高中物理电学实验计算题

规格为“220 V  72W”的电风扇,线圈电阻为55Ω，接上220 V电压。求：
（1）电风扇工作时的热功率；
（2）每分钟有多少电能转化为机械能；
（3）如果扇叶被卡住不能转动,电动机消耗的功率．

一根长为2m，横截面积为1.6×10^-5m²的铜棒，两端电势差为5.0×10^-2V，铜棒的电阻为2.19×10^-3Ω，铜内自由电子密度为8.5×10²⁹m^-3。求：
（1）通过铜棒的电流
（2）铜棒内的电场强度
（3）自由电子定向移动的速率。

材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ₀ (1+αt)，其中α称为电阻温度系数，ρ₀是材料在t=0℃时的电阻率。在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知：在0℃时，铜的电阻率为1．7×10^-8ٟm，碳的电阻率为3．5×10^-5ٟm；在0℃附近，铜的电阻温度系数为3．9×10^-3℃^-1，碳的电阻温度系数为-5．0×10^-4℃^-1。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1．0m的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度（忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化）。

(14分）如图，一对很大的竖直放置的平行金属板可以绕M、N左右转动，其之间存在一水平匀强电场。有一长为l的轻质细绝缘棒OA.处于电场中，其一端可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端A.处固定一带电－q、质量为m的小球A.，质量为2m的绝缘不带电小球b固定在OA.棒中点处。滑动变阻器电阻足够大，当变阻器滑片在P点处时，棒静止在与竖直方向成30°角的位置，已知此时BP段的电阻为R，M、N两点间的距离为d。试求：(重力加速度为g)

（1）求此时金属板间电场的场强大小E；
（2）若金属板顺时针旋转α＝30°（图中虚线表示），并移动滑片位置，欲使棒静止在与竖直方向成30°角的位置，BP段的电阻应调节为多大？
（3）若金属板不转动，将BP段的电阻突然调节为R，则小球b在摆动过程中的最大动能是多少？

(15分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数：=3：l，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。


(1)求图甲中电压表的读数。
(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。
(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻应调到的电阻值

现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分突出的问题。
下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据。

测量项目	完全干燥时	出汗或潮湿时
电阻	电流（加220V）	电阻	电流（加220V）
手与手之间	200kΩ	1.1×10^-3A	5kΩ
手与脚之间	300kΩ	7.3×10^-4A	8kΩ
手与塑料鞋底之间	8000kΩ	2.8×10^-5A	10kΩ

①从表中可看出干燥时手与手之间电阻大约是潮湿时手与手之间电阻的     倍。
②在空格中填入，对人体加220伏电压后的电流值。
③若对人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的。
④电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），如右图所示用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断（即熔丝不能救人命）。

有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则
 
（1）发电机的输出功率多大？
（2）发电机的电动势多大？

一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户。已知发电机的输出功率是，端电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:8，两变压器间输电线的总电阻为，降压变压器的输出电压为，不计变压器的损耗。求：
（1）升压变压器的副线圈两端电压；
（2）输电导线上的功率损失；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（4）用户得到的功率。

如图所示，用电动势E="6" V，内阻不计的蓄电池组，通过滑线变阻器组成分压电路，向电阻R₀="20" Ω，额定电压U₀="4.5" V的灯泡供电使它正常发光，试问当电池组对灯泡的供电效率η=60%时，变阻器R的阻值和能承受的最大电流应满足什么要求？

带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置，相距为d（d远小于两板的长和宽），一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央，如图所示。A的质量为m，所带电荷量为q，在A正上方距离M板2d处，有另一质量也为m的带电油滴B由静止释放，可穿过M板上的小孔进入两板间，若能与油滴A相碰，会结合成一个油滴，结合后的瞬间该油滴的速度为碰前油滴B速度的一半，方向竖直向下。整个装置放在真空环境中，不计油滴B和A间的库仑力以及金属板的厚度，为使油滴B能与油滴A相碰且结合后不会与金属板N接触，重力加速度取g，求：

（1）金属板M、N间的电压U的大小；
（2）油滴B带何种电荷？请简要说明理由；
（3）油滴B所带电荷量的范围。

有一块满偏电流为I_g＝1 mA、线圈电阻为R_g＝100 Ω的小量程电流表．
(1)把它改装成满偏电压为U＝10 V的电压表，要串联一个多大的电阻R₁；
(2)把它改装成满偏电流为I＝0.6 A的电流表，要并联一个多大的电阻R₂。（保留两有效数字）

(10分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，

求：(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

8分)如图，两块平行金属板A、B彼此平行放置，板间距离为d，两板分别带有等量异种电荷，且A板带正电，两板中间有一带负电的油滴P，当两板水平放置时，油滴恰好平衡，若把两板倾斜60°，把油滴从P静止释放，油滴可以打在金属板上，问：

（1）油滴将打在哪块金属板上？
（2）油滴打在金属板上的速率是多少？      

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

（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?

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？