高中物理焦耳定律试题

如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B.则（   ）

A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流强度为零
B．电流有效值
C．外力做功的平均功率
D．当线圈平面与磁感线平行时开始转动过程中，通过电阻的电量为

如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R₁=21Ω，电动机绕组的电阻R₀=0.5Ω，电键S₁始终闭合。当电键S₂断开时，电阻R₁的电功率是525W；当电键S₂闭合时，电阻R₁的电功率是336W，求

电源的内电阻；
当电键S₂闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是10︰1，原线圈输入交变电压（V），O是副线圈中心抽出的线头，R₁＝5 Ω，R₂＝15 Ω，则

A．开关S断开时，电流表的示数为0.05 A

B．开关S闭合时，电流表的示数为0.05 A

C．开关S闭合时，两电阻总的电功率为W

D．开关S断开时，两电阻总的电功率为W

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=？

如图所示的U—I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知 (    )

A．R的阻值为1.5Ω

B．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω

C．电源的输出功率为3.0w

D．电源内部消耗功率为1.5w

如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R₁为定值电阻（R₁＞r），R₂为可变电阻，以下说法中正确的是（       ）

A．当R2= R1+r时，R2上获得最大功率

B．当R1= R2+r时，R1上获得最大功率

C．当R2=0时，电源的效率最大

D．当R2=0时，电源的输出功率最大

在右图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电流表不再有读数，电压表读数增大，如果两只电表都可看作理想电表，则一定是                                                                           （    ）

A．R1断路

B．R1短路

C．R2短路

D．R3短路

在某段电路中，其两端电压为U，通过的电流为I，通电时间为t，若该电路电阻为R，则关于电功和电热的关系，下列结论正确的是   （  ）

A．在任何电路中，电功UIt=I^2Rt

B．在任何电路中，电功为UIt，电热为I^2Rt

C．在纯电阻电路中，UIt=I^2Rt

D．在非纯电阻电路中，UIt>I^2Rt

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

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R₁＝20 Ω，R₂＝30 Ω，C为电容器．已知通过R₁的正弦交流电如图乙所示，则(　　)．

A．交流电的频率为0.02 Hz

B．原线圈输入电压的最大值为200V

C．电阻R2的电功率约为6.67 W

D．通过R3的电流始终为零

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，电源电动势E=10V、内阻r=0.5Ω，标有“８Ｖ，１６Ｗ”的灯泡Ｌ恰能正常发光，电动机Ｍ的绕线电阻R=1Ω，求：

（1）电路中的总电流；
（2）电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。

如图所示的电路中，直流发电机M的电动势E="250" V，内阻r =0.5Ω，R₁ =R₂ =1Ω．电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200 V，额定功率为l 000 W，其他电阻不计，也不计电热器电阻随温度的变化．问：
(1) 当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?
(2) 当接通几只电热器时，被接通电热器的总消耗功率最大?
(3) 当被接通电热器的总消耗功率最大时，电阻R₁、R₂和内阻r上消耗的功率分别为多少?

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

如图所示，M为一线圈电阻r_M="0.4" Ω的电动机，R="24" Ω，电源电动势E="40" V。当S断开时，电流表的示数为I₁="1.6" A，当开关S闭合时,电流表的示数为I₂="4.0" A。求:

（1）电源内阻r;
（2）开关S闭合时电源输出功率.
（3）开关S闭合时电动机输出的机械功率;