高中物理焦耳定律试题

现有甲、乙、丙三个电源，电动势E相同，内阻不同，分别为r_甲，r_乙，r_丙。用这三个电源分别给定值电阻R供电，已知R=r_甲＞r_乙＞r_丙，则将R先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是 (    )

A．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大

B．接在甲电源上时，定值电阻R两端的电压最大

C．接在乙电源上时，电源的输出功率最大

D．接在丙电源上时，电源的输出功率最大

如图所示电路，电灯R₁=24Ω，电动机绕组的电阻R₀=1Ω，当电键S₁、S₂闭合时，测得电阻R₁的电功率是P=96W，理想电流表的读数为I=5A，求此时：

（1）电源的输出功率；
（2）电动机的输出功率．

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=？

一直流动电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A，松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。
求：(1)该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?
(2)电动机的机械功率是多少?

如图所示，竖直向下的匀强磁场垂直穿过固定的金属框架平面，OO’为框架abcde的对称轴，ab平行于ed，材料、横截面与框架完全相同的水平直杆gh，在水平面外力F作用下向左匀速运动，运动过程中直杆始终垂直于OO’且与框架接触良好，直杆从c运动到b的时间为t₁，从b运动到a的时间为t₂，则

A．在t1时间内回路中的感应电动势增大

B．在t2时间内a、e间的电压增大

C．在t1时间内F保持不变

D．在t2时间回路中的热功率增大

如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个超导临界电流I_C，当通过限流器的电流I>I_C时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R₁=0)转变为正常态(一个纯电阻，且R₁ ="3Ω" )，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流I_C="1.2" A，限流电阻R₂ =6Ω，小灯泡L上标有“6 V 6 W”的字样，电源电动势E="8" V，内阻r=2Ω。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则

A．灯泡L短路前通过R2的电流为A

B．灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态，通过灯泡电流为零

C．灯泡L短路后通过R1的电流为4 A

D．灯泡L短路后通过R2的电流为A

如图所示，在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，金属杆PQ在外力F作用下在粗糙U型导轨上以速度v=2向右匀速滑动，两导轨间距离L=1.0m，电阻R=3.0，金属杆的电阻r=1.0，导轨电阻忽略不计，则下列说法正确的是（  ）

A．通过的感应电流的方向为由d到a

B．金属杆PQ切割磁感线产生的感应电动势的大小为2.0 V

C．金属杆PQ受到的安培力大小为0.5 N

D．外力F做功大小等于电路产生的焦耳热

将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B,方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，其电阻为r。电路中其余部分的电阻不计，则半圆形硬导线的转速为（ ）

A．

B．

C．

D．

在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0，外接一只电阻为9.0的灯泡，则

A．电压表V的示数为20V

B．电路中的电流方向每秒改变5次

C．灯泡实际消耗的功率为36W

D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为

一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5:1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是(      )

A．原、副线圈中的电流之比为5:1

B．电压表的读数约为44V

C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 J

D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大

如图所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S="200" cm²，线圈的电阻r="1" Ω，线圈外接一个阻值R="4" Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）

A．电阻R两端的电压保持不变

B．初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4 Wb

C．线圈电阻r消耗的功率为4×10W

D．前4 s内通过R的电荷量为4×10C

如图所示，直线a为某电源与可变电阻连接成闭合电路时的路端电压U与干路电流I的关系图象，直线b为电阻R两端电压的U与通过它的电流I的图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别为（ ）

A．4 W、33.3%	B．2 W、33.3%
C．4 W、67%	D．2 W、67%

如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角（0＜＜90°),其中MN与PQ平行且间距为l，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计,其上端所接定值电阻为R.给金属棒ab一沿斜面向上的初速度v₀，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为r，当ab棒沿导轨上滑距离x时，速度减小为零。则下列说法不正确的是

A．在该过程中，导体棒所受合外力做功为

B．在该过程中，通过电阻R的电荷量为

C．在该过程中，电阻R产生的焦耳热为

D．在导体棒获得初速度时，整个电路消耗的电功率为

如图所示，为电流表示数，为电压表示数，为定值电阻消耗的功率，为电容器所带的电荷量，为电源通过电荷量时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是（   ）

如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，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取l0m/s²，轨道足够长且电阻不计．求：

（1）杆a b下滑过程中感应电流的方向及R=0时最大感应电动势E的大小；
（2）金属杆的质量m和阻值r；
（3）当R=4Ω时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W．