高中物理电学实验计算题

有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置。现将该用电器与一阻值为（0～100）Ω的滑动变阻器连接后，接在输出电压的220V的电源两端。
（1）为使用电器安全正常工作，为什么只能将滑动变阻器连接成分压器？说明理由并画出电路图。
（2）在正确连接的电路图中，当用电器正常工作时通过电源的电流强度为2.4A，求用电器消耗的电功率。

如图（a），小球甲固定于水平气垫导轨的左端，质量m=0.4kg的小球乙可在导轨上无摩擦地滑动，甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能，相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图（b）中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x₀=20cm，虚线①为势能变化曲线的渐近线，虚线②为经过曲线上某点的切线。
（1）将小球乙从x₁=8cm处由静止释放，小球乙所能达到的最大速度为多大？
（2）假定导轨右侧足够长，将小球乙在导轨上从何处由静止释放，小球乙不可能第二次经过x₀=20cm的位置？并写出必要的推断说明；
（3）若将导轨右端抬高，使其与水平面的夹角α=30°，如图(c)所示。将球乙从x₂=6cm处由静止释放，小球乙运动到何处时速度最大？并求其最大速度；
（4）在图(b)上画出第（3）问中小球乙的动能E_k与位置x的关系图线。

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，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？（取g="10" m/s²）

如图18（a）所示，一个电阻值为R ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R₁连结成闭合回路。线圈的半径为r₁ . 在线圈中半径为r₂的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t₀和B₀。导线的电阻不计。求0至t₁时间内
（1）通过电阻R₁上的电流大小和方向；
（2）通过电阻R₁上的电量q及电阻R₁上产生的热量。

大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50 km以下的大气看做是具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50 km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场．离地面l＝50 km处与地面之间的电势差约为U＝3.0×10⁵ V．由于电场的作用，地球处于放电状态．但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场恒定不变，统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q＝1 800 C．试估算大气电阻率ρ和地球漏电功率P.(已知地球半径r＝6 400 km，结果保留一位有效数字)

如图所示，理想变压器原线圈的匝数n₁＝1 100匝，副线圈的匝数n₂＝110匝，R₀、R₁、R₂均为定值电阻，且R₀=2Ω、R₁是标有“20V 10W”的小灯泡，原线圈接
u＝311sin(314t)(V)的交流电源．当开关S闭合时，小灯泡R₁恰好正常发光。

求:（1）定值电阻R₂的阻值；
（2）S闭合时电流表的示数；
（3）S断开后，假设小灯泡R₁不会被烧坏，且可认为其电阻不变，则电压表的示数为多少？

如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12 V，电解槽内阻r_A＝2 Ω，当K₁闭合，K₂、K₃断开时，A示数6 A；当K₂闭合，K₁、K₃断开时，A示数5 A，且电动机输出功率为35 W；当K₃闭合，K₁、K₂断开时，A示数为4 A．求：

(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？
(2)电动机的内阻是多少？
(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？

如图所示的电路中，电源的电动势E=2V，R₁=R₂=R₃=1Ω，当S闭合时，电压表的示数为1V，求：

（1）流过R₁和R₂的电流；
（2）电源的路端电压和内电阻；
（3）若S断开，电压表的示数变为多少？

如图所示，两平行金属板A．B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，C点在A板上，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10^﹣17J，电子电量为1.6×10^﹣19C．求：

（1）匀强电场的场强；
（2）A．B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？

如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得到运动物体的速度，已知电源电动势，内阻，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值，长度，电容器电容，现测得电流表示数为，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向。

如图所示，E="10" V，R₁="4" Ω，R₂="6" Ω，C=30μF，电池内阻可忽略。

(1)闭合开关S，求稳定后通过R₁的电流；
(2)然后将开关S断开，求这以后流过R₁的总电荷量。

(10分)如图所示的电路中，，，未知，当开关S接a时，上消耗的电功率为4.5W，当开关S接b时，电压表示数为3.6V，当开关S接c时，电流表示数为1.5A，试求：

（1）电源的电动势和内电阻；
（2）的阻值．

如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝210 V，电压表示数U_V＝110 V．(g取10 m/s²)试求：

(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？

在图所示的电路中，电源和电流表的内阻均的不计，当两个电键K₁K₂都断开或都闭合时，电流表的读数是相同的，求电阻R的阻值．

如图所示，ε₁=3V，r₁=0.5Ω，R₁=R₂=5.5Ω，平行板电容器的两板距离d=1cm，当电键K接通时极板中的一个质量m=4×10^-3g，电量为q=1.0×10^-7C的带电微粒恰好处于静止状态。求：

（1）K断开后，微粒向什么方向运动，加速度多大？
（2）若电容为1000pF，K断开后，有多少电量的电荷流过R₂？