
考試時(shí)間:90分鐘總分:100分
一、單項(xiàng)選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。(在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。)
1. 下列說(shuō)法是某同學(xué)對(duì)電學(xué)中相關(guān)概念及公式的理解,其中正確的是( )
A. 由E=可知,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與q成反比
B. 由I=可知,通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量q越多,電流I越大
C. 由公式E=k可知,點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與場(chǎng)源電荷的成正比
D. 由R=可知,導(dǎo)體的電阻跟加在其兩端的電壓成正比,跟流過(guò)導(dǎo)體的電流成反比
【答案】C
【解析】
【詳解】A.電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)本身的基本性質(zhì),電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與該點(diǎn)是否放入試探電荷q以及試探電荷q的大小均無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.由I=可知,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面電荷量q越多,電流I越大,故B錯(cuò)誤;
C.點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是由場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的,故由公式E=k可知,點(diǎn)電荷電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與場(chǎng)源電荷的成正比,故C正確;
D.電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì),跟加在其兩端的電壓以及跟流過(guò)導(dǎo)體的電流均無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。
故選C。
2. 如圖所示,在水平桌面上有一金屬圓環(huán),在它圓心正上方有一條形磁鐵(N極朝下),當(dāng)條形磁鐵下落時(shí),可以判定( )
A. 環(huán)中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針的感應(yīng)電流
B. 環(huán)對(duì)桌面的壓力將增大
C. 環(huán)有面積增大的趨勢(shì)
D. 磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力
【答案】B
【解析】
【詳解】A.當(dāng)條形磁鐵N極朝下下落時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量向下的增加,由楞次定律,環(huán)中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針的感應(yīng)電流。故A錯(cuò)誤;
BD.條形磁鐵下落時(shí)磁通量增大,故在金屬圓環(huán)中會(huì)產(chǎn)生與條形磁鐵磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),二者互相排斥,故環(huán)對(duì)桌面的壓力將增大,同時(shí)磁鐵受到向上的作用力,也就是“來(lái)拒去留”。B正確,D錯(cuò)誤;
C.因?yàn)榇磐吭谠龃?,根?jù)楞次定律,圓環(huán)需要縮小面積才能阻礙磁通量增大,也就是“增縮減擴(kuò)”,C錯(cuò)誤。
故選B。
3. 在靜電場(chǎng)中,一個(gè)帶電量的負(fù)電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),在這過(guò)程中,除電場(chǎng)力外,其他力做的功為,質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能減小了,若規(guī)定A點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn),則B點(diǎn)的電勢(shì)為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本題是考查對(duì)動(dòng)能定理和靜電力做功的綜合理解
【詳解】對(duì)電荷從A點(diǎn)到B點(diǎn)用動(dòng)能定理
故選B。
【點(diǎn)睛】求靜電力做功時(shí)電勢(shì)差有正、負(fù)的區(qū)分,電荷也有正負(fù)的區(qū)分。
4. 如圖為某同學(xué)采用平行板電容器測(cè)量材料豎直方向尺度隨溫度變化的裝置示意圖,電容器上極板固定,下極板可隨材料尺度的變化上下移動(dòng),兩極板間電壓不變。若材料溫度降低時(shí),極板上所帶電荷量變少,則( )
A. 材料豎直方向尺度減小B. 極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變
C. 極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大D. 電容器電容變大
【答案】A
【解析】
【詳解】BCD.根據(jù)電容的決定式可知,根據(jù)題意可知極板之間電壓不變,極板上所帶電荷量變少,極板間距增大,電容減小,極板之間形成勻強(qiáng)電場(chǎng),根據(jù)可知極板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小,BCD錯(cuò)誤;
A.極板間距增大,材料豎直方向尺度減小,A正確;
故選A。
5. 現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線(xiàn)圈A、線(xiàn)圈B、電流計(jì)及電鍵如圖連接。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 線(xiàn)圈A插入線(xiàn)圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)
B. 電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),會(huì)使電流計(jì)指針靜止在中央零刻度
C. 電鍵閉合后,線(xiàn)圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)
D. 電鍵閉合后,只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.線(xiàn)圈A插入線(xiàn)圈B中后,電鍵閉合和斷開(kāi)的瞬間穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;
B.電鍵閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng),穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),B錯(cuò)誤;
CD.電鍵閉合后,線(xiàn)圈A插入或拔出或滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng),都會(huì)引起穿過(guò)線(xiàn)圈B的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),C正確,D錯(cuò)誤;
故選C。
6. 兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.不計(jì)粒子的重力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. a粒子帶正電,b粒子帶負(fù)電
B. a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大
C. b粒子動(dòng)能較大
D. b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.粒子向右運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則,b向上偏轉(zhuǎn),應(yīng)當(dāng)帶正電;a向下偏轉(zhuǎn),應(yīng)當(dāng)帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤.
