高中物理焦耳定律计算题

如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v₀进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中，

（1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？
（2）求线框A.b两点的电势差。
（3）求线框中产生的焦耳热。

如图所示的电路中，电源的电动势E="80" V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器.问：

（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？
（2）如果要求电源输出功率为600 W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？
（3）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？

如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为的金属棒紧贴在导轨上。现使金属棒由静止开始下滑，下滑过程中始终保持水平，且与导轨接触良好，其下端距离与时间关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略棒运动过程中对原磁场的影响），试求：

（1）当时，重力对金属棒做功的功率；
（2）金属棒在开始运动的内，电阻R上产生的热量；
（3）磁感应强度B的大小。

如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成θ＝37°角，下端连接阻值为R＝2 Ω的电阻．磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为0.4 T．质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.金属棒沿导轨由静止开始下滑．（g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向；
（2）求金属棒下滑速度达到5 m/s时的加速度大小；
（3）当金属棒下滑速度达到稳定时，求电阻R消耗的功率．

在如图（甲）所示的电路中，电阻R₁和R₂都是纯电阻，它们的U-I图像分别如图（乙）中Oa、Ob所示。电源的电动势E=7.0V，内阻忽略不计。

（1）调节滑动变阻器R₃，使电阻R₁和R₂消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R₁和R₂的阻值为多大？R₃接入电路的阻值为多大？
（2）调节滑动变阻器R₃，使A、B两点的电势相等，这时电阻R₁和R₂消耗的电功率各是多少？

在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势E=400V，内电阻r=20，电阻R₁=1980。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v₀=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10^-7C，质量m=2.0×10^-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s²。求：

（1）A、B两金属板间的电压的大小U；
（2）滑动变阻器消耗的电功率P_滑。

如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距L，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略。求

（1）电阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小。

如图所示，电源电动势E=10V，其内阻r=1。固定电阻的阻值R₁=3，可变电阻R₂的阻值可在0~20之间调节，电容器的电容C=30μF。求：

(1)闭合开关S，当R₂=1时，求R₂消耗的功率；
(2)在（1）的情况下，电容器上极板所带的电量；
(3)闭合开关S，当R₂取何值时，R₂消耗的功率最大，最大功率为多少。

有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10 cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100 V，I＝100 mA。

(1)求：该钻孔的深度。
(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200 V、内阻为100 Ω的电源相连，通电10 min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多，最多为多少？

如图所示，电源的电动势E=220V，电阻R₁=80Ω，电动机绕组的电阻R₀=2Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是500W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是320W，求：

（1）电源的内电阻；
（2）当电键S₂闭合时电动机输出的机械功率。

如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，R₀=1Ω，直流电动机内阻R₀′=1Ω．当调节滑动变阻器R₁，使甲电路输出功率最大．调节R₂使图乙电路输出功率也最大，且此时电动机刚好正常工作（其额定输出功率为2W），求此时R₁和R₂连入电路部分的阻值。

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v₀=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10^﹣2C，质量为m=2×10^﹣2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板．求:

（1）两极板间的电场强度大小；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）此时，电源的输出功率．（取g=10m/s²）

如图所示电路中，电源内阻r=2Ω，电动机内电阻R=1Ω，当S₁闭合，S₂断开时，电源电功率P=80W，电源的输出功率P₀=72W，当S₁和S₂均闭合时，电动机正常工作，流过定值电阻R₀的电流I₀=1.5A。求：

（1）电源电动势E和定值电阻R₀
（2）电动机正常工作时输出功率P_出

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v₀=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10^-2C，质量为m=2×10^-2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达A板。求（取g=10m/s²）：

（1）两极板间的电场强度大小；（2）滑动变阻器接入电路的阻值；（3）此时，电源的输出功率。

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离。电源电动势，内电阻，电阻，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入两板间。若小球带电量为，质量为，不考虑空气阻力。（）求：

（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？
（2）此时电源的输入功率为多大？