高中物理电学实验计算题

如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.已知磁感应强度随时间变化的规律如图，定值电阻R1="6" Ω，线圈电阻R2="4" Ω，求：

（1）在图中标出流过R1的电流方向
(2) 回路中的感应电动势大小；

如图所示，一宽度为L的光滑金属导轨放置于竖直平面内，质量为m的金属棒ab沿金属导轨由静止开始保持水平自由下落，进入高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触，ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动，且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h，定值电阻的阻值为R，棒及金属导轨电阻忽略不计，重力加速度为g。求：

（1）ab棒刚进入磁场时通过电阻R的电流;
（2）在此过程中电阻R产生的热量Q的大小；
（3）金属棒穿出磁场时电阻R消耗的功率大小。

如图所示，边长L＝0.20m的正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成，正方形导线框每边的电阻R0＝1.0Ω，金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等，金属棒MN的电阻r＝0.20Ω. 导线框放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.50T，方向垂直导线框所在平面向里．金属棒MN与导线框接触良好，且与导线框对角线BD垂直放置在导线框上，金属棒上的中点始终在BD连线上．若金属棒以v＝4.0m/s的速度向右匀速运动，当金属棒运动至AC位置时，求：

(1)金属棒产生的电动势大小；
(2)金属棒MN上通过的电流大小和方向；
(3)导线框消耗的电功率．

如图所示，小灯泡的规格为“2V、4W”，连接在光滑水平导轨上，两导轨相距0.1m，电阻不计，金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻1Ω，整个装置处于磁感强度B=1T的匀强磁场中，且磁场方向与导轨平面垂直.求：

（1）为使小灯正常发光，ab的滑行速度多大？
（2）拉动金属棒ab的外力的功率多大？

真空中有一个电场，电场线如图所示.在这个电场中的A点放入电量为5.0×10-9C的点电荷，它受到的电场力为3.0×10-4N.

(1)画出A点电场强度的方向.
(2)求出A点电场强度的大小.
(3)若把该点电荷从电场中移走, 则A点电场强度是多大.

如图14甲所示，光滑的平行水平金属导轨、相距，
在点和点间连接一个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电阻为、长度也刚好为的导体棒垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离变化的情况如图14乙，已知。求：

（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）满足什么条件时，棒进入磁场后一直做匀速运动。

如图13所示，有一磁感强度的水平匀强磁场，垂直放置一很长的金属框架，框架上有一导体与框架边垂直且始终保持良好接触，由静止开始下滑。已知框架的宽度为，质量为，电阻为，框架电阻不计，取，求：

　　(1) 中电流的方向如何？
(2)导体下落的最大速度；
(3)导体在最大速度时的电功率。

如图甲所示，质量m=6.0×10-3kg，边长L=0.20m，电阻R=1.0欧的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角30°的绝缘斜面上，ab边沿着水平方向，线框的下半部分处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，线框在斜面上始终保持静止，g=10,求

（1）在2.0×10-2s~4.0×10-2s时间内线框中产生感应电流的大小
（2）在t=3.0×10-2s时间内线框受到斜面的摩擦力的大小和方向。
（3）一个周期内感应电流在线框中产生的平均电功率

一电阻为R的金属圆环，放在匀强磁场中，磁场与圆环所在平面垂直，如图(a)，已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b），图中的最大磁通量和变化周期T都是已知量，求：

(1)在t=0到t= T/4的时间内，通过金属圆环横截面的电荷量q
(2)在t=0到t=2T的时间内，金属环所产生的电热Q

如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20 m，电阻R＝1.0 Ω.有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示．求出杆的质量m和加速度a

如图所示，在真空中有一与x轴平行的匀强电场，一电子由坐标原点O处以速度v0沿y轴正方向射入电场，在运动中该电子通过位于xoy平面内的A点，A点与原点O相距L，OA与x轴方向的夹角为θ，已知电子电量q = -1.6×10-19C，电子质量m = 9×10-31kg，初速度v0 = 1×107m/s，O与A间距L = 10cm、θ= 30º。求匀强电场的场强大小和方向。

如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比n_A：n_B：n_C=4：2：1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A₂的示数为I₀，则交变电流表A₁的示数为多少?

如图交流发电机电动势的瞬时表达式，内阻不计。理想变压器的输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯炮均标有“6V，0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计.问:

（ⅰ）降压变压器初级、次级线圈的匝数比?
（ⅱ）发电机的输出功率?
（ⅲ）若第20只彩色小灯泡不久就损坏不亮了,则其它23只
彩色小灯泡还能正常工作吗?为什么?

如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R．在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量．求：
（1）金属框的边长L；
（2）磁场的磁感应强度B；
（3）请分别计算出金属线框在进入和离开磁场的过程中所产生的热量Q₁和Q₂．

某学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：
（1）发电机的输出功率多大？
（2）发电机的电动势多大？