BC.洛倫茲力提供向心力,即:
,
得:
,
故半徑較大的b粒子速度大,動(dòng)能也大.由公式f=qvB,故速度大的b受洛倫茲力較大.故B錯(cuò)誤,C正確.
D.磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角大的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也長(zhǎng);a粒子的偏轉(zhuǎn)角大,因此運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就長(zhǎng).故D錯(cuò)誤.
7. 如圖所示,邊長(zhǎng)為2l的正方形虛線(xiàn)框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線(xiàn)框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直,導(dǎo)線(xiàn)框和虛線(xiàn)框的對(duì)角線(xiàn)共線(xiàn)。從開(kāi)始,使導(dǎo)線(xiàn)框從圖示位置開(kāi)始以恒定速度沿對(duì)角線(xiàn)方向進(jìn)入磁場(chǎng),直到整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域。用I表示導(dǎo)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流,取逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?,則下列表示關(guān)系的圖象中,大致正確的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】從t=0開(kāi)始,線(xiàn)框的位移從0到l,導(dǎo)線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度線(xiàn)性增加,感應(yīng)電流也線(xiàn)性增加;線(xiàn)框的位移從l到2l,線(xiàn)框完全進(jìn)入磁場(chǎng),無(wú)感應(yīng)電流;線(xiàn)框的位移從2l到3l,導(dǎo)線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度線(xiàn)性減少,感應(yīng)電流也線(xiàn)性減小,故D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選D。
8. 回旋加速器示意圖如圖所示,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并與高頻電源相連。現(xiàn)分別加速氘核()和氦核()。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 它們的最大速度相同
B. 它們的最大動(dòng)能相同
C. 增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大射出動(dòng)能
D. 氘核第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒間狹縫后軌道半徑之比為
【答案】A
【解析】
【詳解】A.帶電粒子在D行盒所在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力有
可得
由于兩粒子的比荷相等,因此兩粒子的最大速度相等,故A正確;
B.粒子的最大動(dòng)能
雖然兩粒子的比荷相同,但兩粒子的電荷量不同,因此動(dòng)能不同,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)粒子的最大動(dòng)能
可知,粒子出射時(shí)的最大動(dòng)能與高頻電源的電壓無(wú)關(guān),因此增大高頻電源的電壓不能增大粒子的最大射出動(dòng)能,故C錯(cuò)誤;
D.設(shè)高頻電源的電壓為,氘核第一次、第二次經(jīng)過(guò)D形盒間狹縫后的軌道半徑分別為、,速度大小分別為、,則由動(dòng)能定理有
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)有
聯(lián)立解得
故D錯(cuò)誤。
故選A。
二、雙項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。(每小題有兩項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。)
9. 如圖所示,兩根絕緣細(xì)線(xiàn)掛著兩個(gè)質(zhì)量相同且不帶電的小球A和B,此時(shí)上、下細(xì)線(xiàn)受力的大小分別為T(mén)A、TB。如果使A帶正電,B帶負(fù)電,上、下細(xì)線(xiàn)受力的大小分別是TA′,TB′。下列說(shuō)法正確的是( )
A. TA′>TB′B. TA′=TAC. TB′=TBD. TA′>TA
【答案】AB
【解析】
【詳解】BD.設(shè)A、B小球的質(zhì)量均為,將小球A、B看成一個(gè)整體進(jìn)行研究,不管小球A、B是否帶電,整體都受到重力與最上面絕緣細(xì)線(xiàn)的拉力而平衡,則由平衡條件可得
故B正確,D錯(cuò)誤;
AC.將小球B隔離出來(lái)進(jìn)行研究,當(dāng)兩小球不帶電時(shí),根據(jù)平衡條件可得
當(dāng)A帶正電,B帶負(fù)電時(shí),設(shè)兩小球間相互作用的靜電力的大小為,顯然A對(duì)B的靜電力對(duì)B是向上的引力作用,則對(duì)小球B由平衡條件可得
因此可知
由此可得
而
因此
故A正確,C錯(cuò)誤。
故選AB。
10. 如圖甲所示,一通電導(dǎo)體棒用兩根絕緣輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛在天花板上并靜止在水平位量。當(dāng)導(dǎo)體棒所在空間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng),再次靜止時(shí)細(xì)線(xiàn)與豎直方向成θ角,如圖乙所示(圖甲中從左向右看)。已知導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電流為I,重力加速度大小為g。關(guān)于乙圖,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 當(dāng)磁場(chǎng)方向斜向右上方且與細(xì)線(xiàn)垂直時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最小
B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為
