高三電、磁學(xué)模塊第一輪復(fù)習(xí)自測(cè)題((選修33
--11、33--22))

■江蘇省沛縣張寨高級(jí)中學(xué) 黃傳立

一、選擇題

1.兩電荷量分別為+Q和-Q的點(diǎn)電荷a、b,相距為r,在它們連線的中點(diǎn)O處放置另一帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷c,則點(diǎn)電荷c所受的靜電力的大小為( )。

2.某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖1所示,P、Q為該電場(chǎng)中的兩點(diǎn)。下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖1

A.P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于Q點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B.P點(diǎn)電勢(shì)低于Q點(diǎn)電勢(shì)

C.將電子從P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn),靜電力做正功

D.將電子從P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn),其電勢(shì)能增大

3.霍爾元件在電子線路中的應(yīng)用日益廣泛,某個(gè)霍爾元件接到電路中時(shí)的示意圖如圖2所示,其中a面為上表面,b面為下表面,c面為前表面,d面為后表面,所加磁場(chǎng)方向垂直于a面向下?？紤]到霍爾元件有兩類,設(shè)A類的載流子(即用來(lái)導(dǎo)電的自由電荷)為正電荷,B類的載流子為負(fù)電荷,當(dāng)通以從左到右的電流I時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖2

A.在剛開(kāi)始通電的很短時(shí)間內(nèi),若是A類元件,則載流子向c面偏轉(zhuǎn)

B.在剛開(kāi)始通電的很短時(shí)間內(nèi),若是B類元件,則載流子向c面偏轉(zhuǎn)

C.通電一段時(shí)間后,若是A類元件,則c面電勢(shì)較高

D.通電一段時(shí)間后,若是B類元件,則c面電勢(shì)較高

4.由粗細(xì)均勻的同種導(dǎo)線制成的等邊三角形線框ab c位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面,a、c兩點(diǎn)間接一直流電源,電流方向如圖3所示。則( )。

A.導(dǎo)線ab受到的安培力大小大于導(dǎo)線a c受到的安培力大小

B.導(dǎo)線ab c受到的安培力大小大于導(dǎo)線a c受到的安培力大小

C.線框受到安培力的合力為零

圖3

D.線框受到安培力的合力方向垂直于導(dǎo)線a c向下

5.如圖4所示,D1、D2、D3是三個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì))。則( )。

圖4

A.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),D1燈立即亮,然后逐漸熄滅

B.開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),D2燈立即亮,然后逐漸熄滅

C.電路接通穩(wěn)定后,三個(gè)燈的亮度相同

D.電路接通穩(wěn)定后,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),D3燈立即熄滅

6.如圖5所示,半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q且不計(jì)重力的粒子,以速度v沿與半徑P O成夾角θ=30°的方向從P點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入,最后粒子垂直于MN邊射出,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為( )。

圖5

7.如圖6所示為某一機(jī)器人上的電容式位移傳感器工作時(shí)的簡(jiǎn)化模型圖。當(dāng)被測(cè)物體在左右方向上發(fā)生位移時(shí),電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng),連接電容器的靜電計(jì)會(huì)顯示電容器兩極板間電壓的變化,進(jìn)而能測(cè)出電容的變化,最后就能探測(cè)到物體位移的變化。設(shè)靜電計(jì)上的指針偏角為θ,則被測(cè)物體( )。

圖6

A.向左移動(dòng)時(shí),θ增大

B.向右移動(dòng)時(shí),θ增大

C.向左移動(dòng)時(shí),θ減小

D.向右移動(dòng)時(shí),θ減小

8.在x軸上有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1和q2,它們產(chǎn)生的電場(chǎng)的電勢(shì)在x軸上的分布情況如圖7所示。下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖7

A.q1和q2帶有異種電荷

B.x=x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為0

C.將負(fù)電荷沿x軸從x1移動(dòng)到x2,電勢(shì)能減小

D.將正電荷沿x軸從x1移動(dòng)到x2,靜電力做負(fù)功

9.如圖8所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),匝數(shù)為N,電阻不計(jì)的正方形線框ab cd,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸O O′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),軸O O′垂直于磁感線,制成一臺(tái)交流發(fā)電機(jī),它與理想變壓器的原線圈連接,變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2,二極管的正向電阻為零,反向電阻無(wú)窮大。從正方形線框處于圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),下列判斷不正確的是( )。

