70高考物理二轮复习专题训练:电学专题二(含答案详解)新人教版70
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2022年高考物理二轮复习高考冲关练电学试验1.读出图6-2-16中游标卡尺和螺旋测微器的读数.甲乙图6-2-16(1)________cm;(2)________mm.【解析】(1)游标卡尺的读数为2.025 cm.(2)螺旋测微器的读数为6.570 mm(6.569 mm~6.571 mm).【答案】见解析2.(1)如图6-2-17甲所示,是一个由电阻率为ρ的导体材料制成的中空圆柱体.为测量圆柱形导体中空部分的横截面积S0,某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L,然后用游标卡尺测量其外径D,如图6-2-17乙所示,则D=________mm.甲乙图6-2-17(2)接着,该同学设计了测量圆柱体电阻的试验电路图(圆柱体上的M、N为两个电箍,连接导线使用)如图6-2-18甲所示,请你用笔画线当作导线将图6-2-18乙中尚未完成的实物连线补画完整.甲乙图6-2-18(3)若某次试验电流表的示数为I,电压表的示数为U.请用已知的和测得物理量符号表示圆柱形导体中空部分的横截面积S0=________.【解析】(1)用游标卡尺测出圆柱体外径为D=11.75 mm.(2)实物连线如图.(3)由题意,R=UI,依据R=ρLS,S=14πD2-S0,解得:S0=πD24-ρLIU.【答案】见解析3.(2021·广东省十校联考)(1)用欧姆表测电阻时,两表笔短接时指针所指位置如图6-2-19所示.图6-2-19假如不调零就去测电阻,那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏________.(2)用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干.①如图6-2-20甲所示电路图中,电压表应接________点(填a或b).②图乙中的6个点表示试验中测得的6组电流I、电压U的值,试作图象并求出电阻值R =________Ω.(保留3位有效数字)③待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径,结果分别如图丙、图丁所示.由图可知其长度为8.02 mm,图丁直径读数为______mm.④由以上数据可求出ρ=________Ω·m.(保留3位有效数字)甲乙丙丁图6-2-20【解析】(1)用欧姆表测电阻时,两表笔短接时指针所指位置超过满偏刻度.假如不调零就去测电阻,那么被测电阻的测量值将比它的真实值偏小.(2)①由于待测电阻约为250 Ω,而电流表内阻约为40 Ω,所以应当接受电流表外接,电压表应接a点.②用描点法,过尽可能多的点,舍弃第2个点,作图为过原点的直线.由图线斜率得到电阻值R=244 Ω.③依据游标卡尺读数规章,图(4)直径读数为1.92 mm.④依据电阻定律R=ρl/S及S=πd2/4,解得ρ=0.088 4 Ω·m【答案】(1)小(2)①a②图象见解析图244(242~246均可)③1.92④0.08824.(2021·河南名校质检)某学习小组用伏安法测量一未知电阻R x的阻值,给定器材及规格。
第2讲 电路 闭合电路的欧姆定律1.在图1所示的闭合电路中,当滑片P 向右移动时,两电表读数的变化是( ).图1A . 变大, 变大B . 变小, 变大C . 变大, 变小D . 变小, 变小解析 滑片P 向右移动,变阻器电阻变大,总电阻也变大,由闭合电路的欧姆定律可知,回路中电流减小,电流表示数减小,电源内电压减小,R 0两端电压减小,所以滑动变阻器两端电压升高,电压表示数变大,故B 项正确. 答案 B2.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图2所示),下列说法正确的是( ).图2A .开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B .开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C .开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D .开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变解析 开关接通时,灯泡被短路,灯泡熄灭,电路的总电阻变小,电路的总功率P =U2R 变大,电烙铁的功率变大,A 正确,B 、C 、D 错误. 答案 A3.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ,额定电流为I ,线圈电阻为R ,将它接在电动势为E ,内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )A .电动机消耗的总功率为UIB .电动机消耗的热功率为U2RC .电源的输出功率为EID .电源的效率为1-IrE解析 本题考查了恒定电流的有关知识.电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI ,A 选项正确;电动机消耗的热功率为I 2R ,B 选项错误;电源的输出功率为UI ,C 选项错误,电源的效率为U E =E -Ir E ,D 选项正确. 答案 AD4.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图3所示电路,电源的电动势E 和内阻r 不变,在没有磁场时调节变阻器R 使电灯L 正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区.则( ).图3A .电灯L 变亮B .电灯L 变暗C .电流表的示数减小D .电流表的示数增大解析 探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大,回路总电阻变大,总电流减小,电流表示数变小,电源内电阻分压变小,路端电压变大,电灯L 亮度增加,正确选项为AC. 答案 AC5.如图4所示的电路中,电源的电动势E 和内阻r 恒定不变,滑片P 在变阻器正中位置时,电灯L 正常发光,现将滑片P 移到右端,则( ).图4A .电压表的示数变大B .电流表的示数变大C .电灯L 消耗的功率变小D .电阻R 1消耗的功率变小解析 将滑片P 移到右端,变阻器接入电路中的电阻R 变小,总电阻变小,由闭合电路欧姆定律可以判断电路中总电流变大,电流表示数变大,选项B 正确.由U =IR 可以判断内电压变大,则路端电压变小,电灯L 消耗的功率变小,选项C 正确.流过R 1的电流I 1=I 总-I L 变大,电阻R 1消耗的功率变大,U R1变大,选项D 错误.电压表示数U V =U L -U R1变小,选项A 错误. 答案 BC6.在研究微型电动机的性能时,应用如图5所示的实验电路.当调节滑动变阻器R 使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和2.0 V .重新调节R 使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A 和24.0 V .则这台电动机正常运转时输出功率为( ).图5A .32 WB .44 WC .47 WD .48 W解析 电动机不转时相当于一个发热的纯电阻,根据通过电动机的电流为0.5 A 、电压为2 V ,可算出电动机内阻为4 Ω.正常工作时,电动机消耗功率UI 等于48 W ,内阻发热消耗功率为I 2r 等于16 W ,则输出功率为UII 2r ,等于32 W. 答案 A7.用如图6所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如图所示的U -I 图线,由图可知 ( )图6A .电池电动势的测量值为1.40 VB .电池内阻的测量值为3.50 ΩC .外电路发生短路时的电流为0.40 AD .电压表的示数为1.20 V 时,电流表的示数I′=0.20 A解析:由全电路欧姆定律U =E -Ir 知当I =0时,U =E ,故A 正确.U -I 直线的斜率表示电源的内阻,则r =ΔU ΔI =1.40-1.000.40-0Ω=1 Ω,B 错误.U 轴的电压刻度不是从零开始的,U -I 图线的横截距不再表示U =0时的短路电流,而是表示路端电压为1.00 V 时的干路电流是0.4 A ,C 错误.因为ΔUΔI =r =常数,从图中易知1.40-1.20I′=1.40-1.000.4,所以I′=0.20 A ,故D 正确.