C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí),每根細(xì)線(xiàn)的拉力大小為
D. 當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向左時(shí),不能使導(dǎo)體棒在圖示位置保持靜止
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.對(duì)導(dǎo)體棒受力分析可知,導(dǎo)體棒受重力、繩子的拉力、安培力而平衡,繩子拉力和安培力的合力與重力大小相等方向相反,受力分析如圖所示
根據(jù)平行四邊形定則可知,當(dāng)安培力的方向與繩子的方向垂直時(shí),安培力有最小值,此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度有最小值,則由左手定則可知,當(dāng)安培力有最小值時(shí)磁場(chǎng)的方向沿著繩子的方向斜向左上方,此時(shí)安培力的大小
根據(jù)安培力公式
解得
故A錯(cuò)誤,B正確;
C.根據(jù)平衡條件可得
解得
故C正確;
D.根據(jù)左手定則可知,當(dāng)磁場(chǎng)方向水平向左時(shí),安培力豎直向上,如果安培力大小與重力大小相等,則可以使導(dǎo)體棒在圖示位置保持靜止,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
11. 在如圖所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),V、A、V1、V2四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用U、I、U1、U2表示,下列判斷正確的是( )
A. I減小,U1增大
B. I減小,U2增大
C. 電壓表V2的示數(shù)變化量與電流表A示數(shù)變化量之比的絕對(duì)值不變
D. 電壓表V示數(shù)的變化量與電流表A示數(shù)變化量之比的絕對(duì)值變大
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),R2變大,外電路總電阻變大,由閉合電路歐姆定律可知,總電流I變小,路端電壓U變大,R1的電壓
減小,R2的電壓
增大,故A錯(cuò)誤,B正確;
C.電阻R2是變化的,無(wú)法直接分析的變化,但對(duì)電源及定值電阻R1,有
所以
保持不變,故C正確;
D.同理,對(duì)電源有
所以
也不變,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
12. 兩個(gè)完全相同的正四棱錐疊放在一起,構(gòu)成如圖所示的形狀,其中a點(diǎn)固定點(diǎn)電荷,c點(diǎn)固定點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為兩棱錐公共正方形底面abcd的中心,且,規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. b點(diǎn)的電勢(shì)比e點(diǎn)的電勢(shì)高B. b、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C. 將負(fù)電荷沿棱由移動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力一直做正功D. 若將由a點(diǎn)放到e點(diǎn),則O點(diǎn)的電勢(shì)不變
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.根據(jù)幾何關(guān)系可知為連線(xiàn)的中垂面,對(duì)于等量異種電荷形成的電場(chǎng)平面圖(如下圖所示)可知平面為零勢(shì)能面,故在此平面上的點(diǎn)電勢(shì)都相等(都等于0),b點(diǎn)的電勢(shì)等于點(diǎn)電勢(shì),故A錯(cuò)誤;
B.由于b、d兩點(diǎn)到點(diǎn)距離都相等,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知b、d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相同。故B正確;
C.將負(fù)電荷沿棱由移動(dòng)的過(guò)程中,在同一個(gè)等勢(shì)面內(nèi)運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力一直不做功,故C錯(cuò)誤;
D.若將由a點(diǎn)放到e點(diǎn),由幾何關(guān)系可知,點(diǎn)仍位于的連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上,電勢(shì)仍為0。故D正確。
故選BD。
三、填空題和實(shí)驗(yàn)題:共25分。(其中13、14、15為填空題,每空1分,16、17為實(shí)驗(yàn)題,每分2分。)
13. 游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_(kāi)_____cm;螺旋測(cè)微器讀數(shù)為_(kāi)_____mm;電流表的讀數(shù)為_(kāi)_____A(電流表量程為)。
【答案】 ①. 5.02 ②. 5.315 ③. 0.50
【解析】
【詳解】[1]游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺為10分度值,則其精度為0.1mm,根據(jù)圖(a)可讀得游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為
[2]螺旋測(cè)微器不動(dòng)尺精度為0.5mm,可動(dòng)尺精度為0.01mm,螺旋測(cè)微器在讀數(shù)時(shí)需要估讀一位,則由圖(b)可讀得螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為
[3]當(dāng)電流表量程為0.6A時(shí),其精度為0.02A,讀數(shù)時(shí)需采用二分之一讀法,根據(jù)圖(c)可讀得電流表的讀數(shù)為
14. 把一個(gè)內(nèi)阻、滿(mǎn)偏電流的表頭改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表,需________選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”阻值為_(kāi)_______的電阻;若改裝成量程為6mA的電流表,需________“串聯(lián)”或“并聯(lián)”阻值為_(kāi)_______的電阻。
【答案】 ①. 串聯(lián) ②. ③. 并聯(lián) ④.
