高中物理计算题

电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的两端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R₀=3Ω．

（1）求电源的电动势E和内阻r各为多少？
（2）当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？
（3）当R为何值时，电阻R₀上消耗的功率最大，最大值为多少？

一个量程为15V的电压表，串联一个R₁=3kΩ的电阻后，测量某电路两端的电压时，电压表示数为12V，若已知该电路两端的实际电压为15V，试求：
（1）该电压表的内阻R_V；
（2）将该电压表改装成量程为0～90V的电压表，应串联电阻的阻值R₂．

清晨，湖中荷叶上有一滴约为0.1cm³的水珠，已知水的密度ρ＝1.0×10³kg/m³，水的摩尔质量M＝1.8×10^－2kg/mol，试估算：
①这滴水珠中约含有多少水分子；
②一个水分子的直径多大．(以上计算结果保留两位有效数字)

如图所示电路中，电阻R1＝R2＝3.0 Ω，R3＝6.0 Ω，S扳至1时，电流表的示数为
1.0 A，S扳至2时，电流表的示数为1.5 A，求电源的电动势和内阻(电流表的内阻不计)。

如图所示电路中，R₁=R₂=R₃=1Ω，当电键K断开时，电压表的示数为0.8V，当电键K闭合时，电压表的示数为1V。求电源的电动势和内阻。

南昌二中第46届田径运动会于2015年10月23日胜利召开。在运动会开幕式上，一航拍直升机悬停在学校操场上空某处。该处地磁场的磁感应强度沿竖直方向的分量为B，直升机金属螺旋桨叶片长为L，螺旋桨转动的频率为f，站在地面向上看，螺旋桨作顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，求每个叶片在转动过程中产生的电动势E，并指出a、b两点哪一端电势较高。

有一个重量为20N的物体与斜面间的动摩擦因数，斜面固定在水平地面上，如图所示，求水平推力F为多大时可使物体沿斜面匀速运动。

质量为m的汽车沿平直公路行驶，发动机的额定功率为P₀．当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P₁．假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是多少？（实际功率不超过额定功率）

短跑运动员完成100米赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段．在一次比赛中，某运动员用11.00秒跑完全程．已知该运动员在匀加速直线运动阶段的第2秒内通过的距离为7.5米．试求：
（1）运动员在匀加速直线运动阶段的加速度；
（2）运动员在匀加速直线运动阶段通过的距离．

如图，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强的大小E=1.0×10⁴ N/C，现有质量m=0.20kg，电荷量q=8.0×10^﹣4 C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知s_AB=1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5．假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．求：（g=10m/s²）

（1）带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度；
（2）带电体最终停在何处．

如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，电动机的电阻R₀=1.0Ω，电阻R₁=1.5Ω．电动机正常工作时，电压表的示数U₁=3.0V．求：

（1）电源释放的电功率；（即IE）（电路中总电流等于）
（2）电动机消耗的电功率及将电能转化为机械能的功率．

如图a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷=10⁶C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过×10^﹣5s后，电荷以v₀=1.5×l0⁴m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）．求：

（1）匀强电场的电场强度E．
（2）带电粒子第一次进入磁场时，粒子在其中的运动半径和运动时间各为多少？
（3）图b中t=×10^﹣5s时刻电荷与O点的水平距离．
（4）如果在O点右方d=67.5cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间．

水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：

（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

如图所示，电源电动势E=3V，内阻r=3Ω，定值电阻R₁=1Ω，滑动变阻器R₂的最大阻值为10Ω，求：

（1）当滑动变阻器的阻值R₂为多大时，电阻R₁消耗的功率最大？电阻R₁消耗的最大功率是多少？
（2）当变阻器的阻值R₂为多大时变阻器消耗功率的最大？变阻器消耗的最大功率是多少？
（3）当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？电源的效率为多大？

质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10N/kg），求：

（1）地面对雪橇的支持力大小；
（2）雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小．