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(20分)如圖所示,一矩形輕質柔軟反射膜可繞過O點垂直紙面的水平軸轉動,其在紙面上的長度為L1,垂直紙面的寬度為L2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉軸,質量為m,長為L2的導體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽能光電池板,能接收到經反射膜反射到光電池板上的所有光能,并將光能轉化成電能。光電池板可等效為一個一電池,輸出電壓恒定為U;輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定)。導體棒處在方向豎直向上的勻強磁場B中,并與光電池構成回路,流經導體棒的電流垂直紙面向外(注:光電池與導體棒直接相連,連接導線未畫出)。

(1)現有一束平行光水平入射,當反射膜與豎直方向成時,導體棒處于受力平衡狀態(tài),求此時電流強度的大小和光電池的輸出功率。
(2)當變成時,通過調整電路使導體棒保持平衡,光電池除維持導體棒平衡外,還能輸出多少額外電功率?


(1)導體棒受力如圖 
   
光電池輸出功率(即光電池板接收到的光能對應的功率)為 
(2)維持導體棒平衡需要的電流為 
而當變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824124717937227.gif" style="vertical-align:middle;" />時光電池板因被照射面積增大使電池輸出的電流也增大
需要在導體棒兩端并聯一個電阻,題目要求的就是這個電阻上的功率。
由并聯電路特點得:光電池提供的總電流  以下關鍵是求
光電池輸出功率為 
為當變成時,光電池板接收到的光能對應的功率。)
已知垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定
(設為P0
由右圖可知

已知電池輸出電流正比于光電池板接收到的光能


   光電池能提供的額外功率為 
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖為某兩個電阻的U-I圖象, 則R1:R2,把兩電阻串聯后接入電路,則消耗功率P1:P2,并聯后接入電路,消耗功率之比,分別為:
A.2∶1 2∶1 1∶2B.2∶1 1∶2 2∶1
C.1∶2 1∶2 2∶1D.1∶2 2∶1 1∶2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示電路中,電源電動勢E=10V,內阻r=0.5Ω!8V、16W”的燈泡L恰能正常發(fā)光,電動機M繞組的電阻R0=1Ω,電源兩端電壓U=       V,電動機的輸出功率P=        W。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電源電動勢均E="12" V,內阻均r=3Ω,R0=1Ω,直流電動機內阻=1Ω。當調節(jié)滑動變阻器使R1=2Ω時,圖甲電路輸出功率最大。調節(jié)R2使圖乙電路輸出功率最大,且此時電動機剛好正常工作(額定功率為6 W),則此時R2的阻值和電動機的焦耳熱功率P
A.R2=2ΩB.R2=1.5Ω
C.P=6WD.P=4W

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示的電路中,可變電阻R1(0-40Ω),R2=15Ω,R3=30Ω,電源的電動勢E=12V,內電阻r=1Ω
(1)當安培表的讀數I=0.4A。求此時可變電阻R1的阻值
(2)調節(jié)R1的大小,可改變R1上的電功率,求R1上的最大電功率

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

加在某臺電動機上的電壓是U,電動機消耗的電功率為P,電動機線圈的電阻為R,則電動機線圈上消耗的熱功率為
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如右圖所示,電源電動勢E="10" V,內阻r=0.5Ω,標有“8 V,16 W”的燈泡恰好能正常發(fā)光,電動機M繞組的電阻R0=1Ω,求:

小題1:通過電源的電流;
小題2:電源的輸出功率;
小題3:電動機的輸出功率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

(19分)
(1)1920年科學家史特恩測定氣體分子速率的裝置如題22圖1所示,A、B為一雙層共軸圓筒形容器,外筒半徑為R,內筒半徑為r,可同時繞其共同軸以同一角速度w高速旋轉,其內部抽成真空.沿共同軸裝有一根鍍銀的鉑絲K,在鉑絲上通電使其加熱,銀分子(即原子)蒸發(fā)成氣體,其中一部分分子穿過A筒的狹縫a射出到達B筒的內表面.由于分子由內筒到達外筒需要一定時間,若容器不動,這些分子將到達外筒內壁上的b點,若容器轉動,從a穿過的這些分子仍將沿原來的運動方向到達外筒內壁,但容器靜止時的b點已轉過弧長s到達點.測定該氣體分子最大速度的大小表達式為v =_________.

(2)某同學在研究燈泡的電阻隨燈泡兩端電壓增大而變化的實驗中,用伏安法分別測出AB兩個燈泡的伏安特性曲線如題22圖2所示.
①若用多用表歐姆檔測A燈的電阻,其阻值約為_____Ω.
②若將B燈接在電動勢為16V,內阻為4Ω的電源兩端,B燈的實際功率為_____W.
③若將A燈和B燈并聯接在上述電源兩端,B燈的實際功率為_____W.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

壓敏電阻的阻值會隨著其所受壓力的增大而減小。某同學將壓敏電阻平放在電梯內并接入如圖所示的電路,在其受壓面上放一物體,開始時電梯靜止,后來電梯向上做勻加速直線運動,則和靜止時相比較,下列說法正確的是:
A.壓敏電阻的阻值一定增加
B.電流表示數增加
C.電壓表示數增加
D.定值電阻R上消耗的功率減小

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