【解析】
【詳解】[1]改電壓表需串聯(lián)電阻進(jìn)行分壓
[2]由
得
[3]改電流表需要并聯(lián)電阻進(jìn)行分流
[4]由
得
15. 如圖所示的電路為用伏安法測(cè)量金屬電阻R的電路圖,當(dāng)S接a時(shí),電壓表示數(shù)為2.7V,電流表示數(shù)為5.0mA,當(dāng)S接b時(shí),電壓表示數(shù)為2.8V,電流表示數(shù)為4.0mA,該電阻測(cè)量值較準(zhǔn)確的數(shù)值等于__________Ω,測(cè)量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)真實(shí)值。
【答案】 ①. 700 ②. 大于
【解析】
【詳解】[1]電壓的相對(duì)變化量為
電流的相對(duì)變化量為
電流表變化比電壓表變化明顯,是大電阻,采用內(nèi)接法誤差較小,所以該電阻較準(zhǔn)確的數(shù)值為
[2]根據(jù)歐姆定律,采用內(nèi)接法時(shí),電壓表的測(cè)量值偏大,所以電阻的測(cè)量值偏大,測(cè)量值大于真實(shí)值。
16. 指針式多用電表是常用電學(xué)測(cè)量?jī)x器,請(qǐng)完成下列問(wèn)題。
(1)當(dāng)接通1或2時(shí),為_(kāi)__________擋(填“電流”、“電阻”或“電壓”);1的量程比2的量程___________(填“大”或“小”)。
(2)當(dāng)接通3或4測(cè)量某電阻時(shí),用×10Ω擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,他應(yīng)該換用___________擋(填“×1”或“×100”),換擋后,在測(cè)量前要先進(jìn)行___________。
【答案】 ①. 電流 ②. 大 ③. ×1 ④. 歐姆調(diào)零
【解析】
【詳解】(1)[1]當(dāng)接通1或2時(shí),電流表表頭與電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)分流原理可知,接通1或2時(shí)的檔位為電流擋;
[2]根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,電路的分流比等于電阻的反比,即并聯(lián)的電阻越小,分流越大,而根據(jù)電路圖可知,接1時(shí)的并聯(lián)電阻小于接2時(shí)的并聯(lián)電阻,因此可知,1的量程比2的量程大。
(2)[3]當(dāng)接通3或4時(shí)為歐姆檔,當(dāng)測(cè)量某電阻時(shí)用×10Ω擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大,則說(shuō)明該電阻為小電阻,所選檔位太大,而歐姆表在測(cè)量電阻時(shí)應(yīng)盡可能使指針指在中值刻度附近,如此測(cè)量誤差才更小,因此應(yīng)換用低檔位進(jìn)行測(cè)量,即換用“×1”進(jìn)行測(cè)量;
[4]歐姆表在使用過(guò)程中,每次調(diào)換檔位都必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。
17. 如圖1所示為某興趣小組測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理圖,已知電池組的電動(dòng)勢(shì)約,內(nèi)阻約?,F(xiàn)提供的器材如下:
A.電池組
B.電壓表(量程,內(nèi)阻約)
C.電壓表(量程,內(nèi)阻約)
D.電阻箱()
E.定值電阻
F.定值電阻
G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干
(1)如圖1所示,要盡可能精確測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,電壓表V應(yīng)選擇__________(選填“B”或“C”);定值電阻應(yīng)選擇__________(選填“E”或“F”)。
(2)改變電阻箱的阻值R,記錄對(duì)應(yīng)電壓表的讀數(shù)U,作出的圖像如圖2所示,圖線(xiàn)與橫、縱坐標(biāo)軸的截距分別為、a,定值電阻的阻值用表示,則可得該電池組的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_________,內(nèi)阻為_(kāi)_________(用字母表示)。
【答案】 ①. C ②. E ③. ④.