答案:AD8.如图7所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S ,小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是( ).图7A.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变大B.保持R1不变,缓慢增大R2时,F将变小C.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变大D.保持R2不变,缓慢增大R1时,F将变小解析当电路接通后,对小球受力分析:小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用,其中重力为恒力,当电路稳定后,R1中没有电流,两端等电势,因此电容器两极板电压等于R0两端电压,当R2不变,R1变化时,电容器两极板电压不变,板间电场强度不变,小球所受电场力不变,F不变,C、D两项错.若保持R1不变,缓慢增大R2,R0两端电压减小,电容器两端电压减小,内部电场减弱,小球受电场力减小,F 变小.故A项错,B项正确.答案 B9.如图8所示电路,在平行金属板M,N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点.改变R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入电场,则( ).图8A.该粒子带正电B.减少R2,粒子还能打在O点C.减少R1,粒子将打在O点左侧D.增大R1,粒子在板间运动时间不变解析由电场方向和粒子偏转方向知粒子带负电;由于R2与平行金属板相连所以此支路断路,调节R2对平行板内电场无影响,粒子仍打在O点;当减小R1时,根据串联电路电压分配原理,平行板内电场将增强,所以粒子将打在O点左侧;当增大R1时,同理得平行板内电场将减弱,所以粒子将打在O点右侧,粒子在板间运动时间变长.答案BC10.如图9所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球.开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处,此时绝缘线向右偏离竖直方向,电源的内阻不能忽略,则下列判断正确的是( )图9A.小球带负电B.当滑动触头从a向b滑动时,绝缘线的偏角θ变大C.当滑动触头从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下D.当滑动触头停在b处时,电源的输出功率一定大于滑动触头在a处时电源的输出功率解析:根据电路图可知φA>φB,A、B间电场强度方向水平向右,小球受电场力方向也向右,故小球带正电,A错误.当滑动触头从a向b滑动时,R1两端电压减小,板间场强减小,绝缘线的偏角变小,所以B错误.当极板间电压减小时,由Q=CU可知Q减小,电容器放电,电流表中有电流,方向从上向下,所以C 正确.由于电源的内阻与外电阻的关系不确定,所以无法判断电源的输出功率变化情况,D错误.答案:C11.如图10所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω.若在C、D间连接一个电表或用电器,则有( ).图10A.若在C、D间连一个理想电压表,其读数是6 VB.若在C、D间连一个理想电压表,其读数是8 VC.若在C、D间连一个理想电流表,其读数是2 AD.若在C、D间连一个“6 V,3 W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是1.33 W解析若在C、D间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有:I1=ER1+R2+r=1 A,故理想电压表读数为U V=I1R2=6 V,A正确、B错误;若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻R23=R2R3R2+R3=2 Ω,根据闭合电路欧姆定律,有I=ER1+R23+r=1.5 A,理想电流表读数为I′=R2R2+R3I=1 A,C错误;因为小灯泡的电阻R A=U20P0=12 Ω,将小灯泡连在C、D之间,R2两端的电压U2=ER23′R1+R23′+r=5 V,流过小灯泡的电流大小为I3=U2R A+R3=13A,小灯泡的实际功率为P′=I23R A=⎝⎛⎭⎪⎫132×12=1.33(W),D正确.答案AD12.如图11所示电路可用来测量电阻的阻值.其中E为电源,R为已知电阻,R x为待测电阻,可视为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关.图11(1)当S 0闭合时,若S 1、S 2均向左闭合,电压表读数为U 1;若S 1、S 2均向右闭合,电压表读数为U 2.由此可求出R x =________.(2)若电源电动势E =1.5 V ,内阻可忽略;电压表量程为1 V ,R =100 Ω.此电路可测量的R x 的最大值为________ Ω.解析 (1)由R x =U 1I x ,而I x =U 2R ,故R x =U 1U 2R.(2)当R x 两端电压达到1 V 时,由E =1.5 V ,可得此时R 两端的电压U 1=1.5 V -1 V =0.5 V. 此时电路中电流I =0.5100A则R xmax =10.5100 Ω=1000.5 Ω=200 Ω.答案 (1)R U 1U 2(2)200。
专题十七 电学实验高频考点·能力突破考点一 电学基本器材的使用与读数1.电压表、电流表、多用电表的读数技巧对电表读数问题,要先弄清楚电表的分度值,即每小格的数值,再确定是12、15还是110估读,明确读数的小数位数.2.多用电表的使用问题在弄清其基本原理的基础上,会选择测量项目及量程、挡位,能区分机械调零和欧姆调零,掌握测量电阻的步骤.3.电表的“三用”如果知道电表的内阻,电流表、电压表就既可以测电流,也可以测电压,还可以作为定值电阻来用,即“一表三用”.例1 (1)如图甲所示,电压表选0~3 V 量程时的读数为________ V ,电压表选0~15 V 量程时的读数为________ V .(2)如图乙所示,电流表选0~0.6 A 量程时的读数为________ A ,电流表选0~3 A 量程时的读数为________ A .(3)如图丙所示,电阻箱的读数为________.[解题心得]预测1 如图所示为多用电表的刻度盘.若选用倍率为“×100”的欧姆挡测电阻时,表针如图所示,则:(1)所测电阻的阻值为________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1 k”).(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________ mA;当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为________ mA.(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为______ V.考点二以测量电阻为核心的电学实验1.电阻的测量电阻测量首先要根据实验目的、实验原理、实验器材的不同而灵活选用“伏安法”(又分为内接法和外接法)“安安法”“伏伏法”“伏安加R法”等测量电路.从供电方式上又可分为限流电路和分压电路.(1)有电压表、电流表且量程恰当时选择“伏安法”.(2)电压表不能用或没有电压表等情形下,若精确知道电流表内阻,可以将电流表当作电压表使用,即选择“安安法”.(3)电流表不能用或没有电流表等情况下,若精确知道电压表内阻,可以将电压表当作电流表使用,即选择“伏伏法”.(4)在运用伏安法测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全精确的原则,选择“伏安加R法”,此法又叫“加保护电阻法”.2.实验器材的选择(1)电源的选择:一般根据待测电阻的额定电流或额定电压选择符合需要的直流电源.(2)电表的选择:一般根据电源的电动势或待测用电器的额定电压选择电压表;根据待测电流的最大电流选择电流表;电表的指针摆动的幅度较大,一般应使指针能达到半偏.例2 [2022·全国甲卷]某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表(量程100 μA,内阻R g待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干.