30故外力F始終等于安培力，亂 /KF方向沿導(dǎo)軌向下(3)乙在磁場中作勻速運動，p二Jr二(處)點評： 本題是復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是電磁感應(yīng)與力學知識的綜合，分析導(dǎo)體棒的運動情況，要抓住甲勻加速運 動的過程中，外力與安培力大小相等.分別從力和能量兩個角度進行研究.4. (2013?浦東新區(qū)一模)如圖(a)所示，傾角為 。的平行金屬軌道 AN和AN間距為L,與

17、絕緣光滑曲面在 NN 處用平滑圓弧相連接， 金屬軌道的NN和MM區(qū)間處于與軌道面垂直的勻強磁場中，軌道頂端接有定值電阻 R和電壓傳感器，不計金屬軌道電阻和一切摩擦，PP是質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒.現(xiàn)開啟電壓傳感器，將該金屬棒從斜面上高H處靜止釋放，測得初始一段時間內(nèi)的 U-t (電壓與時間關(guān)系)圖象如圖(b)所示(圖中U。為已知).求： t3- t4時間內(nèi)金屬棒所受安培力的大小和方向； t3時刻金屬軌道的速度大小； ti-t4時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的總熱能Qr;(4)在圖(c)中定，f畫出t4時刻以后可能出現(xiàn)的兩種典型的U-t關(guān)系大致圖象.r=o. 1如)2R(4)乙進入磁場前，甲乙發(fā)出相同熱量，

18、設(shè)為Qi,此過程中甲一直在磁場中，外力F始終等于安培力，則有Wf=W安=2 Qi乙在磁場中運動發(fā)出熱量Q2,利用動能定理 mglsin。- 2 Q2=0得 Q2=0.02J 甲乙發(fā)出相同熱量 Qi=- (Q-Q2)=a=0.0133J275由于甲出磁場以后，外力F為零.得 Wf=2 Qi=0.0266J答：(1)甲乙的電阻R為0.064Q.(2)從開始到甲金屬桿離開磁場，外力 F隨時間t的變化關(guān)系為F=0.25t, F的方向沿導(dǎo)軌向下.(3)乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率為0.1W.(4)此過程中外力 F對甲做白勺功為0.0267J.考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢.專題：電磁感

19、應(yīng)與電路結(jié)合.分析：(1) t3-t4時間內(nèi)金屬棒的運動必為從 MM到NN返回，有受力平衡判斷安培力大小和方向(2)由安培力大小結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律和安培力表達式，可得速度 / 一. 、 (3) t4時刻棒NN位置，由能量守恒可得電阻R產(chǎn)生的總熱能 Qr； 一(4)再次廣生電磁感應(yīng)時，金屬棒切割速度減小，電動勢減小，也有可能不會再次達到MM位置解答：解：(1)金屬棒勻速運動，由平衡條件得，F(xiàn)A=mgsin 0, 方向：沿金屬軌道平面斜向上.(2)在t3時刻，金屬棒平衡，故mgsin 8 二 K所以b典典旦ULVnBL設(shè)金屬棒速度為 V2,則有，U二二一R0 R+r日口 n R+r

20、R+r u(R+工)個即，萬一%LR一人述空且R2*e(3)對于金屬棒從開始到 t4時間內(nèi)，由能量守恒得損失的總能量為， E=mgH -2鬲而E=Qr+QR又有，善下Qy r 1 E嗚 * 1mgH -id L-J由得，Qr=二呂,sin R+riu答：(1) t3-t4時間內(nèi)金屬棒所受安培力的大小mgsin 0,方向沿斜面向上(2) t3時刻金屬軌道的速度大小rR+/k2 ou(3) ti-t4時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的總熱能 Qr=小叱)R+r2-R(4)U本題情景較為復(fù)雜，涉及運算量較大，物理知識較為繁雜(法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力、能 量守恒定律等)，難度較大MN、PQ與水平面的夾角

21、為燈30,導(dǎo)軌電阻R=2 質(zhì)量都為m=0.2kg的完全相同的細5. (2013?徐匯區(qū)一模)如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌 不計，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的有界勻強磁場中.兩根電阻都為金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上，與磁場上邊界距離為 x=1.6m ,有界勻強磁場寬度為 3x=4.8m .先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒 ab剛進入磁場就恰好做勻速運動，此時立即由靜止釋放金屬棒cd,金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動.兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好(取重力加速度g=10m/s2).求：(1)金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I;(2)金屬棒cd在磁場中運動的過程中通

