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1、物理稳恒电流试题类型及其解题技巧及解析一、稳恒电流专项训练1如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和MN是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度【答案】（1） （2） ； 【解析】【分析】细线烧断前对MN和MN受力分析，得出竖直向上的外力F=3
2、mg，细线烧断后对MN和MN受力分析，根据动量守恒求出任意时刻两杆运动的速度之比分析MN和MN的运动过程，找出两杆分别达到最大速度的特点，并求出【详解】解：（1）细线烧断前对MN和MN受力分析，由于两杆水平静止，得出竖直向上的外力F=3mg设某时刻MN和MN速度分别为v1、v2根据MN和MN动量守恒得出：mv12mv2=0解得： （2）细线烧断后，MN向上做加速运动，MN向下做加速运动，由于速度增加，感应电动势增加，MN和MN所受安培力增加，所以加速度在减小当MN和MN的加速度减为零时，速度最大对MN受力平衡：BIl=2mg，E=Blv1+Blv2 由得：、【点睛】能够分析物体的受力情况，运用
3、动量守恒求出两个物体速度关系在直线运动中，速度最大值一般出现在加速度为0的时刻2为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（09999W），电键，导线等器材该同学设计的实验电路如图甲所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开，闭合，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开，闭合，此时电流表示数为0.80mA，记录电流强度值由此可得被测电阻的阻值为_W经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图乙所示的实验电路，实验过程如下：断开
4、，闭合，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开，闭合，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_ ，记录此时电阻箱的阻值，其大小为由此可测出 【答案】【解析】解：方案一中根据闭合电路欧姆定律，有E=I1（r+R1+R2） （其中r为电源内阻，R1为电阻箱电阻，R2为电流表内阻）E=I2（r+R1+R2+R）由以上两式可解得R=375方案二是利用电阻箱等效替代电阻R0，故电流表读数不变，为I，电阻箱的阻值为R0故答案为375，I，R0【点评】本题关键是根据闭合电路欧姆定律列方程，然后联立求解；第二方案是用等效替代法，要保证电流相等3如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻r
5、=0.5，电动机的电阻R0=1.0，电阻R1=1.5电动机正常工作时，电压表的示数U1=3.0V，求：（1）电源释放的电功率；（2）电动机消耗的电功率将电能转化为机械能的功率；【答案】（1）20W（2）12W 8W【解析】【分析】（1）通过电阻两端的电压求出电路中的电流I，电源的总功率为P=EI，即可求得；（2）由U内=Ir可求得电源内阻分得电压，电动机两端的电压为U=E-U1-U内，电动机消耗的功率为P电=UI；电动机将电能转化为机械能的功率为P机=P电-I2R0【详解】（1）电动机正常工作时，总电流为：I= I=A=2 A，电源释放的电功率为：P=EI =102 W=20 W；（2）电动机
6、两端的电压为： U= EIrU1 则U =（1020.53.0）V=6 V；电动机消耗的电功率为： P电=UI=62 W=12 W；电动机消耗的热功率为： P热=I2R0 =221.0 W=4 W；电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为：P机=P电P热 P机=（124）W=8 W；【点睛】对于电动机电路，关键要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路对于电动机的输出功率，往往要根据能量守恒求解4如图所示，M为一线圈电阻RM=0.5的电动机，R=8，电源电动势E=10V当S断开时，电流表的示数I1=1A，当开关S闭合时，电
7、流表的示数为I2=3A求：（1）电源内阻r；（2）开关S断开时，电阻R消耗的功率P（3）开关S闭合时，通过电动机M的电流大小IM【答案】（1）2 （2） （3） 【解析】（1）当S断开时，根据闭合电路欧姆定律： ， ， r=2； 电阻R消耗的功率： 路端电压： R之路电流： 电动机的电流： 点睛：当S断开时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻当开关S闭合时，已知电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律求出路端电压，由欧姆定律求出通过R的电流，得到通过电动机的电流5在如图所示的电路中，电源内阻r=0.5，当开关S闭合后电路正常工作，电压表的读数U=2.8V，电流表的读数I=0.4A。若所使用的电压表和
