高中物理焦耳定律试题

如图所示，有一个水平匀强磁场，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框，AB可以自由上下滑动，且始终保持水平，无摩擦。若AB质量为m=0.2g，长L=0.1m，电阻R=0.2Ω，其他电阻不计，磁感应强度B=0.1T，g=10m/s²。

（1）求AB下落速度为2m/s时，其下落的加速度及产生的热功率是多少？
（2）求AB边下落时的最大速度？

如图所示，电源电压U为8V，定值电阻R₂为4Ω，小灯A上标有“4V  0.2A”、小灯B上标有“12V  0.3A”的字样。电路接通后小灯A恰好正常发光。求：

（1）小灯B的电阻R_B；
（2）小灯B的实际功率P_B；
（3）定值电阻R₁的大小。

某品牌电动自行车的铭牌如下；

车型：20吋 车轮直径：508 mm	电池规格：36 V 12 A•h（安•时）
整车质量：40 kg	额定转速：210 r/min（转/分）
电机：后轮驱动、直流永磁式电机	额定工作电压/电流：36 V/5 A

根据此铭牌中的有关数据，可知该车电机的额定功率为________W；如果以额定功率在平直公路上行驶，一次充满电最长可以行驶的时间为________h。

旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V．如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：
（1）该灯泡的实际功率为多大？
（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？

小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系如图所示．此线圈与一个R=9Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r=1Ω，下列说法正确的是（　　）

A．交变电流的周期为0.2s

B．交变电流的频率为2.5Hz

C．发电机输出电压的有效值为10V

D．发电机输出的电功率为18W

如图所示小电风扇额定电压为6V，先将小电风扇加1.5V电压，发现电风扇并不转动，此时电流为0.3A，求：

（1）求电风扇电机的电阻为多少？
（2）若电阻不变，则当电压为6V时，此时电流为0.4A，求电风扇的电功率和热功率；
（3）简述此过程能量是如何转化的？

如图，一标有“220V/880W”和“220V/440W”强弱两档的纯电阻加热器，通过电阻r=5Ω接入一理想变压器副线圈上，当原线圈a、b两端接入u=11000sin100πt（V）的交变电压，加热若在弱档上正常工作，由此可知（　　）

	A．	原、副线圈的匝数比为n1：n2=50：1	B．	交变电压的频率为100Hz
	C．	变压器的输入功率为460W	D．	副线圈中电流的有效值为4A

在如图 (a)所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图(b)所示．边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd有一半处在磁场中且固定，磁场方向垂直于线框平面，在0～T时间内，求：

（1）线框中电流的大小和方向； 
（2）线框ab边的生热。

图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈abcd的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）求：

（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式E_m=nBSω；
（2）求线圈匀速转动过程中电压表的示数；
（3）求线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。

发电厂发电机的输出电压为U₁，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U₂，用上面的已知量表示输电导线上损耗的功率P_损＝　　　　　或　　　　。（至少写出两种表示方法）  

如图所示电路中，电源的总功率是40W，R₁=4Ω，R₂=6Ω，a、b两点间的电压是4.8V，电源的输出功率是37.6W。求: 

（1）通过电源的电流； 
（2）电源电动势E；  
（3）电源的内电阻r；

如图所示，D为一电动机，电动机内部导线的电阻r’＝0.4Ω，电源电动势E＝40V，电源内电阻r＝1Ω，当开关S闭合时，电流表的示数为I＝4.0A，则电动机的发热功率为____  W，转化为的机械功率是______W．

如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k＞0）．回路中滑动变阻器R的最大阻值为R₀，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R₁=R₀、R₂="0.5R" 闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则

A．R2两端的电压为U∕7

B．电容器的a极板带正电

C．滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍

D．正方形导线框中的感应电动势为KL^2

交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动180°过程中，求：

（1）通过R的电荷量q
（2）写出R两端的电压瞬时值的表达式
（3）R上产生的电热Q
（4）外力做的功W

发电机转子是n匝边长为L的正方形线圈，将它置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω做匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，已知线圈的总电阻为r，外电路的电阻为R。求：

(1)电流的瞬时值表达式；(2)外电路上消耗的功率。