22、過回路某一截面的電量q；(3)兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q.考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；動能定理的應(yīng)用；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：電磁感應(yīng) 功能問題.分析：(1)對導(dǎo)體棒進入磁場前過程運用動能定理列式求解，得到進入磁場的速度；然后根據(jù)平衡條件、安培力 公式、切割公式、歐姆定律列式求解；（2）金屬棒cd加速下滑過程，ab棒勻速運動，cd棒剛進入磁場時，兩根棒速度相同，故無感應(yīng)電流，不 受安培力，一起加速；ab棒出磁場后，cd棒先減速后勻速，也可能一直減速；（3）分第一根導(dǎo)體棒穿過磁場和第二個根導(dǎo)體棒穿過磁場過程（兩個導(dǎo)體棒都在磁場中時，兩個棒的速度 相同，無感應(yīng)電流

23、，無電熱）進行討論，第二根離開磁場過程根據(jù)動能定理列式求解.解：（1）由動能定理，得到： mgxsin a=mvi2,解得vi4m/s2此后棒勻速下滑，根據(jù)切割公式，有 E=BLvi根據(jù)歐姆定律，有 E=I 2R根據(jù)安培力公式，有 F=BIL根據(jù)平衡條件，有：mgsin妹BILb2l2聯(lián)立得到：mgsin a=32R解得：BL=1T?m又由于 BIL=mgsin a,解得I=1A（2）設(shè)經(jīng)過時間ti,金屬棒cd也進入磁場，其速度也為vi,金屬棒cd在磁場外有x=vi?ti,此時金屬棒2ab在磁場中的運動距離為:X=viti=2x,兩棒都在磁場中時速度相同，無電流，金屬棒cd在磁場中而金屬棒 a

24、b已在磁場外時，cd棒中才有電流，cd棒加速運動的位移為 2x ;電量為_ =1-q 2R 2R R（3）金屬棒ab在磁場中（金屬棒 cd在磁場外）回路產(chǎn)生的焦耳熱為：Qi=mgsin a 2x=3.2J金屬棒ab、金屬棒cd都在磁場中運動時，回路不產(chǎn)生焦耳熱.兩棒加速度均為gsin”，ab離開磁場時速度為 v2, V22 - vi2=2gxsin a,解得 v2=j42xs；nU =4百金屬棒cd在磁場中（金屬棒ab在磁場外），金屬棒cd的初速度為v2=4&m/s,末速度為=4m/s 由動能定理：mgsin a 2x - Q2=m (JZgKsinH ) 2 m (V4gxsin1 ) 22

25、2Q2=mgsin a 3x=4.8J （i 分）Q=Q i+Q2=mgsin a 5x=8J答：（i）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I為IA;（2）金屬棒cd在磁場中運動的過程中通過回路某一截面的電量q為0.8C;（3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q為8J.本題關(guān)鍵是明確兩個棒的運動過程，然后運用運動學公式、動能定理、法拉第電磁感應(yīng)定律等列式求解.6. （20I3?楊浦區(qū)一模）如圖所示，由電動勢E=6V、內(nèi)阻不計的蓄電池向電阻Ro=20Qi、額定電壓Uo=4.5V的燈泡供電.（I）用滑線變阻器按照如圖方式向燈泡提供額定電壓.要使系統(tǒng)的效率刀不低于0.6,問變阻器應(yīng)承受的最大

26、電流是多少？變阻器的阻值 R是多少？（圖中 Ri和R2分別表示變阻器上半部分和下半部分的電阻）（2）燈泡工作在額定電壓下系統(tǒng)的最大可能效率是多少？它們同適當選擇的變阻器應(yīng)如何進行連接（畫出電路圖）才能取得最大效率？（注：系統(tǒng)的效率=燈泡消耗的功率/電源的總功率）考點：閉合電路的歐姆定律；電功、電功率.專題：恒定電流專題.分析：(1)分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù) 中3及歐姆定律表示出 刀的表達式，得出電流與 刀的關(guān)系，得出什么時候電流Pa星a取最大值，再根據(jù)歐姆定律求解電阻；(2)根據(jù)電阻和效率的關(guān)系式及數(shù)學知識分析什么時候效率有最大值，從而求出最大值.解答：II解：(1)電路中的總電流強度：T+,Rq尺

27、2u02系統(tǒng)的效率:P燈Ro由于I與Y .U02Y1-Pa EI成反比，所以 年0.6時有最大電流Ii,則:57RqE 20X6X0,6因為:U02所以:1 R0ETRi二端，E=IiRi+Uo因為:Uo u。,-=71 Ro R2 ROlEn的喂*( 喑4.5-1) X 0.6=5.33 a所以:TIE_20(4. 5 )1Q.6X6=80 Q所以 R=Ri+R2=85.33 (2)由于：1TIEU。1 r, i+t 尺2分析得：當R2 8時,Uorimax=-.系統(tǒng)有最大可能效率rmaxr)max二20U 口(月-1) X0. 75=6. 7 q4. 5答：變阻器應(yīng)承受的最大電流是0.28