8、电流表均为理想电表。求：电阻R的阻值；电源的内电压U内；电源的电动势E。【答案】；0.2V；3V【解析】【详解】由欧姆定律得电阻R的阻值为。电源的内电压为电源的内电压为0.2V。根据闭合电路欧姆定律有即电源的电动势为3V。6在现代生活中，充电宝是手机一族出行的必备品当充电宝电量不足时，需要给充电宝充电，此时充电宝相当于可充电的电池，充电过程可简化为如图所示电路先给一充电宝充电，充电电压为5V，充电电流为1000mA，充电宝的内阻为试求：充电宝的输入功率；充电宝内阻消耗的热功率；一分钟内充电宝储存的电能【答案】 5W； 288【解析】【分析】(1)根据求解充电宝的输入功率；(2)根据求解热功率；
9、(3)根据求解一分钟内充电宝储存的电能【详解】(1)充电宝的输入功率为：；(2)充电宝内阻消耗的热功率为：；(3)一分钟内充电宝储存的电能为：【点睛】注意本题中的充电宝是非纯电阻电路，输入功率不等于热功率，知道热功率只能用求解.7如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距 L =1m ，导轨平面与水平面成𝜃= 30 0角，下端连接阻值为 R = 0.8 的电阻，匀强磁场方 向与导轨平面垂直，磁感应强度大小为 B=1T；质量为m = 0.1kg 、电阻 r = 0.2金属棒放 在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触g 取 10m/s2，求：（1）金属棒沿
10、导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）金属棒 ab 所能获得的最大速度；（3）若金属棒ab沿斜面下滑0.2m 时恰好获得最大速度，求在此过程中回路一共生热多少焦？【答案】（1）5m/s2（2）0.5m/s（3）0.0875J【解析】试题分析：（1）金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得：代人数据解得：（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为，棒在沿导轨方向受力平衡有：，最大速度为：（3）根据全过程中能的转化和守恒规律，有：，所以全过程中系统产生的热为：考点：导体切割磁感线时的感应电动势【名师点睛】电磁感应中导体切割引起的感应电动势在考试中涉及较多，关键要正确分析导体棒受力情
11、况，运用平衡条件、牛顿第二定律和功能关系进行求解8如图所示，已知R33，理想电压表读数为3v，理想电流表读数为2A，某时刻由于电路中R3发生断路，电流表的读数25A，R1上的电压为5v，求：（1）R1大小、R3发生断路前R2上的电压、及R2阻值各是多少？（R3发生断路时R2上没有电流）（2）电源电动势E和内电阻r各是多少？【答案】（1）1V 1（2）10 V ；2【解析】试题分析：（1）R3断开时 电表读数分别变为5v和25A 可知R1=2欧R3断开前R1上电压U1=R1I=4VU1= U2 + U3所以 U2=1VU2：U3 = R2：R3 =1:3R2=1（2）R3断开前 总电流I1=3A
12、E = U1 + I1rR3断开后 总电流I2=25AE = U2 + I2r联解方程E= 10 V r=2考点：闭合电路的欧姆定律【名师点睛】9如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈匝数n100匝，电阻r1，长l10.5m，宽l20.4m，角速度10rad/s磁场的磁感强度B0.2T线圈两端外接电阻R9的用电器，和一个理想交流电流表试分析求解：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)电流表的读数；(3)电阻R上消耗的电功率【答案】（1）40V；（2）282A；（3）72W【解析】试题分析：（1）线圈中产生感应电动势的最大值E=NBS=40V；（2）线圈中产
13、生感应拘泥于的最大值I=4A；故电流表的读数为=282A；（3）电阻R上消耗的电功率P=（282A）29=72W考点：感应电动势，欧姆定律，电功率的计算10 41.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变【解析】（1）当B0.6T时，磁敏电阻阻值约为6150900，当B1.0T时，磁敏电阻阻值约为111501650由于滑动变阻器全电阻20比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于，所以电流表应内接电路图如图所示（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：，故电阻的测量值为（15001503都算正确）由于，从图1中可
14、以读出B0.9T方法二：作出表中的数据作出UI图象，图象的斜率即为电阻（略）（3）在00.2T范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.41.0T范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；（4）从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U、I值求电阻第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题11如图所示，在两光滑平行金属导轨之间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨的间距为L，电阻不计金属棒垂直于导轨放置，质量为m，重力和电阻可忽略不计现在导轨左端接入一个电阻为R的定值电阻，给金属棒施加一个水平向右的恒力F，经过时后金属棒达到最大速度金属棒的最大速度是多少？求金属棒从静止达到最