(1)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;(2)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻R g=________ Ω.[解题心得]例3 [2022·全国乙卷]一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻R x在0~5 mA范围内的伏安特性.可用器材有:电压表(量程为3 V,内阻很大),电流表(量程为1 mA,内阻为300 Ω),电源E(电动势约为4 V,内阻不计),滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ),定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω),开关S,导线若干.(1)要求通过R x的电流可在0~5 mA范围内连续可调,将图(a)所示的器材符号连线,画出实验电路的原理图;(2)实验时,图(a)中的R应选最大阻值为____(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器,R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻;(3)测量多组数据可得R x的伏安特性曲线.若在某次测量中,电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示,则此时R x两端的电压为________ V,流过R x的电流为______ mA,此组数据得到的R x的阻值为______ Ω(保留3位有效数字).[解题心得]预测2 [2022·河北押题卷]一金属线材料电阻未知且电阻分布不均匀,为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段,实验研究小组设计了如图所示电路,实验器材如下:未知电阻,阻值约为4.8 Ω;微安表(零刻度在表盘中间),一段接导线,另一端接表笔;定值电阻R1,阻值为10 Ω;电阻箱R2,阻值0~99.9 Ω;电流表,量程0~0.6 A,内阻R A=1 Ω;电压表,量程0~3.0 V,内阻约为3 000 Ω;滑动变阻器,0~10 Ω;电源,电动势为3 V;电键,导线若干.实验过程如下:(1)按图连接电路,闭合电键之前,将滑动变阻器的滑片滑到最________端(填“左”或“右”);(2)将电阻箱R2的阻值调整到________ Ω,闭合电键;(3)将滑动变阻器R3的滑片调节到合适位置,连接微安表的表笔与未知电阻试触,防止微安表电流过大,不断改变表笔在未知电阻上的接触位置,直到________时,记录此次接触点的位置,即为等分电阻的位置;(4)保持表笔与记录的接触位置的接触,读出此时电流表和电压表的读数分别为________ A和________ V.(5)通过两表读数可以得到未知电阻的阻值为________ Ω.预测3 [2022·湛江市测试]两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量.实验步骤如下:a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,求出平均值D;b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表示数U、电流表示数I;c.改变电阻丝上导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值.(1)若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示,其示数为________ mm.算出电阻丝连入电路的电阻R x,则计算值与真实值相(2)若选用某组U、I值,用R x=UI比________.(选填“偏小”“相等”或“偏大”)(3)根据多组测量得到的实验数据绘出U- x图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻I丝的电阻率ρ=________(用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量________(选填“有”或“没有”)影响.(4)用记录的数据绘制出U - I图像如图丁所示,由图像可知电源的内阻r=________ Ω.(结果保留两位有效数字)考点三电表的改装、多用电表的原理与使用例4 [2022·辽宁卷]某同学要将一小量程电流表(满偏电流为250 μA,内阻为1.2 kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻R1=40 Ω,R2=360 Ω.(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~________ mA;(2)当开关S接B端时,该电流表的量程比接在A端时________(填“大”或“小”);(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻R x的阻值,设计了图(b)中两个电路.不考虑实验操作中的偶然误差,则使用________(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差.[解题心得]预测4 [2022·重庆押题卷]某兴趣小组利用所学知识自制一个欧姆表,他们先利用题图所示电路测量,一只量程为100 mA的电流表内阻,实验步骤如下:①闭合S1,断开S2,调节滑动变阻器R1,使电流表达到满偏值I0=100 mA;②保持R1的滑片位置不变,闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表的读数如题图所示,然后读出此时电阻箱R2的阻值为12.8 Ω;(可认为电路总电流保持不变)③计算出电流表内阻R0.(1)步骤②中电流表示数为________ mA,步骤③中电流表内阻R0为________ Ω.(2)题图为改装后的欧姆表电路示意图.电源电动势为2 V、内阻很小可不计,S为单刀双掷开关,a、b为制作的两个挡位,其中一个是“×1”挡,另外一个是“×10”挡.可计算出定值电阻R3为________ Ω.(保留两位有效数字)(3)现使用该自制欧姆表测一未知定值电阻R x的阻值,将开关S接到b处,完成欧姆调零后,在红黑表笔间接入R x时电流表指针在题图所示位置,计算出R x电阻为______ Ω.预测5 在“多用电表的使用”实验中:(1)甲同学利用多用电表测量电阻.他用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,操作顺序为____(填写选项前的字母).A.将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”B.将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置C.将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置D.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量(2)乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量.闭合开关,以下操作正确的是________.A.将选择开关旋转到合适的电阻挡,闭合开关,利用图1的电路测量小灯泡的电阻B.将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图1的电路测量小灯泡两端的电压C.将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图2的电路测量通过小灯泡的电流D.将选择开关旋转到合适的电流挡,把图2中红、黑表笔接入电路的位置互换,闭合开关,测量通过小灯泡的电流(3)丙同学将选择开关旋转到“直流250 mA”挡作为电流表,设计了如图3所示的电路,已知电流表内阻R A=0.4 Ω,R1=R A,R2=7R A.若将接线柱1、2接入电路时,最大可以测量的电流为________ A;若将接线柱1、3接入电路时,最大可以测量的电压为________ V.考点四以测量电源电动势为核心的电学实验1.