高中物理综合题

现代家庭电器化越来越高，用电安全是一个十分突出的问题．


(1)下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据：

①表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的________倍．
②在空格中填入对人体加220V电压后的电流值．
(2)洗衣机的外壳是金属的(有许多地方没有油漆)，如图(a)表示插头没有接地线，外壳与相线(俗称火线)接触漏电，手触及外壳，试在图中画出电流通过的路线(假设此时M为正，N为负)．图(b)表示插头中的接地线，接在洗衣机外壳，此时发生漏电，试在此图中画出电流通过的路线．
(3)电路上有规格为10A熔丝(俗称保险丝)，如图(c)用电器R的功率是150W，这时通过熔丝实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断(即熔丝不能救人命)？
(4)图(d)是一种触电保安器，保安器A处用相线和零线双股平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输出线圈，一旦线圈中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源．
试说明：①为什么多开灯不会使保安器切断电源；②为什么有人“手地”触电保安器会切断电源；③该保安器能不能为双手“相线零线”触电保安？为什么？
③若人的安全电流是25mA以下，上述哪几项是十分危险的？
 

如图所示，匀强磁场磁感强度为B=2T，矩形单匝闭合线圈abcd绕垂直磁场方向的中心轴OO'以ω="200" rad/s角速度旋转，ab=10cm，bc=20cm，绕制线圈abcd的导线是某种粗细均匀合金电阻丝，其每米长电阻为10Ω．求：

(1)在图示位置ab两端电压是多少?
(2)旋转一周导线上产生的热量是多少?

如图所示，一个矩形闭合金属线圈abcd以它的ab边为轴匀速转动，在ab边的左边有匀强磁场，磁场方向图示平面垂直，ab边的右边没有磁场．转动过程中通过线圈的电流的最大值为I_m,则电流有有效值I为多大？

如图所示,一个质量为m,电阻为R的闭合矩形线圈,长为l,高为h,从某一高度由静止开始下落,进入一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,磁场的边界为水平,宽度为2h,线圈开始下落时距磁场上边界3h,下落过程中始终在竖直平面内,不发生转动．已知线圈从磁场中穿出的过程中，做的是匀速运动．求线圈在进入磁场的过程中有多少电能转化为内能?

如图所示，金属杆ab放在两水平放置的长直平行金属导轨上，导轨电阻不计，导轨间的宽度为1.0m，其间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T，现用导线与插入电解槽中的两惰性电极C，D相连，回路的总电阻为2Ω，电解液为500mL的CuSO₄溶液，现对棒施加一大小为3N的水平恒力，棒恰好开始运动，最后达到稳定状态，从棒开始运动到棒达到稳定状态的过程中，C，D中的某电极增重3.2mg．(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积的变化)

(1)写出电极D的反应式；
(2)写出电解CuSO₄溶液的化学方程式；
(3)棒达到稳定状态时的速度为多大？
(4)ab棒刚达到稳定速度时，溶液中氢离子浓度约为多少？
(5)从棒开始运动到达到稳定过程中，棒ab移动的距离？
 

ab和cd为相距0.20m的平行金属导轨，其右端与一阻值R＝0.10Ω的电阻相连，电阻为r＝0.60Ω的均匀金属棒MN可紧贴平行导轨运动．相距d＝0.20m，水平放置的两平行金属板A，B分别与金属棒两端M，N相连．已知MP＝PQ＝QN，导轨和连线的电阻忽略不计．整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示．当MN以速度向右运动时，恰能使带电微粒以速度在金属板A，B间做匀速圆周运动，求金属棒MN运动速度大小的取值范围．(g取10m/)

如图所示，一个圆形线圈的匝数n＝1000，线圈面积S＝200，线圈的电阻为r＝1Ω，在线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，电阻的一端b跟地相接，把线圈放入一个方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图线B－t所示．求：

