高中物理电学实验计算题

如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上．导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好．在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v₁匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内．

（1）求导体棒所达到的恒定速度v₂；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v﹣t关系如图（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v_t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小．

如图甲所示的电路中，R₁、R₂均为定值电阻，且R₁＝100 Ω，R₂阻值未知，R₃为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求：

（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R₂的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值。

如图，竖直平面内放着两根间距L = 1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N，两板间接一阻值R= 2Ω的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B₀= 1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B₁=3T和B₂=2T。有一质量M = 0.2kg、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷的正离子，经电场加速后，以v =200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=。求：

（1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；
（2）电动机的输出功率P；
（3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距分界线高h等于多少。

如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带负电荷 两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔 C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电 两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′ 半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计 现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计)，问：

（1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？
（2）为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足什么条件？
（3）从释放微粒开始，微粒通过半圆形金属板间的最低点P所需时间的表达式。

如图所示，竖直平平面内有一边长为L、质量为m，电阻为R的正方形线框在竖直向下的匀强重力场和水平方向的磁场组成的复合场以初速度v₀水平抛出。磁场方向与线框平面垂直，磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B₀+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：

（1）线框竖直方向速度为v₁时，线框中瞬时电流的大小；
（2）线框在复合场中运动的最大电功率；
（3）若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到v₂所经历的时间为t，那么线框在时间t内的总位移大小为多少。

如图示电路中，电阻R₁=R₂=6Ω，R₃=4Ω，R₄=3Ω。电源内阻r=2Ω。不计电压表和电流表的影响。S断开时，电压表的示数为2.25V。求：

（1）电源电动势E；
（2）S合上后，电流表的示数。

相距很近的平行板电容器AB，A.B两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为，质量为m，电量为e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0<k<1，；紧靠B板的偏转电场的电压也等于，板长为L，两板间距为d，偏转电场的中轴线（虚线）过A.B两板中心，距偏转极板右端L/2处垂直中轴线放置很大的荧光屏PQ，不计电子的重力和它们之间的相互作用，电子在电容器AB中的运动时间忽略不计

（1）在0-T时间内，荧光屏上有两个位置法官，试求这两个发光点之间的距离（结果采用L、d表示，第2小题亦然）
（2）以偏转电场的中轴线为对称轴，只调整偏转电场极板的间距，要使荧光屏上只出现一个光点，极板间距应满足什么要求？
（3）撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值时，使在0-T时间内通过电容器B板的所有电子能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束，球k的值

如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R₁＝2 Ω，R₂＝3 Ω，R₃＝7.5 Ω，电容器的电容C＝5 μF。开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电荷量是多少？

如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，3个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20，电流表内阻不计，求：

（1）电流表的读数；
（2）电容器所带电荷量；
（3）断开电源后，通过R₂的电荷量。

图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表。只接通S₁时，电流表示数为10A，电压表示数为12V，再接通S₂，启动电动机时，电流表示数变为8A，求：

（1）汽车蓄电池的电动势；
（2）接通S₂时，通过启动电动机的电流。

如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图25乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为U₀，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率η（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时：

（1）求在较短的一段时间Δt内，A、B两极板间加速电场对尘埃所做的功；
（2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流；
（3）请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U变化的函数关系式。

某电池电动势为1.5V，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时，10s内有多少库仑的电荷定向移动通过电阻的某横截面。

如图所示，U=10V，电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，电容C=30μF。（1）闭合开关S，电路稳定后，求通过R₁的电流强度；（2）然后断开S，求这以后流过R₁的电量是多少？

是一个电热毯示意电路图．R₀是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯与电阻丝串联的电阻．电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关．

（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？
（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R₀每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值是多大？

某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的最大电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)求：

（1）升压变压器和降压变压器的匝数比
（2）这个输电线路最多可以让多少盏“220V 40W”的灯泡正常发光。