圖8

A.交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NB L2ωs i nω t

B.變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶2

C.電壓表示數(shù)為NB L2ω

D.若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng),則電流表的示數(shù)增大

10.如圖9甲所示,一水平放置的線圈,匝數(shù)n=100,橫截面積S=0.2m2,電阻r=1Ω,線圈處于水平向左的均勻變化的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖9乙所示。線圈與足夠長(zhǎng)的豎直光滑導(dǎo)軌MN、P Q連接,導(dǎo)軌間距L=20cm,導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)體棒ab的電阻R=4Ω,質(zhì)量m=5g,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.5T。t=0時(shí)刻,導(dǎo)體棒由靜止釋放,取重力加速度g=10m/s2。則下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖9

A.t=0時(shí)刻,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2V

B.t=0時(shí)刻,導(dǎo)體棒ab兩端的電壓為1V

C.t=0時(shí)刻,導(dǎo)體棒ab的加速度大小為2m/s2

D.導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),導(dǎo)體棒所受重力的瞬時(shí)功率為0.25W

二、實(shí)驗(yàn)題

11.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,要測(cè)量一個(gè)標(biāo)有“3V,1.5W”字樣的小燈泡兩端的電壓和通過(guò)它的電流,現(xiàn)有如下器材:

A.直流電源(3V,內(nèi)阻可不計(jì))

B.直流電流表(0～600 mA,內(nèi)阻約0.5Ω)

C.直流電壓表(0～3V,內(nèi)阻約3k Ω)

D.滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A)

E.滑動(dòng)變阻器(1k Ω,300mA)

F.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____(選填“D”或“E”)。

(2)表1中的各組數(shù)據(jù)是該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在如圖10所示的坐標(biāo)紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線。

表1

圖10

(3)如圖11所示,將兩個(gè)這樣的小燈泡并聯(lián)后再與阻值為5Ω的定值電阻R0串聯(lián),接在電壓恒定為4V的電路中,則每個(gè)小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)___W。

圖11

三、解答題

12.在如圖12所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=3V,兩個(gè)定值電阻的阻值R1=R2=2Ω,電源內(nèi)阻r=1Ω,電容器的電容C=20μF。開(kāi)關(guān)全部閉合時(shí),一帶電油滴恰能在電容器的兩極板間靜止。取重力加速度g=10m/s2,求:

圖12

(1)電容器所帶的電荷量大小。

(2)電源的效率。

(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2時(shí)(認(rèn)為電容器充放電過(guò)程極快完成)油滴的加速度。

圖13

13.如圖13所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖,發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線框匝數(shù)n=100,內(nèi)阻r=5 Ω,外電路電阻R=95Ω,電路中其余電阻不計(jì)。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖14所示,求:

圖14

(1)該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)最大值。

(2)交流電流表的讀數(shù)。

(3)在0～7.85×10-3s時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量。(取π=3.14)

14.某興趣小組用電流傳感器測(cè)量某磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)裝置如圖15甲所示,不計(jì)電阻的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌間距為d,其平面與磁場(chǎng)方向垂直。電流傳感器與阻值為R的電阻串聯(lián)接在導(dǎo)軌上端。質(zhì)量為m、有效阻值為r的導(dǎo)體棒ab由靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑,該過(guò)程中電流傳感器測(cè)得電流隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖15乙所示,電流最大值為imax。導(dǎo)體棒在下滑過(guò)程中與導(dǎo)軌保持垂直且良好接觸,不計(jì)電流傳感器內(nèi)阻及空氣阻力,重力加速度為g。求:

圖15

(1)求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。

(2)求在t1時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度大小。

(3)在0～t1時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒下降的高度為h,求此過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的電熱。

15.如圖16所示,真空中豎直放置的兩塊平行金屬板間加上恒定電壓U0,一質(zhì)量為m,電荷量為q的正點(diǎn)電荷A從左板處由靜止釋放,從右板的小孔水平射出后,進(jìn)入一個(gè)兩板水平放置的平行板電容器,進(jìn)入時(shí)點(diǎn)電荷貼著上極板,經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從下極板邊緣飛出。已知電容器的電容為C,兩極板的間距為d,長(zhǎng)度為kd,兩極板間電壓恒定。不計(jì)點(diǎn)電荷的重力,求:

圖16

(1)點(diǎn)電荷進(jìn)入水平放置電容器時(shí)的速度大小。

(2)水平放置的電容器所帶的電荷量大小。

(3)點(diǎn)電荷穿過(guò)水平放置電容器的過(guò)程中電勢(shì)能的增量。

16.如圖17所示,豎直放置的平行金屬板間電壓為U,質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在靠近左板的P點(diǎn),由靜止開(kāi)始經(jīng)電場(chǎng)加速,從小孔Q射出,從a點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,abde是邊長(zhǎng)為2L的正方形區(qū)域,ab邊與豎直方向間的夾角為45°,cf與ab邊平行且將正方形區(qū)域等分成兩部分,abcf中有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,defc中有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B1后又從cf上的M點(diǎn)垂直c f邊射入磁場(chǎng)B2中(圖中M點(diǎn)未畫出),不計(jì)粒子重力。求:

圖17

(1)粒子從小孔Q射出時(shí)的速度大小。

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小。

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的取值在什么范圍內(nèi),粒子能從c、d兩點(diǎn)間邊界射出?