常见测量电源电动势和内阻的三种方法根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,而最关键的是看电路中如何测量出路端电压U和电路中的总电流I.2.在数据处理问题中,利用图像得出电动势和内阻是常用的方法——注意“化曲为直”.例5 [2022·北京押题卷]在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,可选用的器材有:A.电压表V1:0~3 V,内阻约3 kΩ;B.电压表V2:0~15 V,内阻约15 kΩ;C.电流表A1:0~0.6 A,内阻约0.1 Ω;D.电流表A2:0~3 A,内阻约0.01 Ω;E.滑动变阻器R1:0~100 Ω;F.滑动变阻器R2:0~15 Ω;G.开关S和导线若干.(1)电流表应选用________,电压表应选用________,滑动变阻器应选用________;(选填项目前的符号)(2)用所选器材按照图连接好电路后,将滑动变阻器滑片置于合适位置,闭合开关S,通过调整滑动变阻器,得到多组电流I和电压U.根实验数据,绘制出如图所示的U - I图像,由图线可求出E=________ V,r=______ Ω;(3)实验中,某同学发现电流表被损坏,他利用完好的电压表和实验室中的下述器材,仍然可以较准确测量电源电动势和内阻的是______.A.另一滑动变阻器B.电阻箱C.多个定值电阻(阻值为几欧)D.量程合适的电压表(内阻未知)[解题心得]预测6 [2022·沧州二模]某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为500 mA).实验室备有如下器材:A.电压表V(量程为3 V,电阻R V约为 4.0 Ω);B.定值电阻R0(阻值为5 Ω);C.电阻箱R(0~999.9 Ω);D.开关S一只,导线若干.(1)为测量锂电池的电动势E和内阻r,该同学设计了如图甲所示的电路图.请你帮助该同学按图甲所示的电路图,将图乙中实物连线补充完整.(2)实验时,该同学通过改变电阻箱R的阻值,得到多组测量数据,根据测量数据作出1U 图像,如图丙所示.则该锂电池的电动势E=________ V、内阻r=________ Ω(结果均- 1R保留两位有效数字).该实验中电动势E的测量值偏小,造成此系统误差的主要原因是________________________________________________________________________.预测7 [2022·福建押题卷]某同学用多用电表做了以下两个实验:(1)用欧姆挡测量一电阻的阻值(约580 Ω~610 Ω),进行了如图甲所示的a、b、c、d 四个操作,正确的顺序是________;其中步骤b的指针指在图乙所示的刻度处,该同学选择的倍率为__________(选填“×1”“×10”或“×100”);(2)欧姆挡进行电阻调零后,为了测量红、黑表笔短接时流出多用电表的电流I m,该同学设计了如图丙所示的电路,但电路中有一处接线错误,请指出:________________;正确连接线路后,闭合开关,改变电阻箱的阻值,可得到多组电流表示数I和电阻箱阻值R,作 - R图线如图丁,该图线纵轴截距为b,若忽略毫安表内阻,可得出I m=__________;出1I若考虑到毫安表内阻的影响,这个测量值__________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).考点五电学其他实验例6 在“观察电容器的充、放电现象”实验中,对给定电容值为C的电容器充电后放电,无论采用何种放电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同.(1)请在图甲中画出上述u - q图像.类比直线运动中由v - t图像求位移的方法,可以推导出两极间电压为U时电容器所储存的电能E p=________(用C和U表示).(2)在如图乙所示的放电电路中,R表示电阻阻值.通过改变电路中元件的参数对同一电容器用相同的电压充电后进行两次放电,对应的q - t图像分别如图丙中①、②所示.a.①、②两图像不同是________的改变造成的;b.在实际应用中,有时需要电容器快速放电,有时需要电容器均匀放电.依据a中的结论,说明实现这两种放电方式的途径________________________________.(3)如图丁所示,若某电容器的额定电压为2.7 V,电容为10 F,其充满电后储存的电能为________J(计算结果保留3位有效数字).[解题心得]预测8 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验.(1)首先按图甲所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图乙所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转.进行上述实验的目的是________.A.检查电流计测量电路的电流是否准确B.检查干电池是否为新电池C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来用图丙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向.某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿______(选填“顺时针”或“逆时针”)方向.(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,表格中未完成的部分应填:________________(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”).实验记录表(部分)(4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识.结合以上实验,有同学认为,理解楞次定律,关键在于抓住______(选填“B0”或“B′”)总是要阻碍________(选填“B0”或“B′”)磁通量的变化.预测9 某物理兴趣小组在进行物理课外实验中,学生电源损坏,不能使用.(1)(多选)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,可以使用220 V的交流电源来代替,要完成实验,下图实验器材中需要用到的有________.(2)组装变压器时,没有将铁芯闭合,如图所示,原线圈接u=311 sin 314t(V)的交流电源,原副线圈的匝数比为8∶1,副线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是________.A.27.5 V B.38.9 VC.10.0 V D.1 760 V素养培优·创新实验情境 1 [2022·福建莆田二模]物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系.实验室有如下器材:A.热敏电阻R x;B.定值电阻R0;C.学生直流电压电源(电动势为5 V,内阻不计);D.电流表A1(量程为0.6 A,内阻r1为5 Ω);E.电流表A2(量程为3 A,内阻r2约为1 Ω);F.数字温控箱;G.开关S,导线若干.(1)为了更精确地描述出电阻R x随温度变化的关系(精确测定不同温度时的阻值),请完成虚线框内图甲电路图的设计.(2)闭合开关S,分别记下电流表A1、A2的示数为I1、I2,其中A2的示数如图乙所示,则I2=________ A,可得R x=________(用题中已知和测量出的物理量的符号表示).(3)实验中改变温控箱的温度,分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值,得到了如图丙所示的R x - t图像.由图像分析可知,当温控箱中的温度达到450 ℃时,通过热敏电阻的电流为0.03 A,此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律,则电流表A1的示数为________ A.(结果保留2位有效数字)[解题心得]情境2 [2022·辽宁押题卷]目前表现比较出色的18650锂电池具有容量大、寿命长、安全性能高等优点,被广泛应用.某活动小组利用以下器材测定一个新锂电池的电动势,实验电路图如甲图所示.A.电流表G:量程2 mA、内电阻R G约为200 ΩB.电压表V:量程0~3 V、内电阻R V未知C.固定电阻R0;阻值R0=1 800 ΩD.电键、导线若干实验过程如下:(1)闭合电键S1,将电键S2拨至“2”,稳定后电流表示数为I0=1.85 mA;(2)将电键S2拨至“1”,稳定后电流表的示数为I1=1.00 mA.