某课外小组设计了一种测定风速的装置.其原理如图所示.一个劲度系数k=120N/m.自然长度L0=1m的弹簧一端固定在墙上的M点.另一端N与导电的迎风板相连.弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上.弹簧是不导电的材料制成的.迎风板面积S=0.5m2.工作时总是正对着风吹来的方向.电路的一端与迎风板相连.另一端在M点与金属杆相连.迎风板可在金属杆上滑动.且与� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（12分）某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k=120N/m，自然长度L₀=1m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S=0.5m²，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U₁=9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U₂=6.0V。（电压表可看作理想表）求：

（1）金属杆单位长度的电阻；
（2）此时作用在迎风板上的风力；

（1）（2）

解析试题分析：设无风时金属杆接入电路的电阻为R₁，风吹时接入电路的电阻为R₂，由题意得
⑴无风时R与R₁串联：
得
所以金属杆单位长度的电阻
⑵有风时对串联电路由欧姆定律得：
得
此时，弹簧长度
压缩量
由平衡得此时风力：
考点：闭合回路欧姆定律

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如图，电池组的电动势E=28V，内电阻r = 1Ω，电阻R₁＝3Ω，R₂＝40Ω，小电动机M的内电阻r₁＝2Ω．当小电动机M稳定转动时，电流表A的读数为0.5A，求：

（1）电路中的总电流；
（2）电源的输出功率；
（3）电动机消耗的电功率；
（4）电动机转变为机械能的电功率．

(19 分）如图所示，正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场，上边界I和下边界II都水平，两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B=0.5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v =3m/_S的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力。

(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大？
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（10分）如图所示，是用直流电动机提升重物的装置，重物质量m=50kg，电源电动势E=110V，内电阻r₁=1Ω，电动机的内电阻r₂=4Ω。阻力不计。当匀速提升重物时，电路中电流强度I=5A。取g=10m/s²，试求：

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（2）重物上升的速度。

（12分）如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=lΩ，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V, 6W”的灯泡L和内阻R_D=0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求电动机的输出功率．

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（1）流过电动机M的电流为多大？
（2）在1 min时间内，电动机输出的机械能为多少？
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(2)用户得到的电功率是多少？

（8分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动180°过程中，求：

（1）通过R的电荷量q
（2）写出R两端的电压瞬时值的表达式
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B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势

C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2

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