高中物理电学实验计算题

如图所示，用一直流电动机提升重物，重物的质量为m="10" kg，电源供电电压恒为220 V，电路中的保护电阻R＝10，电动机的电阻为r=1，不计各处摩擦，电动机正常工作时电压表的示数为170V，求：

（1）电动机正常工作后通过电动机的电流是多少？
（2）重物匀速上升的速度是多少？（g取10 m/s²）

图中所示是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电．现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示．A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°．则电场力对试探电荷q所做的功等于多少？

如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v₀竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，试讨论A、B板间的电势差是多大？

如图（甲）所示，某粒子源向外放射出一个α粒子，粒子速度方向与水平成30°角，质量为m，电荷量为+q。现让其从粒子源射出后沿半径方向射入一个磁感应强度为B、区域为圆形的匀强磁场（区域Ⅰ）。经该磁场偏转后，它恰好能够沿y轴进入下方的平行板电容器，并运动至N板且恰好不会从N板的小孔P射出电容器。已知平行板电容器与一边长为L的正方形单匝导线框相连，其内有垂直框面的磁场（区域Ⅱ），磁场变化如图（乙）所示。不计粒子重力，求：

（1）磁场区域Ⅱ磁场的方向及α粒子射出粒子源的速度大小；
（2）圆形磁场区域的半径；
（3）α粒子在磁场中运动的总时间。

如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8Ω，电路中另一电阻R＝10Ω，直流电压U＝160V，理想电压表示数U_V＝110V．试求：

(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v＝1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？(g取10m/s²)

如果人或牲畜站在距离电线落地点8～10 m以内或雷雨天的大树附近就可能发生触电事故，这种触电叫作跨步电压触电．人受到较高的跨步电压作用时，双脚会抽筋而使身体倒地．经验证明，人倒地后电流在体内持续作用2s就会致命. 当人发觉跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，或尽快用一条腿跳着离开危险区．
跨步电压示意图如图所示，人受到跨步电压时，电流是沿着人的下身，从脚经腿、胯部又到脚与大地形成通路．若站在湿地上某人两脚间的距离为0.5 m，一只脚的电阻是300 Ω，躯干(不包括脚)内部电阻为1000 Ω，设每米湿地的电阻为100 Ω.

(1)若通过人体躯干的电流为0.1 A时，则跨步电压、通过人体和湿地的总电流各为多大？
(2)若人两脚之间的距离增大为1.0 m过程中通过人体和湿地的总电流不变，则跨步电压和人体的电功率各为多少？如果通过躯干的电流达到0.1 A至1.0 A时就能使心脏纤维性颤动而对人体产生伤害甚至导致死亡，那么以上两种情况对人体有危险吗？

如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个带电小球，小球用绝缘细线连接悬挂于O点。现给电容器缓慢充电，使两极板所带电量分别为+Q和-Q，此时悬线与竖直方向的夹角为30º。再给电容器缓慢充电，直到悬线与竖直方向的夹角增加到60º，且小球与两板不接触。求第二次充电使电容器正板增加的电量是多少?

如图所示E="10" V，R₁="4" Ω，R₂="6" Ω，C="30" μF.电池内阻可忽略.

(1)闭合开关S，求稳定后通过R₁的电流.
(2)然后将开关S断开，求此后流过R₁的总电量.

两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：

（1）ab运动速度v的大小；  
（2）电容器所带的电荷量q.

如图所示的电路中，电源的电动势E=2V，R₁=R₂=R₃=1Ω，当S闭合时，电压表的示数为1V，求：

（1）流过R₁和R₂的电流；
（2）电源的路端电压和内电阻；
（3）若S断开，电压表的示数变为多少？

如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计），极板间的电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：

（1）小球到达小孔处的速度
（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量
（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间

在如右图所示电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R₀＝3Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，闭合电键S。电流表内阻不计。求：

（1）滑片滑到最下端a时，电流表示数值I
（2）在滑片P从a滑到b的过程中，保护电阻R₀两端的最低电压值U

发电机输出功率为100kw，输出电压是250V，升压变压器的原副线圈匝数比为1：20，输电线电阻为10Ω，降压变压器原副线圈匝数比为20：1，

（1）输电线上损失功率；
（2）用户得到电压；

如图所示,M为一线圈电阻r_M="1" Ω的电动机,一定值电阻R=4Ω,电源电动势E=9V。当S闭合时,电压表的示数为U₁=8.0V,当开关S断开时,电压表的示数为U₂=4.0V。求:

(1)电源内阻r;
(2)开关S断开时电源输出功率;
(3)开关S断开时电动机输出的机械功率.

如图所示，R₁=14Ω  R₂=9Ω．当开关处于位置1时，电流表读数I₁=0.2A；当开关处于位置2时，电流表的读数I₂=0.3A．求电源的电动势E和内电阻r．