由乙图可知电压表的示数为U1=________ V;(3)由以上数据可得:电动势E=________ V;(结果保留2位有效数字)(4)活动小组利用以上数据计算出了电压表的内阻为________ Ω,该电压表内阻的测量值________其真实值.(填“大于”“小于”或“等于”)[解题心得]情境3 [2022·重庆外国语学校一诊]酒驾严重危害了公共交通安全,打击酒驾现象已成为日常.如图甲为交警使用的某种酒精检测仪,核心部件为酒精气体传感器,其电阻R1与酒精气体浓度x的关系如图乙所示.(1)某同学自行设计了简易酒精检测仪,如图丙所示,用到的器材有酒精气体传感器R1、电源(电动势为9.0 V,内阻未知)、电流表(满偏电流为100 mA,内阻为8.5 Ω).闭合开关,周围无酒精气体时,发现电流表刚好满偏,则电源内阻为________ Ω.用该仪器________(选填“能”或“不能”)检测酒驾.(2)另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表,他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为图丁.只有绿灯亮表示被测试者非酒驾,红灯、绿灯一起亮表示被测试者酒驾.图丁中电源电动势为6 V,内阻不计,R2为定值电阻,R1为酒精气体传感器,L1、L2是彩色小灯泡,颜色一红一绿,小灯泡两端的电压达到0.7 V才会发光,则L1为________(选填“红”或“绿”)灯,当红灯刚亮时通过其的电流为________ A(结果保留2位有效数字).[解题心得]专题十七电学实验高频考点·能力突破考点一例1 答案:(1)1.20 6.0 (2)0.50 2.50 (3)530.0 Ω预测1 解析:(1)欧姆表读数:对应最上边一行刻度值为15,倍率为“×100”,读数为1.5×103Ω;测2.0×104Ω电阻时应选“×1 k”的欧姆挡.(2)选50 mA电流挡,则每一大格表示10 mA,每一小格表示1 mA,测量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA(此时为1估读),表针对应的读数为30.7 mA;选择量程为250 mA的电流10挡,则每一大格表示50 mA,每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到1 mA(此时为1估读),表针对应的读数为153 mA.5(3)选择10 V 电压挡,则每一大格表示2 V ,每一小格表示0.2 V ,测量的精确度为0.2 V ,应估读到0.1 V(此时应为12估读),表针对应的读数为6.1 V.答案:(1)1.5×103×1 k (2)30.7(30.5~30.9都正确) 153(152~154都正确) (3)6.1考点二例2 解析:流过电阻R 0的电流I 0=I -I g =9 mA-0.09 mA =8.91 mA ,由欧姆定律可知,R g =I 0R 0I g=8.91×100.09Ω=990 Ω.答案:(1)如图所示 (2)990例3 解析:(1)要求通过R x 的电流可在0~5 mA 范围内连续可调,则应用滑动变阻器的分压式接法,电流表的量程为1 mA ,需测到5 mA ,则要对电流表改装,与其并联一个电阻R 0,电压表的内阻很大,则电流表采用外接法.(2)滑动变阻器采用分压式接法,R 应选最大阻值较小的滑动变阻器;电流表量程1 mA 改装为量程5 mA ,则R 0=UI =1 mA ×300 Ω5 mA −1 mA=75 Ω,故R 0应选阻值为75 Ω的定值电阻.(3)电压表的分度值为0.1 V ,读数时需估读到分度值的下一位,读数为2.30 V ,电流表的分度值为0.02 mA ,此时示数为0.84 mA ,考虑到改装关系,流过R x 的电流为5×0.84 mA =4.20 mA ,利用R =UI 解得R x ≈548 Ω.答案:(1)如图所示 (2)10 Ω 75 Ω (3)2.30 4.20 548预测 2 解析:(1)按图连接电路,闭合电键之前,要保护电路,让电流最小,则将滑动变阻器的滑片滑到最右端,让阻值最大.(2)由于为了测量其阻值并将其截为阻值相等的两段,则将电阻箱R 2的阻值调整与定值电阻R 1相等,调为10 Ω.(3)利用了串联电阻的分压作用,当两电阻阻值相等时,电势降低一样,则两触点的电势相等,流过微安表的电流为零,所以为了等分电阻,只需要调节表笔在未知电阻上的接触位置,直到流过微安表的电流为零时,记录此次接触点的位置,即为等分电阻的位置.(4)电流表的最小刻度为0.02 A ,读数时,只需要同位估读,所以电流表的读数为0.50 A.电压表的最小刻度为0.1 V ,读数时,需要估读到下一位,所以电压表的读数为2.50 V. (5)并联电阻的阻值为R 并=UI =2.500.50=5 Ω根据并联电路电阻关系有1R 并=1R x+1R1+R 2代入数据解得R x ≈6.7 Ω答案:(1)右 (2)10 (3)流过微安表的电流为零 (4)0.50 2.50 (5)6.7预测3 解析:(1)根据图乙的螺旋测微器可知,其示数为D =1.5 mm +16.5×0.01 mm =1.665 mm(2)由图甲电路图可知,电压表测量的是R x 和电流表的电压,电流表测量的是流过R x的电流,若用R x =UI 算出电阻丝连入电路的电阻R x ,则计算值与真实值相比偏大.(3)根据电阻的决定式可知,电阻丝连入电路的电阻R x =ρx S=ρ4xπD 2设电流表内阻为R A ,根据欧姆定律可知U I =R x +R A =4ρπD 2x +R A根据图丙UI - x 图像可知4ρπD 2=k ,解得ρ=πD 2k 4电流表内阻对电阻率的测量没有影响. (4)根据闭合回路的欧姆定律可知U =E -Ir 由图丁的U - I 图像可知,电源的内阻r =1.5−1.00.55Ω≈0.91 Ω答案:(1)1.665(1.662~1.668均可) (2)偏大 (3)πkD 24没有 (4)0.91考点三例4 解析:(1)由图可知当S 接A 时,R 1和R 2串联接入电路,和电流表并联,满偏时电流表两端的电压为U m =I m r =250×10-6×1.2×103V =0.3 V此时R 1和R 2的电流为I =U mR1+R 2=0.340+360A =0.75×10-3A =0.75 mA所以总电流为I 总=I m +I =1 mA ,即量程为0~1 mA.(2)当开关S 接B 端时,由图可知电阻R 1和电流表串联再和电阻R 2并联,由于和电流表并联的电阻变小,当电流表满偏时,流过电阻R 2的电流变大,干路电流变大,即量程变大;所以开关S 接B 端时,该电流表的量程比接在A 端时大.(3)图甲是电流表的外接法,误差是由于电压表的分流引起的;图乙是电流表的内接法,误差是由于电流表的分压引起的,因为题目中电压表电阻未知,故采用图乙的方法可以修正由电表内阻引起的实验误差.答案:(1)1 (2)大 (3)乙预测4 解析:(1)电流表示数I 1=80 mA 时,R 2所在支路电流I 2=I 0-I 1=20 mA ,故R 0=R24=3.2 Ω.(2)S 接a 时,欧姆表内阻R 内=E0I 0=20 Ω,S 接b 时R 3分流,电流表满偏时,电路总电流增大,此时欧姆表内阻R ′内<R 内,故S 接a 时为“×10”挡,S 接b 时为“×1”挡,即S接b 时电路总电流增大为原来的10倍,R ′内=E10I 0=2 Ω,此时R 3所在支路电流I 3=10I 0-I 0=9I 0,因此R 3=R09=0.36 Ω.(3)S 接b 且电流表示数I 1=80 mA 时E 0R 内′+R x=10I 1,2 V2 Ω+R x=0.8 A解得R x =0.5 Ω答案:(1)80 3.2 (2)0.36 (3)0.5预测5 解析:(1)甲同学用电阻挡“×100”测量时发现指针偏转角度过小,说明倍率挡选择过低,应该选择×1k 挡,换挡后再重新调零,然后进行测量,则下列选项中合理的操作顺序为CAD.(2)根据欧姆挡使用规则,严禁在通有电流的电阻上使用欧姆挡测量电阻,则选项A 错误;将选择开关旋转到合适的电压挡,闭合开关,利用图1的电路测量小灯泡两端的电压,红表笔接高电势点,电流从红表笔流入,选项B 正确;将选择开关旋转到合适的电流挡,闭合开关,利用图2的电路测量通过小灯泡的电流,电流从红表笔流入,选项C 正确,D 错误.(3)因R 1=R A ,则若将接线柱1、2接入电路时,当电流计满偏时,通过R 1的电流也为250 mA ,则最大可以测量的电流为500 mA =0.5 A ;若将接线柱1、3接入电路时,最大可以测量的电压为U =2I g (R 1RAR 1+RA+R 2)=1.5 V. 