28、1A,變阻器的阻值 R是85.33Q,燈泡工作在額定電壓下系統(tǒng)的最大可能效率是0.75,它們同上圖所示電路圖的變阻器Ri=6.7 連接才能取得最大效率.點評：本題主要考查了歐姆定律、電功率公式的直接應(yīng)用，要求同學們能正確認識電路的結(jié)構(gòu)，并能結(jié)合數(shù)學知識求解，難度適中.7. (2013?安區(qū)一模)如圖所示，水平面上有一個動力小車，在動力小車上豎直固定著一個長度Li、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為 n,總電阻為R,小車和線圈的總質(zhì)量為 m,小車運動過程所受摩擦力為f.小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為 d (dLi)的有界磁場的左邊界重合.磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度為 B.現(xiàn)控制動 力小車

29、牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進入磁場，線圈全部進入磁場后，開始做勻速直線運動，直至完全離開磁場，整個過程中，牽引力的總功為W.(1)求線圈進入磁場過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量.(2)求線圈進入磁場過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱.(3)寫出整個過程中，牽引力的功率隨時間變化的關(guān)系式.考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：電磁感應(yīng)功能問題.分析：(1)由題，線框先做勻加速運動后勻速運動，當線框剛進入磁場時，速度最大，感應(yīng)電流也最大，根據(jù)運 動學公式求出此時的速度，由E=BLv和歐姆定律求解最大感應(yīng)電流.由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律等推導(dǎo)出通過導(dǎo)線橫截面

30、的電量.(2)根據(jù)功能關(guān)系得知，整個過程中，牽引力的總功W等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱、摩擦生熱和線框的動能，由焦耳定律求出線框穿出磁場時焦耳熱，即可求出線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱.(3)根據(jù)牛頓第二定律分三段求解牽引力的功率隨時間變化的關(guān)系式：線框進入磁場、完全在磁場中、穿 出磁場.解答：解：(1)全部進入磁場時速度：g 5工廠最大電動勢:最大電流為:Em=nBL 2v=im-R RQ入和Q出，則在整個過程中,(2)設(shè)進入和離開磁場過程中，線圈產(chǎn)生的焦耳熱分別為牽引力的總功：,1 -1； , r t - 1 , 心1t出F將Im及v代入n2B2LoL1J2aL得：.一-解得：.：，二 1. +

31、 ,-一卬叫一（3）小車進入磁場階段做勻加速運動:0t出 vt=atnBL2vt-R-M22a2P=Rt+ (f+ma) at ,-)小車完全在磁場中運動: 小車勻速穿出磁場的過程:P= (F 安+f) v答:(1)(2)(3)2anaB2LtL22d2aLi(線圈進入磁場過程中，感應(yīng)電流的最大值是線圈進入磁場過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是nB L 2aL1,通過導(dǎo)線橫截面的電量W-f(L1+d)-maLi-nVLV R在整個過程中，牽引力的功率隨時間變化的關(guān)系式是）小車進入磁場階段做勻加速運動:n2B2L2a2 P=R小車完全在磁場中運動:p =( 小車勻速穿出磁場的過程:2an2B2L1L)

32、.點評：本題是電磁感應(yīng)與力學知識的綜合，安培力是關(guān)鍵量.運用功能關(guān)系，要分析回路中涉及幾種形式的能, 能量如何轉(zhuǎn)化.8. （2013?青浦區(qū)一模）（附加題）如圖甲所示，一邊長 L=2.5m、質(zhì)量m=0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣 的水平面上，整個裝置放在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界 MN重合.在水平力F作用下由靜止開始向左運動，經(jīng)過5s線框被拉出磁場.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如乙圖所示，在金屬線框被拉出的過程中.（1）求通過線框?qū)Ь€截面的電量及線框的電阻；(2)寫出水平力F隨時間變化的表達式；(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J

33、,那么在此過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?* * n考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓第二定律；安培力；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：電磁感應(yīng)功能問題.分析：(1)電流隨時間線性變化，可知平均電流，根據(jù)q=Tt,求出通過導(dǎo)線框截面的電量.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律k二3 0求出電阻. tR(2)根據(jù)I士誓，結(jié)合電流隨時間的變化規(guī)律，得出速度隨時間的變化規(guī)律，從而求出加速度，根據(jù)牛頓 第二定律，求出水平外力 F隨時間的變化關(guān)系.(3)求出5s末的速度，根據(jù)能量守恒求出線框中產(chǎn)生的焦耳熱.解答：解：(1)根據(jù)q=Tt,由I-t圖象得，q=1.25CP加用不E A0 BL2又根據(jù).R tR Rt得 R=4 Q.(2)由電流圖象可知，感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律：I=0.1t由感應(yīng)電流I式過，可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的， R線框做勻加速直線運動，加速度 a=0.2m/s2.線框在外力F和安培力Fa作用下做勻加速直線運動，F(xiàn) - FA=ma得 F= (0.2t+0.1) N(3) t=5s時，線框