高中物理焦耳定律计算题

如图，灯泡：1.0V 0.5W；：10V  1.0W；电动机内阻5.0Ω．此时两灯泡都刚好正常发光，电动机也在正常运转，求电动机的输出功率和效率．

如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长为，ad边长，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外，cd边转入纸内。

（1）写出感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转一圈外力做功多少？
（3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？

某交流发电机输出功率为5×10⁵ W，输出电压为1.0×10³ V，假如输电线的总电阻R=10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户需要电压380V。求所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少？（使用的变压器是理想变压器）

如图所示a电路，当变阻器的滑动片从一端滑动另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b中的AC.BC两直线所示，不考虑对电路的影响

（1）定值电阻，变阻器的总电阻分别为多少？
（2）试求出电源的电动势和内电阻。
（3）变阻器滑动片从一端到另一端的过程中，滑动变阻器消耗的最大电功率为多少？

如图所示，两平行导轨间距L＝0.1m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场磁感应强度B＝0.5T，水平部分没有磁场．金属棒ab质量m＝0.005kg、电阻r＝0.02Ω，运动中与导轨始终接触良好，并且垂直于导轨．电阻R＝0.08Ω，其余电阻不计．当金属棒从斜面上离地高h＝1.0m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25m．取g＝10m/s²，求：

（1）金属棒在斜面上的最大速度；
（2）金属棒与水平面间的动摩擦因数；
（3）从高度h＝1.0m处滑下后电阻R上产生的热量．

如图所示，一微型电动机与一指示灯（白炽灯）串联，限流电阻，电源电动势，内阻，指示灯上标有“3V 1.5W”字样，微型电动机的线圈电阻，开关闭合时，指示灯和电动机均能正常工作。求：

（1）指示灯的电阻和通过它的电流；
（2）电动机的输入功率和输出功率

如图（甲），MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定，M、P之间接电阻箱R，电阻箱的阻值范围为0～4Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b，测得最大速度为v_m。改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图（乙）所示。已知轨距为L = 2m，重力加速度g=l0m/s²，轨道足够长且电阻不计。

（1）当R = 0时，求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；
（2）求金属杆的质量m和阻值r；
（3）求金属杆匀速下滑时电阻箱消耗电功率的最大值P_m。

如图所示，电源的电动势为50V，电源内阻为1.0，定值电阻R=14，M为直流电动机，电枢电阻R′=2.0，电动机恰好正常运转，理想电压表读数为35V。求：

（1）在100s时间内电源做的功
（2）在100s时间内电动机转化为机械能的部分是多少

如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=53^o的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，上端开口。整个空间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T.一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计.现用一质量M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放M，当M下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触良好）.不计空气阻力，sin53^o=0.8，cos53^o=0.6，g取10m/s².求

（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度V_m
（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内流过电阻R的总电荷量q.
（3）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻R上产生的焦耳热Q_R

如图所示，两根平行的光滑金属导轨M、N，电阻不计，相距L="0.2" m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m＝4×10^－2 kg的金属棒ab，ab的电阻R₀="0.5" Ω.,两金属导轨一端通过电阻R＝2 Ω和电源相连．电源电动势E＝6 V，内阻r＝0.5 Ω，如果在装置所在的区域加一个水平向右的匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．求：

（1）闭合电路中的电流是多大？
（2）磁感应强度B的大小
（3）导体棒ab产生的热功率P_热 是多少瓦特？

如图所示，两端的电压恒为，电阻，灯泡标有的字样，当灯泡正常发光时，求：

（1）电阻的阻值
（2）电路消耗的总电功率

“、”的电风扇，线圈电阻为，当接上电压后，求：
（1）电风扇发热功率；
（2）电风扇转化为机械能的功率
（3）如接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率。

如图所示，直流电动机M串联在直流电路中，其轴与圆盘中心O相连．开关S断开时，电压表的读数12.6V，开关S接通时，电流表的读数为2A，电压表的读数为12V．圆盘半径为5cm，测速计测得圆盘的转速为r/s，两弹簧秤的读数分别为F₁=7N，F₂=6.10N，问：

（1）电动机的输出功率、效率各为多少？
（2）拉紧皮带可使电动机停转，此时电压表、电流表的读数各为多少？电动机的输入功率为多大？

如图所示，电源内阻r=1Ω，R₁=2Ω，R₂=6Ω，灯L上标有“3V、1.5W”的字样，当滑动变阻器R₃的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。

（1）求电源的电动势；
（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；
（3）当滑动阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R₃上消耗的功率最大？最大值多大？

两根足够长的光滑平行直导线MN、PQ与水平面成角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计，现让杆由静止开始沿导轨下滑。

（1）求杆下滑的最大速度；
（2）杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中杆下滑的距离。