高中物理电学实验计算题

如图为实验室常用的两个量程的电流表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为0.6 A；当使用O、B两接线柱时，量程为3 A．已知电流计的内阻R_g＝200 Ω，满偏电流I_g＝100 mA.求分流电阻R₁和R₂的阻值．

如图所示，电源电动势E=9V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=5.0Ω，R₂=3.5Ω，R₃=6.0Ω，R₄=3.0Ω，电容C=2.0μF。两板间距离为0.17 m。

（1）求电键接到a时，电容的带电量是多少？上极板带何种电荷？
（2）求电键从与a接触到与b接触时，通过R₃的电荷量是多少？上极板带何种电荷？
（3）若两极板中央有一个带电粒子，当电键与a接触时，正好处于静止状态，若电键与b接触后，带电粒子向哪极板运动？经过多长时间到达极板？（不考虑电容充放电时间，g=10m/s²）

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="40" cm。电源电动势E=24V,内电阻r="1" Ω，电阻R="15" Ω。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v₀="4" m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2 C,质量为m=2×10^-2 kg,不考虑空气阻力。那么，

（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，电源的输出功率是多大.（取g="10" m/s²）

质量为m的飞机模型，在水平跑道上由静止匀加速起飞，假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的k倍，发动机牵引力恒为F，离开地面起飞时的速度为v，重力加速度为g。求：

（1）飞机模型的起飞距离（离开地面前的运动距离）
（2）若飞机起飞利用电磁弹射技术，将大大缩短起飞距离。图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图，与飞机连接的金属块（图中未画出）可以沿两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动。使用前先给电容为C的大容量电容器充电，弹射飞机时，电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入，经过金属块，再从另一根导轨流出；导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速，从而推动飞机起飞。
①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压u与极板上所带电荷量q的图象，在此基础上求电容器充电电压为U₀时储存的电能；
②当电容器充电电压为U_m时弹射上述飞机模型，在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下，可使起飞距离缩短为x。若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值为η，飞机发动的牵引力F及受到的平均阻力不变。求完成此次弹射后电容器剩余的电能。

某发电站的输出功率为100kW，输出电压为250V，向25km远处的用户供电。为了使输电线路损失的功率不超过输出功率的1%，电站采用升压变压器升压后再输电，到达用户后再用降压变压器将电压降为220V,已知输电导线的电阻率为ρ=3.0×10^-8Ω（m，导线横截面积为1.5×10^{- 4}m²，两台变压器均为理想变压器，求：
（1）输电线上通过的最大电流.     
（2）输电线上的电压损失最大值.
（3）两个变压器原、副线圈的匝数比

如图所示，E＝10 V，＝4 Ω，R₂＝6 Ω，C＝30μF，电池内阻可忽略.
（1）闭合开关K，求稳定后通过的电流；
（2）然后将开关K断开，求这以后通过的总电量.

某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω.
（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率．
（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n₁:n₂＝22:1的变压器降压，求用户得到的电压．

如图，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为、宽度为、高为，上下两面是绝缘板，前后两侧面、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻相连。整个管道置于磁感应强度大小为，方向沿轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为的导电液体（有大量的正、负离子），且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v₀沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。

（1）求开关闭合前，、两板间的电势差大小；
（2）求开关闭合前后，管道两端压强差的变化；
（3）调整矩形管道的宽和高，但保持其它量和矩形管道的横截面不变，求电阻可获得的最大功率及相应的宽高比的值。

如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为，极板间的距离为，上板正中有一小孔。质量为、电荷量为的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为）。求：

（1）小球到达小孔处的速度；
（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；
（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间。

如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U₁＝3300V，副线圈两端电压U₂为220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L₁和L₂，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2V.求：

（1）原线圈n₁等于多少匝？
（2）当开关S断开时，电流表A₂的示数I₂＝5A.则电流表A₁的示数I₁为多少？
（3）当开关S闭合时，电流表A₁的示数I₁′等于多少？

如图所示，电阻为R的正方形导线框abcd，边长ab=ad=L，质量为m，从某一高度自由落下，通过一磁感应强度为B的匀强磁场，，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度也为L，下落过程中线框平面始终保持在同一竖直面内，且ab边始终水平．导线框的ab边刚进入磁场恰好做匀速运动,那么线框进入磁场的过程中ab两点间的电压为               ．在线圈穿越磁场的全过程，线框中产生的焦耳热为           ．（不考虑空气阻力，重力加速度为g）

如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，沿水平面固定一个光滑金属框架ABC，已知AC=8m，BC=6m，∠A=37°，导体棒MN在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直AC方向以10m/s的速度匀速向右平移。已知框架的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为0.2Ω，导体棒均足够长，其单位长度的电阻为0.125Ω，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。

（1）当导体棒MN运动至AC中点处，求U_MN、电源输出功率、此时外力为多大？
（2）运动到何处时，电源总功率最大？

如图所示，在界限MN左上方空间存在斜向左下与水平方向夹角为45°的匀强电场，场强大小E＝×10⁵ V/m.一半径为R＝0.8 m的光滑绝缘圆弧凹槽固定在水平地面上．一个可视为质点的质量m＝0.2 kg、电荷量大小q＝1×10^－5 C的带正电金属块P从槽顶端A由静止释放，从槽底端B冲上与槽底端平齐的绝缘长木板Q.长木板Q足够长且置于光滑水平地面上，质量为M＝1 kg.已知开始时长木板有一部分置于电场中，图中C为界限MN与长木板Q的交点，B、C间的距离x_BC＝0.6 m，物块P与木板Q间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10 m/s²，求：

(1)金属块P从A点滑到B点时速度的大小；
(2)金属块P从B点滑上木板Q后到离开电场过程所经历的时间；
(3)金属块P在木板Q上滑动的过程中摩擦产生的热量．

如图所示， ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角 θ＝37°，半径r＝2.5 m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E＝2×10⁵ N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m＝5×10^－2 kg、电荷量q＝＋1×10^－6 C的小物体(视为质点)被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v₀＝3 m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1 s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ＝0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。

(1)求弹簧枪对小物体所做的功；
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。

如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度从平面MN上的点水平右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点的距离。粒子的重力可以忽略。