(1)从计时起t＝3s，t＝5s时穿过线圈的磁通量是多少？
(2)a点的最高电势和最低电势各多少？

有一足够长的平行金属导轨，电阻不计，导轨光滑，间距l＝2m，导轨沿与水平方向成θ＝度倾斜放置，在底部连接有一个阻值为R＝3Ω的电阻．现将一个长为2m，质量m＝0.2kg，电阻r＝2Ω的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下，经过一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中，如图所示．磁场上部有边界，下部无边界，磁感强度B＝0.5T．金属棒进入磁场后又运动了＝30m后开始做匀速直线运动，在做匀速直线运动之前这段时间内，电阻R上产生了Q＝36J的热量，取g＝10m/．求：

(1)金属棒进入磁场后速度v＝15m/s时的加速度a的大小及方向
(2)磁场的上部边界距导轨顶部的距离s．
 

一个倾角为的光滑斜面，在宽度为L的区域中存在着磁感强度B的匀强磁场，其方向竖直向上．将一个电阻为R，边长为a，质量为m的导体框沿斜面向上以速度v匀速通过磁场区域，如图所示，在a＞L，a＜L两种情况下，线框通过磁场时，外力对线框所做的功分别为多少?

图中所示的“日”字形闭合框架中，框架相当于由两个边长L=0.1m的正方形组成，磁感强度B=1T的匀强磁场与框面垂直，今沿图示方向以v=24m/s的速度将框架匀速拉出磁场区域，求此过程中拉力所做的功．已知ab、cf、de每段电阻均为3，cd、fe每段电阻均为1.5，bc、a f 两段电阻为零，不考虑线框架重力作用的影响．

如图, 金属棒a自h 高处从静止开始沿光滑的弧形轨道下骨，进入光滑水平导轨后，在自上而下的匀强磁场B中运动．在水平导轨上原来放着静止的另一根金属棒b，已知两棒的质量关系．

(1)画出a棒刚进入磁场的瞬间的两棒受力图，并求出两棒加速度大小之比．
(2)如果两棒始终没有相碰，求两棒的最终速度(设它们都没有离开磁场),并求出整个过程中两棒和两导轨组成的回路中消耗的电能．

如图所示，水平平行金属导轨上置一金属杆ab，导轨一个端接一R=1.5的电阻，金属杆电阻R'=0.5，导轨电阻不计．整个装置放在竖直方向的匀强磁场中，金属杆与导轨间动摩擦因数=0.3，今给ab杆一个冲量，当该冲量作用完毕时，使其获得方向垂直于杆的水平动量p=0.01kg·m/s，此时杆的加速度a=5m/．求此时ab杆两端的电势差．(g=10m/)

如图所示，有磁感强度B=0.1T的匀强磁场，场中放置两根平行的光滑的金属裸导线MN和PQ，磁场方向垂直纸面向里，裸导线上有两根与之相垂直的金属滑杆，滑杆长=1m，导线上和导线间接有电阻和电键．已知，金属杆和裸导线的电阻可忽略不计．若滑杆以大小为v=v'=10m/s的速度沿导线向相反方向滑动，滑动过程中杆始终保持跟导线垂直：

①电键K断开时，滑杆中的电流是多少A?
②电键K闭合，滑杆中电流是多少A? a、b两点的电势差是多少V?

如图，两水平放置的、足够长的、平行的光滑金属轨道，其间距为L，电阻不计，轨道间为磁感强度B，方向竖直向上的匀强磁场，静置于轨道上的裸金属杆ab、cd的质量与电阻分别为．现使ab杆以初动能Ek沿轨道向左运动直到后来ab杆、cd杆再达到平衡．求CD杆上产生的热量是多少?(其它能量损耗不计)

如图所示，平行导轨倾斜放置，倾角为θ=37°，匀强磁场的方向垂直于导轨平面,磁感强度为B=2.0T，质量m=1.0kg的金属棒ab垂直跨接在导轨上，ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.25，ab的电阻r=1，电阻=R=18、平行导轨的间距为L=0.5m，导轨的电阻不计，当ab在导轨上匀速下滑时速度多大?此时，ab所受重力的机械功率和ab输出的电功率各为若干?(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/)