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高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图所示。超导部件有一个超导临界电流...

高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图所示。超导部件有一个超导临界电流Ic当通过限流器的电流I>Ic时,将造成超导体失超,从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流。假定有一实验电路如右图所示,超导部件的正常电阻为R1=3Ω,超导临界电流Ic=1.2A,限流电阻R2=6Ω,小灯泡L上标有“6V,6W”的字样,电源电动势E=8V,内阻r=2Ω原来电路正常工作,若L突然发生短路,则(     )

A. 短路前通过R1的电流为A

B. 短路后超导部件将由超导状态转化为正常态

C. 短路后通过R1的电流为A

D. 短路后通过R1的电流为2A

 

BC 【解析】 小电珠L上标有“6 V,6 W”,该电珠的电阻RL=U2/P=62/6 Ω=6 Ω,短路前由于电路正常工作,电路的总电阻为R=RL+r=6 Ω+2 Ω=8 Ω,总电流为I=E/R=1 A,所以短路前通过R1的电流为I1=1 A,选项A错误;当L突然短路后,电路中电流为I=E/r=4 A>Ic=1.2 A,超导部件由超导态转变为正常态,则此时电路中总电阻为R′=2 Ω+2 Ω=4 Ω,总电流I′=E/R′=A=2 A,短路后通过R1的电流为I1′=A,故选项B、C正确.  
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考点分析:
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如图所示,质量为m,带电量为+q的微粒在0点以初速度v0与水平方向成q角射出,微粒在运动中受阻力大小恒定为f

(小题1)如果在某方向加上一定大小的匀强电场后,能保证微粒仍沿v0方向做直线运动,试求所加匀强电场的最小值的大小与方向。

(小题2)若加上大小一定,方向水平向左的匀强电场,仍能保证微粒沿vo方向做直线运动,并经过一段时间后又返回o点,求微粒回到o点时的速率。

 

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飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m,如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB,可测得离子飞越AB所用时间。改进以上方法,如图2,让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC,在电场的作用下离子返回B端,此时,测得离子从A出发后飞行的总时间,(不计离子重力)

(1)忽略离子源中离子的初速度,①用计算荷质比;②用计算荷质比。

(2)离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同,设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为),在改进后的方法中,它们飞行的总时间通常不同,存在时间差Δt,可通过调节电场E使Δt=0。求此时E的大小。

 

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如图所示,在光滑绝缘竖直细杆上,套有一个有小孔的小球,小球质量为m、带电量为-q,杆与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于BC两点,小球从A点无初速度释放,已知AB=BC=h,小球滑到B点时速度大小为 。求小球滑到C点时的速度大小及AC两点间的电势差。

 

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大气中存在可自由运动的带电粒子,其密度随距地面高度的增加而增大,可以把离地面50 km以下的大气看作具有一定程度漏电的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质);离地面50 km以上的大气则可看作是带电粒子密度非常高的良导体,地球本身带负电,其周围空间存在电场,离地面l=50 km处与地面之间的电势差约为U=3. 0V。由于电场的作用,地球处于放电状态,但大气中频繁发生雷暴又对地球充电,从而保证了地球周围电场恒定不变,统计表明,雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q=1 800 C。试估算大气的电阻率和地球的漏电功率P.(已知地球半径r=6 400 km,结果保留一位有效数字)。

 

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如图所示,是测量小灯泡电功率的实物元件图,其中电源是蓄电池组(电动势为6V,内阻很小不计),小灯泡额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为10Ω,滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样,电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V).

(1)本实验的原理是:______

(2)请用笔画线代替导线,把图中的电路元件连接成实验电路_________.(要求:滑片P向左移时灯变亮,且连线不得交叉)

(3)小刚合理地连接好电路,并按正确的顺序操作,闭合开关后灯不亮,聪明的小刚猜想:

A.可能灯丝断了

B.可能是变阻器开路

C.可能是小灯泡短路

D.可能是电流表开路

请你借助已连好电路中的电流表和电压表验证小刚的猜想,并将电流表、电压表相应示数填入下表.

A:______________, ______________;  B:______________, ______________;

(4)排除故障后,在测量小灯泡的额定功率时,应先调节_________________,使小灯泡两端电压为___________V,再测出电路中的______________,即可计算出额定功率;若小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2 倍,则实际功率为额定功率的___________.(假设电阻值不变)

(5)实际测量过程中小刚才发现电压表0~15V量程已损坏(另一量程完好),但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率,请你帮他重新设计新电路图并画在下面的方框内__________.

(6)小刚按重新设计的电路图继续实验,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为___________V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是__________W.

(7)实验时,若发现电流表指针摆动分别出现了如下图甲、乙所示的两种情况. 请分析在使用电流表时分别存在什么问题,并写在下面的横线上.

甲现象存在的问题:______________乙现象存在的问题:_____________.

 

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