高中物理电学实验计算题

如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R＝2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，解答以下问题。
（1）若施加的水平外力恒为F＝8N，则金属棒达到的稳定速度ν₁是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则金属棒达到的稳定速度ν₂是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则从金属棒开始运动到速度v₃＝2m／s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程中所需的时间是多少？

如图所示，理想变压器初级线圈为600匝，接在交流电源上，要在两个次级线圈上分别得到和的电压，求：
（1）次级线圈匝数各是多少？
（2）通过次级线圈的电流分别是，则通过初级线圈的电流是多大？

如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量m=0.1㎏的导体棒ab，导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时，获得稳定速度，此过程导体棒产生热量Q=2J。电动机工作时，电压表、电流表的读数分别为7V和1A，电动机的内阻r=1Ω，不计一切摩擦，g=10m/s²，求：
 
（1）导体棒所达到的稳定速度是多少？
（2）导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？

如图所示，将一质量为m，电量为+q的带电小球在匀强电场中，由O点静止释放后，小球沿OB方向作直线运动，该直线与竖直方向OA的夹角为，已知重力加速度为g。问：

若匀强电场沿水平方向，求场强的大小和方向：
若要使所加匀强电场的场强为最小值，求场强的大小和方向。

、风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是山东荣成市滨海大道所建的风车阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，先后经过一升压变压器和一降压变压器传输后送到用户，设用户得到的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）画出此输电线路的示意图..
（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比各为多少？
（3）用户得到的电功率是多少？

如图所示，一电荷量q=3×10^-5C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1m，电源电动势=15V，内阻r=0.5Ω，电阻R₁=3Ω，R₂=R₃= R₄ =8Ω。g取10m/s²，已知，。求：
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电源的输出功率；
两板间的电场强度的大小；
带电小球的质量。

在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R₁，滑动变阻器总电阻为R₂，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d。处在电容器中的油滴A恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P位于R₂的中点位置。

求此时电容器两极板间的电压；
确定该油滴的带电电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值；
现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q₁，油滴运动时间为t，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q₂，当油滴又运动了2t的时间时，恰好回到原来的静止位置。设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计。则两次电荷量的变化量Q₁与Q₂的比值为多少？

如图所示的电路中，R₁=3Ω，R₂=9Ω，R₃=6Ω，电源电压U=24V保持不变。当开关S₁、S₂均开启和均闭合时，灯泡L都同样正常发光。

画出两种情况的等效电路图，并标出流经灯泡的电流方向；
求灯泡正常发光时的电阻R_L和电压U_L。

如下图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B_t的大小随时间t变化的规律如下图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=t_x时刻（t_x未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；
当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率；
ab棒开始下滑的位置离EF的距离；
ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。

如下图甲所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α，导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器（图中未画出），且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻R_L=4R，定值电阻R₁=2R，电阻箱电阻调到使R₂=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如下图乙所示，试求：
求磁感应强度为B有多大？
当金属棒下滑距离为S₀时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S₀的过程中，整个电路产生的电热。

如下图所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨，O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内，并置于有理想边界的匀强磁场中（图中经过O点的虚线即为磁场的左边界）。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触，并在绝缘弹簧S的作用下从距离O点L₀处沿导轨以速度v₀向左匀速运动。磁感应强度大小为B，方向如图。当导体棒运动到O点时，弹簧恰好处于原长，导轨和导体棒单位长度的电阻均为r。求：
导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电流大小；
导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电量；
从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量。

一只电流表头，其内电阻R_g＝299.7Ω。当给表头并联上一个阻值为0.3Ω的电阻后，此电流表量程为I=1A。
求电流表头的满偏电流；
若把此电流表头改装为一量程为U=3V的电压表，需给其串联一个多大的电阻？
若用这只电流表头和一节干电池（E＝1.5V，r＝0.3Ω）组装成欧姆表，现有变阻器R₁＝1kΩ，R₂＝1.5kΩ，应选用哪一个作调零电阻？为什么？
当用这只组装好的欧姆表测某电阻时，欧姆表指针正好指在刻度中央，求被测电阻的阻值是多少？

如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd，总电阻为R，边长为Ｌ．现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为２Ｌ、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行．令线框的cd边刚与磁砀左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正．


（１）在下图中画出线框中感应电流随时间变化的图象；
（２）求整个过程中线框产生的焦耳热；
（３）求线框出磁场的过程中流过线框的电量．

如图所示，有一台内阻为1.0Ω的发电机，通过的匝数比为1:4的升压变压器和匝数比为4:1的降压变压器向用户供电，输电线的总电阻为4.0Ω，用户共有“220V40W”的灯泡132盏，要保证他们都能正常发光，求发电机的输出功率和电动势应该各为多大？

如图所示，长L=1.6m，质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上，质量m=1kg、带电量q=+2.5×10^-4C的小滑块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1，所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×10⁴N/C的匀强电场，如图所示，现对木板施加一水平向右的拉力F．取g=10m/s²，求：

使物块不掉下去的最大拉力F；
如果拉力F=11N恒定不变，小物块所能获得的最大动能.