2010年高考物理试题分类汇编——电路

如图所示，质量$m_1=0.1kg$，电阻$R_1=0.3\Omega$，长度$l=0.4m$的导体棒$ab$横放在$U$型金属框架上．框架质量$m_2=0.2kg$，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数$\mu =0.2$，相距0.4m的$MM`$、$NN`$相互平行，电阻不计且足够长．电阻$R_2=0.1\Omega$的$MN$垂直于$MM`$．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度$B=0.5T$．垂直于$ab$施加$F=2N$的水平恒力，$ab$从静止开始无摩擦地运动，始终与$MM`$、$NN`$保持良好接触．当$ab$运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，$g$取$10m/s^2$．

（1）求框架开始运动时$ab$速度$v$的大小；

（2）从$ab$开始运动到框架开始运动的过程中，$MN$上产生的热量$Q=0.1J$，求该过程$ab$位移$x$的大小．

如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的但匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为细导线）。两线圈在距磁场上界面高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为$v_1$、$v_2$，在磁场中运动时产生的热量分别为$Q_1$、$Q_2$。不计空气阻力，则（）

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图表示，两块面积均为S的举行金属板，平行、正对、数值地全部浸在河水中，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别为$B$,说的电阻率为$p$，水面上方有一阻值为$R$的电阻通过绝缘导线和电键$K$连接到两个金属板上，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。

电源的效率$\eta$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${\eta }_a$、${\eta }_b$。由图可知${\eta }_a$、${\eta }_b$的值分别为（）

上海世博会于2010年5月1日精彩开幕。各场馆新颖的环保设计、新能源汽车的闪亮登场、太阳能的广泛利用……令人耳目一新。"一切始于世博会！"--世博会展现的高科技将使我们的生活更美好。
1.太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格。
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能  ⑥潮汐能

2.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4.6×103$kW$。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1.353$kW$，那么所使用的太阳能电池板的总面积为$m^2$。
3.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。

4.纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920$kg$，在16$s$内从静止加速到100$km/h$（即27.8$m/s$），受到恒定的阻力为1500$N$，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为$N$。当$E1$概念车以最高时速120$km/h$（即33.3$m/s$）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为$kW$。
5.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$\eta$，汽车运动的速度为$v$，则汽车的牵引力为。

在如图的闭合电路中，当滑片$P$向右移动时，两电表读数的变化是（）

电动机的自动控制电路如图所示，其中$R_H$为热敏电阻，$R_L$为光敏电阻，当温度升高时，$R_H$的阻值远小于$R_1$；当光照射$R_L$时，其阻值远小于$R_2$，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中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$R_2$的阻值（填"增大"或"减小"）。

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$x_0=1m$处以$v_0=2m/s$的初速度，沿$x$轴负方向做$a=2m/s^2$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0.5$m$，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0.4$s$过程中通过$ab$的电量$q$，某同学解法为：先算出经过0.4$s$金属棒的运动距离$s$，以及0.4 $s$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