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)電表的選取原則:電表讀數(shù)要大于其量程的三分之一,而在選擇電壓表時(shí)最好盡可能的選擇最大量程與電源電動(dòng)勢(shì)接近的電表,根據(jù)題已知,電池組的電動(dòng)勢(shì)約為3V,因此在所提供的最大量程分別為10V與3V的兩電壓表中應(yīng)選擇最大量程為3V的電壓表,故選C;
[2]該測(cè)量電路為串聯(lián)電路,根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知,若定值電阻選擇過(guò)大,則在調(diào)節(jié)電阻箱的過(guò)程中電壓表的示數(shù)變化不明顯,因此為了在調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)增強(qiáng)調(diào)節(jié)的靈敏性,使電壓表示數(shù)的變化更明顯,則應(yīng)選擇阻值小的定值電阻,故選E。
(2)[3][4]根據(jù)電路圖,由閉合電路的歐姆定律可得
整理可得
結(jié)合圖像可得
,
解得
,
四、計(jì)算題:(共35分,其中第18題9分,第19題12分,第20題14分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
18. 間距L=0.8m的兩根足夠長(zhǎng)的固定水平光滑導(dǎo)軌間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.2T,方向垂直于紙面向里,導(dǎo)軌上有一電阻為的金屬棒MN與導(dǎo)軌垂直,且在水平拉力F作用下以的速度水平向左勻速運(yùn)動(dòng),圖中電阻,求:
(1)通過(guò)金屬棒MN的電流I的大小和方向;
(2)電阻R兩端的電壓大??;
(3)拉力F的大小。
【答案】(1)0.6A,電流方向由M到N;(2)1.8V;(3)0.576N
【解析】
【詳解】(1)由題意可知,金屬棒勻速切割磁感線(xiàn),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
由于金屬棒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此金屬棒處于力的平衡狀態(tài),所以拉力F與金屬棒受到的安培力大小相等,方向相反,根據(jù)左手定則可知,電流方向由M到N;
(2)根據(jù)歐姆定律可求得電阻R兩端的電壓為
(3)由于金屬棒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此金屬棒處于力的平衡狀態(tài),所以拉力F與金屬棒受到的安培力大小相等,所以有
19. 如圖所示,半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道AB放置于豎直平面內(nèi),與粗糙水平地面平滑連接于B點(diǎn),空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道上與圓心O等高的A點(diǎn)由靜止釋放,滑塊沿圓弧軌道下滑到B點(diǎn)后滑上水平面,在水平面上滑行一段距離后速度減為零。已知滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,sin37°=0.6,cs37°=0.8,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,求:
(1)滑塊在水平面上滑行距離;
(2)滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)圓弧軌道壓力的最大值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)滑塊從A下滑到最終靜止的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有
代入數(shù)據(jù)解得
(2)滑塊在電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中沿著圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)其運(yùn)動(dòng)至物理學(xué)(等效重力場(chǎng))最低點(diǎn)時(shí),即重力與電場(chǎng)力合力的方向背離圓心時(shí)的位置,對(duì)圓弧軌的道壓力有最大值,如圖所示,在D點(diǎn)壓力最大
從A到D的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有
在D點(diǎn)由牛頓第二定律有
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
根據(jù)牛頓第三定律得滑塊對(duì)圓弧軌道壓力的最大值為。
20. 如圖所示,兩水平放置平行金屬板A、B長(zhǎng)l=12cm,兩板間距離d=10cm,A板比B板電勢(shì)高200V,界面MN、PQ相距為L(zhǎng)=6cm,PQ右側(cè)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中沿平行金屬板中心線(xiàn)放置一熒光屏EF,E點(diǎn)為熒光屏與界面PQ的交點(diǎn)。一個(gè)電量q=+10-10C,質(zhì)量m=2×10-15kg的帶電粒子,以水平初速度v0=4×103m/s從中心線(xiàn)O點(diǎn)射入電場(chǎng),最后打在熒光屏EF上的S點(diǎn),E、S點(diǎn)間距離為63cm。粒子重力不計(jì),求:
(1)粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線(xiàn)的距離h;
(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
【答案】(1);(2)B=0.22T
【解析】
【分析】
【詳解】(1)設(shè)粒子在兩極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t則
故
(2)設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy,則
所以粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度為
設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為θ,則
解得
帶電粒子在離開(kāi)電場(chǎng)后將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系得
粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,圓心與S點(diǎn)的連線(xiàn)與EF成角,根據(jù)幾何關(guān)系,有方程
聯(lián)立方程解得
,
帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有
解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B=022T
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