高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

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选修3-1

第二章 恒定电流

2.7 闭合电路的欧姆定律

闭合电路的欧姆定律基本问题

如图,某工厂污水流量计是横截面为矩形的水平管道。污水(含有大量正、负离子,可视为电阻率恒为$\rho$的导电液体)从外向里流经该污水流量计,整个装置处于竖直向上,磁感应强度为$B$的匀强磁场内。污水流量计长、宽、高分别为$a$$b$$c$,上、下板绝缘,左、右板导电(电阻不计)且外接开关$\rm S$和内阻为$R_{A}$ 的电流表,闭合开关$\rm S$后电流表读数为$I$。已知闭合开关$\rm S$前后污水流速不变,且污水在流量计中受到的阻力恒为$f$,下列说法错误的是$(\qquad)$

["

左板电势低于右板电势

","

污水流速为$\\dfrac{I}{B}\\left( \\dfrac{R_{{A}}}{b}+\\dfrac{\\rho}{ac} \\right)$

","

单位时间内流经污水流量计的污水体积为$\\dfrac{I}{B}\\left( cR_{{A}}+\\dfrac{\\rho b}{a} \\right)$

","

闭合开关$\\rm S$后流量计外、里面的液体压强差为$\\dfrac{f}{bc}$

"]
[["D"]]

$\rm A$.污水从外向里流经该污水流量计,根据左手定则可知,正离子向右板聚集,负离子向左板聚集,可知,左板电势低于右板电势,故$\rm A$正确,不符合题意;

$\rm B$.污水流量计内部液体的电阻$r=\rho\dfrac{b}{ac}$

令流量计左右极板的电动势为$E$,则有$q\dfrac{E}{b}=qvB$

根据闭合电路欧姆定律有$I=\dfrac{E}{R_{{A}}+r}$

解得$v=\dfrac{I}{B}\left( \dfrac{R_{{A}}}{b}+\dfrac{\rho}{ac} \right)$,故$\rm B$正确,不符合题意;

$\rm C$.单位时间内流经污水流量计的污水体积为$Q=\dfrac{bcv\Delta t}{\Delta t}$

结合上述解得$Q=\dfrac{I}{B}\left( cR_{{A}}+\dfrac{\rho b}{a} \right)$,故$\rm C$正确,不符合题意;

$\rm D$.令闭合开关$\rm S$后流量计外、里面的液体压强差为$\Delta P$,则有$\Delta Pbc=f+BIb$

解得$\Delta P=\dfrac{f}{bc}+\dfrac{BI}{c}$,故$\rm D$错误,符合题意。

故选:$\rm D$

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如图所示,上方足够长的水平轨道左端接一电源,电源电动势,内阻,导轨间距。下方两个相同的绝缘圆弧轨道、正对上方轨道放置,间距也为,半径、圆心角,并与下方足够长水平轨道相切于、两点。已知上方水平轨道区域内存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度。导轨上放置一质量,电阻的金属棒。闭合开关后,金属棒能以最大速度从上方轨道水平抛出,恰能从处沿切线进入圆弧轨道。不计导轨电阻,所有轨道光滑,重力加速度取。 如图所示,、是两根半径为的粗糙的圆弧轨道,其间距为,点为圆弧的圆心,、连线水平,、在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为。现有一根长度稍大于、质量为、电阻为的金属棒从轨道的顶端处以一定的初速度开始下滑,由于轨道摩擦的作用,下滑过程中金属棒的速率保持不变,到达轨道底端时对轨道的压力为,求: 如图所示,两平行金属导轨间距为,下端连接阻值为的定值电阻,两导轨形成的斜面倾角,两导轨之间有一长度为的匀强磁场区域,磁感应强度的大小为(为大于的常数),方向垂直于斜面向上,图中两条虚线为磁场的边界。现将质量、电阻、长度为的金属棒由静止放置在导轨上,金属棒与导轨间的动摩擦因数,金属棒初位置与磁场边界的距离为。在时刻释放金属棒,它沿导轨匀加速下滑,当它进入磁场的瞬间,磁场开始保持不变,金属棒恰好能匀速下滑,已知重力加速度取,。求: 如图所示,光滑平行导轨与水平面成角置于匀强磁场中,下方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向上,导轨间距为;上方磁感应强度大小为,方向垂直斜面向下,导轨间距为,导轨足够长且电阻不计。质量均为的导体棒和垂直于导轨放置。棒接入电路的电阻为,棒接入电路的电阻为,两棒始终在对应的导轨部分运动。为使棒沿斜面向下以速度(未知)匀速运动时,棒恰好静止,重力加速度为,计算的大小。 如图所示电路中,电源电动势为、内阻为,,,电容器中一带电液滴恰好处于静止状态,理想电压表、示数分别为、,理想电流表示数为,当滑动变阻器触头向滑动后,下列说法正确的是 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的边长为,边长为,共有匝,总电阻,可绕与磁场方向垂直的对称轴转动。线圈处于磁感应强度的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“,”的灯泡,当线圈以角速度匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为。(不计转动轴与电刷的摩擦,结果保留两位有效数字)
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