答案:(1)CAD (2)BC (3)0.5 1.5 考点四例5 解析:(1)一节干电池的电动势约为1.5 V ,则电压表应选用A ,为了减小测量误差,电流表选择C ,为了方便操作,滑动变阻器选择阻值较小的F ;(2)根据闭合电路欧姆定律得U =E -Ir可得U - I 图线的纵轴截距为电源电动势E =1.49 V 斜率的绝对值为电源内阻r =1.49−1.000.64−0Ω=0.76 Ω(3)利用滑动变阻器和电压表,无法求出电路中的电流,所以不能测出电动势和电源内阻,故A 错误;利用变阻箱和电压表,由于电阻箱可以读出阻值,所以可以计算出电路中的电流,可以测出电动势和电源内阻,故B 正确;利用多个定值电阻和电压表,定值电阻阻值已知,所以可以计算出电路中的电流,可以测出电动势和电源内阻,故C 正确;利用两个电压表,由于电压表的内阻未知,无法较准确测量电源电动势和内阻,故D 错误.答案:(1)C A F (2)1.49 0.76 (3)BC 预测6 解析:(1)图乙中实物连线如图所示(2)由闭合电路的欧姆定律可知E =U +UR (r +R 0)化简可得1U =1E +R 0+r E ×1R对照题图丙可知1E=0.3 解得E ≈3.3 V 根据表达式1U=1E +R 0+r E×1R可得,图丙斜率为R 0+r E=k =1.50−0.300.24解得r ≈12 Ω电压表的分流主要导致实验中电动势E 的测量值偏小.。
电场一、电场力的性质1.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a ,a 的表面镀有铝膜,在a 的近旁有一绝缘金属球b ,开始时a 、b 都不带电,如图所示,现使b 带电,则( ).(A)a 、b 之间不发生相互作用(B)b 将吸引a ,吸住后不放开(C)b 立即把a 排斥开(D)b 先吸引a ,接触后又把a 排斥开2.如图所示,q 1、q 2、q 3分别表示在一条直线上的三个点电荷,已知q 1与q 2之间的距离为l 1,q 2与q 3之间的距离为l 2.,且每个电荷都处于平衡状态.(1)如q 2为正电荷,则q 1为______电荷,q 3为______电荷.(2)q 1、q 2、q 3三者电量大小之比是_________________.(2001全国高考试题)3.如图所示,质量为m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于O 点,并处在水平向左的匀强电场E中,小球静止时丝线与竖直方向夹角为θ,若剪断丝线,则小球的加速度的大小为( ).(A)O (B)g ,方向竖直向下(C)gtan θ,水平向右 (D)g/cos θ,沿绳向下4.如图所示,甲、乙两带电小球的质量均为m ,所带电量分别为+q 和-q ,两球问用绝缘细线连接,甲球又用绝缘细线悬挂在天花板上,在两球所在空间有方向向左的匀强电场,电场强度为E ,平衡时细线都被拉紧.(1)平衡时的可能位置是4图中的图( ).(2)两根绝缘线张力大小为( ).【4】(A)T 1=2mg ,()()222qE mg T +=(B)T 1>2mg ,()()222qE mg T +> (C)T 1<2mg ,()()222qE mg T +<(D)T 1=2mg ,()()222qE mg T +<5.如图所示,A 、B 两个点电荷的电量分别为+Q 和+q ,放在光滑绝缘水平面上,A 、B 之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x 0.若弹簧发生的均是弹性形变,则( ).(A)保持Q 不变,将q 变为2q ,平衡时弹簧的伸长量等于2x 0(B)保持q 不变,将Q 变为2Q ,平衡时弹簧的伸长量小于2x 0(C)保持Q 不变,将q 变为-q ,平衡时弹簧的缩短量等于x 0(D)保持q 不变,将Q 变为-Q ,平衡时弹簧的缩短量小于x 06.如图所示,在正六边形a 、c 两个顶点各放一带正电的点电荷,电量的大小都是q 1,在b 、d 两个顶点上,各放 一带负电的点电荷,电量的大小都是q 2,q 1>q 2.已知六边形中心0点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它是哪一条? ( )A .E 1B .E 2C .E 3D .E 4二、电场能的性质1.如图所示,A 、B 两点各放有电量为+Q 和+2Q 的点电荷,A 、B 、C 、D 四点在同一直线上,且DB CD AC ==.将一正电荷从C 点沿直线移到D 点,则( ).(A)电场力一直做正功(B)电场力先做正功再做负功(C)电场力一直做负功(D)电场力先做负功再做正功2.如图所示,一个带负电的油滴以初速v 0从P 点倾斜向上进入水平方向的匀强电场中若油滴到达最高点C 时速度大小仍为v 0,则油滴最高点的位置在( ).(A)P 点的左上方 (B)P 点的右上方(C)P 点的正上方 (D)上述情况都可能3.如图所示,在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q .将一个质量为m 带电荷为q 的小金属块(金属块可以看成质点)放在水平面上并由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q 的方向开始运动.则在金属块运动的整个过程中 ( )A .电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B .金属块的电势能先减小后增大C .金属块的加速度一直减小D .电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热4.如图所示,水平放置的固定圆盘A 带电为十Q ,电势为零,从盘中心O 处释放一质量为m 、带电+q 的小球,由于电场力的作用,小球最高可竖直上升高度为H 的点C ,且过点B 时速度最大,由此可求出带电圆盘A 上的所带电荷十Q 形成的电场中( )A .B 点场强 B .C 点场强 C .B 点电势D .C 点电势5.如图所示,A 、B 、C 为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C 的正点电荷从A 点移到B 点,电场力做功为3×lO -6J ,将另一电倚量为10-8C 的负点电荷从A 点移到C 点,克服电场力做功3×10-6J.(1)求电场线的方向及U AB 、U AC 、U BC 的值.(2)若AB 边长为32cm ,求电场强度.6.如图所示,ab 是半径为R 的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强为E.在圆周平面内,将一带止电q 的小球从a 点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c 点的小球动能最大.已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求电场方向与直线ac 间的夹角θ.7.如图所示,虚线a 、b 和c 是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为U a 、U b和U c ,U a >U b >U c .一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN 所示,由图可知( ).(A)粒子从K 到L 的过程中,电场力做负功(B)粒子从L 到M 的过程中,电场力做负功(C)粒子从K 到L 的过程中,静电势能增加(D)粒子从L 到M 的过程中,动能减少8.如图所示,虚线表示电场的一簇等势面且相邻等势面间电势差相等,一个α粒子以一定的初速度进入电场后,只在电场力作用下沿实线轨迹运动,α粒子先后通过M点和N点.在这一过程中,电场力做负功,由此可判断出( ).(A)N点的电势高于M点的电势(B)α粒子在N点的电势能比在M点的电势能大(C)α粒子在M点的速率小于在N点的速率(D)α粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大三、电容、带电粒子在电场中的运动1.如图所示,在水平放置的光滑金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q.一表面绝缘、带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)以速度v0开始在金属板上向右运动,在运动过程中( ).(A)小球减速后作加速运动(B)小球作匀速直线运动(C)小球受电场力的冲量为零(D)以上说法可能都不正确2.