一、選擇題

1.如圖1所示,導(dǎo)體棒ab用絕緣細(xì)線水平懸掛,通有從a到b的電流。導(dǎo)體棒ab正下方放一圓形線圈,線圈通過(guò)導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)與直流電源連接。開(kāi)關(guān)閉合瞬間,導(dǎo)體棒ab將( )。

A.向外擺動(dòng)

B.向里擺動(dòng)

C.保持靜止,細(xì)線上張力變大

D.保持靜止,細(xì)線上張力變小

圖1

2.如圖2所示,三根完全相同的長(zhǎng)直導(dǎo)線互相平行,通以大小和方向都相同的電流。它們的截面處于一個(gè)正方形ab cd的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處。已知每根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該導(dǎo)線的距離成反比,通電導(dǎo)線b在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )。

圖2

3.工廠在生產(chǎn)紡織品、紙張等絕緣材料時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度,通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖3所示的傳感器。其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板,其位置均固定,且分別接在恒壓直流電源的兩極上。當(dāng)流水線上通過(guò)的產(chǎn)品厚度增大時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )。

A.平行板電容器的電容減小

圖3

B.A、B兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大

C.A、B兩極板上的電荷量變小

D.有電流從b向a流過(guò)靈敏電流計(jì)

圖4

4.如圖4所示,兩相同導(dǎo)體棒a、b的長(zhǎng)度為L(zhǎng),質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒a被放置在光滑的斜面上,導(dǎo)體棒b固定不動(dòng),a、b兩導(dǎo)體棒在同一水平面上且保持平行,斜面傾角為45°,當(dāng)a、b兩導(dǎo)體棒中通有電流為I的反向電流時(shí),導(dǎo)體棒a恰好能在斜面上保持靜止,則通電導(dǎo)體棒b在導(dǎo)體棒a處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為( )。

5.如圖5所示,在P1、P2處各放一個(gè)等電荷量正點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為P1P2連線的中點(diǎn)。一帶正電的試探電荷的從M點(diǎn)由靜止出發(fā),沿直線MON運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),M、N兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。如圖6所示的四幅關(guān)于試探電荷的速度v、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ、電勢(shì)能Ep的圖像中描述正確的是( )。

圖6

6.在如圖7所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,C為電容器,L為小燈泡,R為定值電阻,閉合開(kāi)關(guān)S,小燈泡能正常發(fā)光。現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)一段距離,滑動(dòng)前后理想電壓表V1、V2示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔI,則( )。

圖7

A.電源的輸出功率一定增大

B.小燈泡逐漸變暗

D.當(dāng)電路穩(wěn)定后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,小燈泡立刻熄滅

7.反天刀是生活在尼羅河里的一種魚類,沿著它身體的長(zhǎng)度方向分布著電器官,這些器官能在魚周圍產(chǎn)生電場(chǎng)。反天刀周圍的電場(chǎng)線分布示意圖如圖8所示,A、B、C為電場(chǎng)中的點(diǎn),下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖8

A.頭部帶負(fù)電

B.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

C.C點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)電勢(shì)

D.正離子從A點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),其電勢(shì)能增大

8.如圖9甲所示,電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R0=6Ω、滑動(dòng)變阻器R、開(kāi)關(guān)S組成串聯(lián)回路。滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值R的關(guān)系如圖9乙所示。下列說(shuō)法中正確的是( )。

圖9

B.圖乙中Rx=25Ω

C.定值電阻R0消耗的最大功率為0.96W

D.調(diào)整滑動(dòng)變阻器的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W

圖10

9.如圖10所示為質(zhì)譜儀的工作原理圖,初速度忽略不計(jì)的帶電粒子進(jìn)入加速電場(chǎng),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器,在速度選擇器中做直線運(yùn)動(dòng)最后通過(guò)平板S的狹縫P進(jìn)入平板S下方的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,粒子最終打在膠片A1A2上,粒子打在膠片上的位置到P點(diǎn)的距離為L(zhǎng),加速電場(chǎng)兩極板間的電壓為U,速度選擇器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,不計(jì)粒子的重力,則下列判斷正確的是( )。

A.速度選擇器兩極板間磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外

B.平板S下面的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里

10.如圖11甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、P Q所在平面與水平面成θ角,M、P兩點(diǎn)間接一阻值為R的定值電阻,阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置,其他部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。t=0時(shí)刻對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F,使金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖11乙所示。如圖12所示的四幅關(guān)于穿過(guò)回路ab PM a的磁通量Φ和磁通量的瞬時(shí)變化率,以及金屬棒兩端的電勢(shì)差Uab和通過(guò)金屬棒的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像中,正確的是( )。

