高中物理焦耳定律计算题

如图所示，电阻R₁=8Ω，电动机绕组电阻R₀=2Ω，当开关S断开时，电阻R₁消耗的电功率是2.88W；当开关S闭合时，电阻R₁消耗的电功率是2W．若电源的电动势为6V，求开关S闭合时

（1）干路中的总电流
（2）电动机输出的机械功率。
（3）若此电动机输出的机械功率不变，用它从静止开始竖直提升0.5Kg 物体时，物体匀速上升时的速度为多大.（g=10m/s²）

在如图所示的电路中，R₁=2Ω，R₂=4Ω，当开关S闭合时，R₂上消耗的电功率为4W，当开关S断开时，电压表示数为4.5V，求电源的电动势和内阻值．

如图所示，电路中的电阻R=10Ω，电动机的线圈电阻r=1Ω，加在电路两端的电压U=100V．已知电流表读数为30A，则通过电动机线圈的电流为多少？电动机输出功率为多少？

在如图所示电路中，电源电动势E=6.3V，内电阻r=0.50Ω。定值电阻R₁=2.0Ω，R₂=3.0Ω，R₃是最大电阻值为5.0Ω的滑动变阻器。接通开关K，调节滑动变阻器的触点，求通过电源的电流范围和电源输出的最大电功率。

在如图所示电路中，电源电动势E=15V、内阻r=1.0Ω，定值电阻R₁=29Ω，R₂=30Ω，R₃=60Ω。当开关闭合后，电阻R₃上消耗的电功率是多大？

如图所示，电源电动势E=16V、内阻r=1Ω，电阻R₁=14Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带电的小球以初速度v₀=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R₂。不计空气的阻力，取g=10m/s²，求：

（1）当R₂=17Ω时电阻R₂消耗的电功率P₂；
（2）若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为θ=60°，求滑动变阻器接入电路的阻值R₂′.

有一个电热器，工作时的电阻为50，接在电压（V）的交流电源上，求：
（1）该电热器两端电压的有效值；
（2）该电热器消耗的电功率；
（3）10s 时间内电热器中的电流方向发生改变的次数。

如图所示为用电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻r="1" Ω,电动机两端的电压U="5" V,电路中的电流I="1" A,物体A重G="20" N,不计摩擦力,则:


(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?

“霾”主要指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。根据目前的认识，机动车尾气排放、煤炭燃烧和工业生产的燃烧过程中排放的二氧化硫和氮氧化物等是产生霾的主要来源。它会对人的呼吸系统、神经系统等产生影响。将汽车由燃烧汽油、柴油等改为使用电力，是从源头减少“霾”的重要措施。一辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，拥有三十多个座位，其电池每次充电仅需三至五个小时，蓄电量可让客车一次性跑500km，客车时速最高可达180km。如果客车总质量为9×10³kg。当它在某城市快速公交路面上以v＝90km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝150A，电压U＝300V。在此行驶状态下(取g＝10 m/s²)，求：
（1）驱动电机的输入功率；
（2）若驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P_机，求汽车所受阻力的大小；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。
（已知太阳辐射的总功率P₀＝4×10²⁶ W，太阳到地球的距离r＝1.5×10¹¹ m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%）

如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧范围足够大，磁场方向竖直向下．在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，线框质量m=0.1kg，在水平向右的外力F作用下，以初速度v₀=1m/s一直做匀加速直线运动，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示．以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

（1）线框cd边刚进入磁场时速度v的大小；
（2）若线框进入磁场过程中F做功为W_F=0.27J，则在此过程中线框产生的焦耳热Q为多少？

如图甲所示，不变形、足够长、质量为m₁=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上，QP与MN平行且距离d=1m，Q、M间导体电阻阻值R=4Ω，右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2；光滑金属杆KL电阻阻值r=1Ω，质量m₂=0.1kg，垂直于QP和MN，与QM平行且距离L=0.5m，左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计。从t=0开始，垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。

（1）求在整个过程中，导轨受到的静摩擦力的最大值f_max；
（2）如果从t=2s开始，给金属杆KL水平向右的外力，外力对金属杆作用的功率保持不变为P₀=320W，杆到达最大速度时撤去外力，求撤去外力后QM上产生的热量Q_R=？

真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电，以光照射板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于板向板运动，忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，为接线柱。已知单位时间内从板逸出的电子数为，电子逸出时的最大动能为，元电荷为。

（1）求板和板之间的最大电势差，以及将短接时回路中的电流。
（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势和内阻.
（3）在之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为，外电阻上消耗的电功率设为;单位时间内到达板的电子，在从板运动到板的过程中损失的动能之和设为，请推导证明：.( 注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)

如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S₁=0.4m²，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积S₂=0.3m²的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R=2Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，求在0～4s时间内电阻R上产生的焦耳热.

如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，求经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W_甲：
W_乙为多少.

竖直放置的平行光滑金属导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度B=0.5T，有两根相同的导体棒ab及cd，长0.2m，电阻0.1Ω，重0.1N，现用力向上拉动导体ab，使之匀速上升（与导轨接触良好）。此时cd恰好静止不动，

求：
（1）ab受到的拉力大小；
（2）ab向上的速度；
（3）在2s内，拉力做功转化的电能；
（4）在2s内，拉力做的功。