平行板电容器的两板A、B接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为θ,如图所示,那么( ).(A)保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ增大(B)保持电键S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变(C)电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ增大(D)电键S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变3.如图所示,两块水平放置的平行金属板M、N相距为d,组成一个电容为C的平行板电容器,M板接地,板正中央有一个小孔B,从B孔正上方h处的A点,一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴.油滴穿过B孔后落到N板,把全部电荷量传给N板.若不计空气阻力及板外电场,问:(1)第几滴油滴将在M、N间作匀速直线运动?(2)能到达N板的液滴不会超过多少滴?4.如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N.今有一带电质点自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返同.若保持两极板间的电压不变,则( ).(A)把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回(B)把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落(C)把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回(D)把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落5.静止在太空中的飞行器上有一种装置,它利用电场力加速带电粒子,形成向外发射的高速粒子流,从而对飞行器产生反冲击力,使其获得加速度.已知飞行器质量为M,发射的是2价氧离子,发射离子的功率恒为P,加速的电压为U,每个氧离子的质量为m,单位电量为e,不计发射氧离子后飞行器质量的变化.求:(1)射出的氧离子速度.(2)每秒射出的氧离子数.(3)射出氧离子后飞行器开始运动的加速度.6.如图所示,质量为5×10-8kg 的带电微粒以v 0=2m /s 速度从水平放置的平行金属板A 、B 的中央飞入板间.已知板长L=10cm ,板间距离d=2cm ,当U AB =103V 时,带电微粒恰好沿直线穿过板间,则AB 间所加电压在什么范围内带电微粒能从板间飞出?7.如图所示,光滑绝缘杆竖直放置,且与以点电荷+Q 为圆心的圆周交于B 、C 两点.一质量为m 、带电量为-q 的空心小球从杆上A 点无初速下滑,且AB =BC =h ,小球滑到B 点的速度为gh 3,求:(1)小球由A 到B 过程中电场力做的功;(2)若小球在B 点时的加速度为a ,则运动到C 点时的加速度为多大?(3) 小球滑到C 点时的速度;(4) A 、C 两点的电势差.8.如图所示,初速度为零的电子(电荷量为e 、质量为m ),经电压为U 1的加速电场加速后从金属板的小孔穿出,沿两水平偏转板的中心线进入偏转电场。
【新课标】高考物理二轮专题含答案专题一、电学实验(时间:45分钟满分:100分)1.(14分)(1)图甲是多用电表的简化电路图,作为电压表使用时,选择开关应接;甲作为欧姆表使用时,选择开关应接(均选填“1”“2”或“3”)。
使用多用电表时,电流一定从(选填“A”或“B”)端流入多用电表。
(2)利用多用电表和电阻箱测量一电源的电动势和内阻的电路如图乙。
调节电阻箱,记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I,作出R- 的图线如图丙所示。
由图丙可求得电动势E= V,内阻r= Ω。
(结果均保留2位有效数字)如果忽略偶然误差,本实验测得的E测、r测与真实值比较:E测E真,r测r真。
(均选填“<”“=”或“>”)乙丙2.(16分)某同学利用下列器材测量两节干电池的电动势和内阻。
A.待测干电池两节B.电压表V1、V2,量程均为0~3 V,内阻很大C.定值电阻R0(阻值未知)D.电阻箱RE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图,在图乙方框中画出相应的电路图;甲乙(2)实验之前,需要利用该电路测出定值电阻R0。
先把电阻箱R调到某一阻值R1,再闭合开关,读出电压表V1和V2的示数分别为U10、U20,则R0=(用U10、U20、R1表示)。
(3)若测得R0=1.2 Ω,多次调节电阻箱R,读出相应电压表V1和V2的多组数据U1、U2,描绘出U1-U2图象如图丙所示,则两节干电池的总电动势E=V,总内阻r= Ω。
丙3.(16分)甲理想电压表的内阻无穷大,而实际电压表并非如此,现要测量一个量程为0~3 V、内阻约为3 kΩ的电压表的阻值,实验室备有以下器材:A.待测电压表V1:量程为0~3 V,内阻约为3 kΩB.电压表V2:量程为0~6 V,内阻约为6 kΩC.滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω,额定电流1 AD.定值电阻R0E.电源:电动势6 V,内阻约1 ΩF.开关一个、导线若干(1)利用以上器材设计如图甲所示测量电路,请你按图甲所示电路将图乙中的实验仪器连接起来。
电表的改装一、电流表量程的扩大——并联一个小电阻由(I-I g) R= I g R gR= I g R g/(I-I g)若I =n I g则 R= I g R g/(I-I g) = R g/(n-1)例. 若电流表的内阻R g=1000Ω, 满偏电流I g=100μA, 怎样把它改装成量程为10mA的电流表?解:R= I g R g/(I-I g) =0.1×1000 /9.9=10.1Ω或R=R g/(n-1)=1000 /99=10.1Ω二、双量程电流表、如图示是一个双量程电流表,I g=0.5mA,R g=200 Ω,计算R1和R2的阻值。
解:(R1+R2) (I1-I g) = I g R g①R1+R2= I g R g/(I1-I g) = 100÷0.5=200 ΩI g(R g+ R2)=(I2-I g) R1②(R g+ R2)=(I2-I g) R1/ Ig = 19R1∴R1=20ΩR2=180Ω三、电压表量程的扩大——串联一个大电阻若U=nU g则有例. 若电流表的内阻R g=1000Ω,满偏电流I g=100μA ,怎样把它改装成量程为U=3V的电压表?解:U g=I g R g=0.1V n=U/U g=30 ∴R=(n-1)R g=29000 Ω=29 kΩ四、双量程电压表、如甲、乙图示是一个双量程电压表, I g=1mA,R g=100 Ω,计算R1和R2的阻值。
解:甲图, U g= I g R g =0.1V,n1=30 n2=150R1=( n1-1)R g=2900 ΩR2=( n2-1)R g=14900 Ω乙图, 同样求出R1R1=( n1- 1)R g=2900 ΩR g+R1+R2=15V÷1mA=15 KΩR2= 12 KΩ五、改装电压表的校对电路图如图示V为标准电压表,R为滑动变阻器(分压器接法),虚线框中为改装电压表。
高考物理二轮复习 电学综合实验专题训练(含解析)新人教版1.在“测金属的电阻率”的实验中,分别用游标卡尺和螺旋测微器测出 用金属材料制成的一段圆柱体的长度和横截面的直径如图所示。
则该圆柱体的长度为______mm,横截面的直径为_________mm 。
22.答案:49.15 4.699解析:根据游标卡尺读数规则,该圆柱体的长度为49mm+3×0.05mm=49.15mm,根据螺旋测微器读数规则,圆柱体横截面的直径为4.5mm+0.199mm=4.699mm 。
2.某实验小组利用电流表和电阻箱测量电池组的电动势和内阻^(1) 请在虚线框中画出实验的电路图。
(2) 实验的主要步骤如下:①检查并调节电流表指针指零,将开关S 断开,按 照电路图连线。
②调节电阻箱R 的阻值至________。
③将开关S 闭合,逐渐调节只使电流表指针有足 够的偏转,记下此时的电阻箱的阻值和电流表的示数。
④改变及的阻值,测出几组I 随R 变化的数据,作出R —1/I 的图线如图所示。
