法拉第曾提出一种利用河流发电的设想.并进行了实验研究.实验装置的示意图可用题23图表示.两块面积均为S的矩形金属板.平行.正对.竖直地全部浸在河水中.间距为d.水流速度处处相同.大小为v.方向水平.金——青夏教育精英家教网—

23.(重庆卷)(16分)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图可用题23图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平。金属板与水流方向平行。

地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻为p，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电建K连接到两金属板上。忽略边缘效应，求：

(1)该发电装置的电动势；

(2)通过电阻R的电流强度；

(3)电阻R消耗的电功率。

解析：

(1)由法拉第电磁感应定律，有

(2)两板间河水的电阻

由闭合电路欧姆定律，有

(3)由电功率公式，

得　　

11.(天津卷)(18分)如图所示，质量m₁=0.1kg，电阻R₁=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m₂=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R₂=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s².

(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；

(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程ab位移x的大小。

解析：(1)对框架的压力

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

框架受水平面的支持力

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

中的感应电动势

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④

中电流

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑤

受到的安培力

　　　　　　　　　　　　　　 F　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑥

框架开始运动时

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

由上述各式代入数据解得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑧

(2)闭合回路中产生的总热量

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑨

由能量守恒定律，得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑩

代入数据解得

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑾

32.(上海物理)(14分)如图，宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒从处以的初速度，沿x轴负方向做的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

(1)金属棒ab运动0.5m，框架产生的焦耳热Q；

(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入

q=求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

解析：

(1)，

因为运动中金属棒仅受安培力作用，所以F=BIL

又，所以

且，得

所以

(2)，得，所以。

(3)错误之处：因框架的电阻非均匀分布，所求是0.4s时回路内的电阻R，不是平均值。

正确解法：因电流不变，所以。

本题考查电磁感应、电路与牛顿定律、运动学公式的综合应用。难度：难。

23.(上海物理)电动机的自动控制电路如图所示，其中为热敏电阻，为光敏电阻，当温度升高时，的阻值远小于；当光照射时，其阻值远小于，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中的虚线框内应选____门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___的阻值(填“增大”或“减小”)。

[解析]为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，即热敏电阻或光敏电阻的电阻值小时，输入为1，输出为1，所以是“或门”。

因为若要提高光照时电动机启动的灵敏度，需要在光照较小即光敏电阻较大时输入为1，输出为1，所以要增大。

5.(上海物理) 在图的闭合电路中，当滑片向右移动时，两电表读数的变化是

(A)A变大，　 V变大　　　　　　　　　　　 (B)A变小，V变大

(C)A变大，　 V变小　　　　　　　　　　　 (D)A变小，V变小

答案：B

解析：电阻变大，电流变小，电压变大。

44．(上海理综)在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。

(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：

　　　　 ①把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I；

　　　　 ②把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中　　　　 (填“A”或“B”)端。读出电压U；

　　　　 ③重复步骤①和②，多次测量，取平均值；

　　　　 ④根据公式P=　　　　计算氢燃料电池输出功率。

(2)在上述第②步中遗漏的操作是　　　　　　　　　　　；

(3)如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为　　　　　。

答案：(1)A；UI；(2)选择恰当量程；(3)

42．(上海理综)各场馆的机器人非常引人注目。在下图设计的机器人模块中，分别填入传感器和逻辑门的名称，使该机器人能够在明亮的条件下，听到呼唤声就来为你服务。

答案：光；声；与(&)

41．(上海理综)中国馆、世博中心和主题馆等主要场馆，太阳能的利用规模达到了历届世博会之最，总发电装机容量达到4.6×10³kW。设太阳能电池板的发电效率为18%，已知地球表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为1.353kW，那么所使用的太阳能电池板的总面积为　　　　 m²。

答案：1.9×10¹⁴

19.(新课标卷)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为

　　 A、、　　 B、、　　 C、、　　 D、、

答案：D

解析：电源效率，E为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知U_a=

U_b=，所以选项D正确。

(海南卷)9．如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是

A．若电压表读数为6V，则输入电压的最大值为V

B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半

C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍

D．若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍

答案：AD

解析：若电压表读数为6V，则输入电压为是有效值，因此其最大值为V，A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即也减小到原来的一半，C错；若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，输出电压增大到原来的2倍，则由可知输出功率增加到原来的4倍，D正确。