圖11

圖12

二、實(shí)驗(yàn)題

11.利用電壓表和電阻箱可以測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。某同學(xué)找到了如下器材:電池組(電動(dòng)勢(shì)約為6.0V,內(nèi)阻約為1Ω),靈敏電流計(jì)G(滿偏電流Ig=100μA,內(nèi)阻Rg=100Ω),定值電阻R1(R1=1Ω),定值電阻R2(R2=59.9k Ω),變阻箱R3(阻值范圍為0～9.9Ω可調(diào)),開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)還需要一個(gè)合適的電壓表,于是把上述G表改裝成電壓表。

(1)將G表改裝成量程為6 V的電壓表,需將G表與____(選填“R1”“R2”或“R3”)串聯(lián)。

(2)為了準(zhǔn)確地測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,請(qǐng)?jiān)趫D13甲的虛線框中把實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整,并在對(duì)應(yīng)的電阻旁邊標(biāo)上R1、R2或R3,如果為變阻箱,請(qǐng)將其符號(hào)補(bǔ)充完整。

(3)某次測(cè)量,電壓表示數(shù)如圖13乙所示,其讀數(shù)為_(kāi)___V。

(4)經(jīng)過(guò)多次測(cè)量,得出如圖14所示的圖像。根據(jù)該圖像可求得該電池組的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___V,內(nèi)阻為_(kāi)___Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

圖13

圖14

三、解答題

12.如圖15所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=25V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻 R1=12Ω,閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡L恰好正常發(fā)光。P、Q是兩個(gè)平行金屬板,兩極板間的距離d=60cm,金屬板的長(zhǎng)度L=1 m。在金屬板的上邊緣,有一比荷(不計(jì)自身重力)的帶負(fù)電粒子,以初速度v0=100m/s豎直向下射入兩極板間,并在金屬板的下邊緣離開(kāi),帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)到P板的距離和離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)到Q板的距離均為求:

圖15

(1)兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E0。

(2)燈泡L的額定功率P。

13.光滑絕緣的正方形水平桌面邊長(zhǎng)d=0.48m,離地高度h=1.25m。桌面上存在一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)(其余位置均無(wú)電場(chǎng)),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×104N/C。在水平桌面上某一位置P處有一質(zhì)量m=0.01kg,電荷量q=1×10-6C的帶正電小球以初速度v0=1m/s向右運(yùn)動(dòng)?？諝庾枇雎圆挥?jì),取重力加速度g=10m/s2。

(1)求小球在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。

(2)P處距桌面右邊緣多遠(yuǎn)時(shí),小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終落地的水平距離最大?并求出該最大水平距離。

14.利用太陽(yáng)能電池這個(gè)能量轉(zhuǎn)換器件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)又稱光伏發(fā)電系統(tǒng)。有一臺(tái)內(nèi)阻r=1Ω的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī),供給一個(gè)學(xué)校照明用電,如圖16所示,升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻R=4Ω,全校共22個(gè)班,每班有“220V,40 W”燈6盞,若全部電燈正常發(fā)光,則:

圖16

(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大?

(2)輸電線路的效率多大?

(3)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值多大?

15.如圖17甲所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距d=1m,左端連接定值電阻R=4Ω。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向下。質(zhì)量m=0.2kg、長(zhǎng)度l=1m、電阻r=1Ω的金屬桿置于導(dǎo)軌上,以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)并與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。t=0時(shí)刻,對(duì)金屬桿施加一平行于導(dǎo)軌方向的外力F,金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖17乙所示。其余電阻不計(jì)。求:

圖17

(1)從t=0開(kāi)始,金屬桿運(yùn)動(dòng)距離為5m時(shí)電阻R兩端的電壓。

(2)在0～3s時(shí)間內(nèi),外力F大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。

16.如圖18所示,一根光滑的絕緣細(xì)桿,上、下部分分別彎成半徑為R的半圓和半徑為R的圓弧Q B C D,中間部分為長(zhǎng)度為2R的豎直桿P Q,豎直桿上下兩端分別與半圓和圓弧的圓心等高。半圓右側(cè)下端有一彈簧槍可沿光滑細(xì)桿發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的中間帶孔的帶正電小球。圓弧放置在水平向右、電場(chǎng)強(qiáng)度E=(g為重力加速度)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,已知彈簧槍發(fā)射的小球到達(dá)半圓最高點(diǎn)A時(shí)恰好對(duì)細(xì)桿的壓力為零。

圖18