(3)由作出R —1/I 的图线可求得电动势E=________V ,内阻r=________Ω. (结果保留两位有效数字)2. 答案:(1)如图所示 (2)②最大值 (3)2.5 1.0解析:由闭合电路欧姆定律,E=I(R+r),变化得到R=E·1I -r ,由图象斜率可得电动势E=2.5V,图象在纵轴上截距的绝对值等于内阻r=1Ω.3.)某实验小组要测量一个用电器L 的额定功率(额定电压为10V 、额定功率在12W ~15W 之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。
实验室有下列器材可供选用:直流电源:E 1(电动势为3 V ,内阻很小)E 2(电动势为15 V ,内阻很小)直流电流表:A 1(量程0~0.6 A ,内阻约为0.5 Ω)A 2(量程0~3 A ,内阻约为0. 1 Ω)直流电压表:V (量程为3 V 、内阻为3 k Ω) 滑动变阻器:R 1(阻值范围0~20 Ω)R 2(阻值范围0~200 Ω) 定值电阻:R 3=3 k Ω、R 4=9 k Ω、R 5=25 k Ω 开关一个,导线若干+A VL R 3 R 4R 5为使测量尽可能准确、方便,请回答:①电源应该选择 ▲ (填“E 1”或“E 2”); ②电流表应该选择 ▲ (填“A 1”或“A 2”); ③滑动变阻器应该选择 ▲ (填“R 1”或“R 2”);④由于电压表的量程不够,要利用一个定值电阻进行改装。
2023年中考物理二轮专题复习:《电学》实验题姓名:___________班级:___________考号:___________1.物理实验小组利用如图所示的装置探究并联电路电流规律。
(1)连接电路时,应将开关S___________(选填“闭合”或“断开”);乙图的实物图中还差一根导线未连接,请根据甲图的电路图将其连接好.(2)在实验过程中,两盏灯都突然熄灭,但电流表A有示数。
若整个电路只有一处发生故障,则可能是___________(选填“短路”或“断路”);进一步发现,此时电流表A1有示数而电流表A2无示数,则可以确定发生故障的是___________(选填“L1”或“L2”);(3)排除故障后,实验小组用电流表测出通过L1、L2和干路的电流,并在下表中记录数据。
其中第三次实验电流表A1的指针在丙图的位置,则读数为___________A;(4)本组的小华同学分析数据时认为第三次实验时,电流表A2的读数是错误的,错误的原因是___________;修正数据后,小华认为:并联电路干路电流等于各支路电流之和,且各支路电流相等。
你认为这个结论___________(选填“可靠”或“不可靠”);接下来应该更换___________的灯泡进行实验。
2.探究“电流与电阻的关系”时,可供实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。
小静等同学设计了如图甲所示的电路图:(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时电阻变大;___________ (2)闭合开关,电流表无示数,电压表有示数,并接近电源电压,则故障原因是:_____ ______;(3)排除故障后,将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向___________(选填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变;(4)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像,其中阴影部分面积表示的物理量是___________,其数值为___________;(5)实验中,在接入50Ω的定值电阻后,小静同学无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,小静采取的措施可行的是___________;A.调高电源电压B.更换一个最大阻值为30Ω的滑动变阻器C.再串联一个10Ω的电阻D.将电压表改接到滑动变阻器两端(6)如图图像中能大致反映本实验中各物理量之间关系的是___________。
高考物第二轮复习恒定电流21.在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V,6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。
若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是A.电动机的输入电压是5VB.流过电动机的电流是2A.电动机的效率是80%D.整个电路消耗的电功率是10W答案:AB解析:灯泡恰能正常发光,说明灯泡电压为3V,电流为2A,电动机的输入电压是8V-3V=5V,流过电动机的电流是I=2A,选项AB正确;电动机内阻消耗功率I2R M=4W;电动机输入功率为UI=5×2W=10W,输出功率为6W,效率为η=60%,整个电路消耗的电功率是10W+6W=16W,选项D错误。
2、调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示增大ΔU,在这个过程中A通过R1的电流增加,增加量一定等于ΔU/R1B R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU通过R2的电流减小,但减少量一定小于ΔU/R2D路端电压增加,增加量一定等于ΔU答案:A解析:电压表V的示增大ΔU,说明R增大,通过R的电流减小,通过R1的电流增加,由欧姆定律,增加量一定等于ΔU/R1,选项A正确;由于电有内阻,R2两端的电压减小,减少量一定小于ΔU,选项B错误;通过R2的电流减小,但减少量一定小于ΔU/R2,选项正确;路端电压增加,增加量一定小于ΔU D3.如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上,关于电子的运动,则下列说法中正确的是()A.滑动触头向右移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升B.滑动触头向左移动时,其他不变,则电子打在荧光屏上的位置上升.电压U增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D.电压U增大时,其他不变,则电子打在荧光屏上的速度大小不变答案:B解析:滑动触头向右移动时,其他不变,加速电压增大,电子速度增大,则电子打在荧光屏上的位置下降,选项A错误;滑动触头向左移动时,其他不变,加速电压减小,电子速度减小,则电子打在荧光屏上的位置上升,选项B正确;电压U增大时,其他不变,则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变,电子打在荧光屏上的速度增大,选项正确D错误。
电学专题二(附参考答案)1.如图1所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )图1A .太阳对各小行星的引力相同B .各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C .小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D .小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值【解析】 根据F =G Mmr2,知小行星带中各小行星的轨道半径r 、质量m 均不确定,因此无法比较太阳对各小行星引力的大小,选项A 错误;根据G Mm r2=m(2πT)2r ,得T =2πr3GM,因小行星绕太阳运动的轨道半径大于地球绕太阳运动的轨道半径,故小行星的运动周期大于地球的公转周期,即大于一年,选项B 错误;根据G Mm r2=ma 得a =GMr2,所以内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值,选项C 正确;根据G Mm r2=mv2r,得v =GMr,所以小行星带内各小行星做圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值,选项D 错误. 【答案】 C2.如图2所示,两个小球从水平地面上方同一点O 分别以初速度v1、v2水平抛出,落在地面上的位置分别是A 、B ,O′是点O 在地面上的竖直投影,且O′A∶AB =1∶3,若不计空气阻力,则两小球( )A .抛出的初速度大小之比为1∶4B .落地速度大小之比为1∶3C .落地速度与水平地面夹角的正切值之比为1∶3D .通过的位移大小之比为1∶ 3【解析】 因两球抛出点高度相同,故两球落地时间相等,由x =vt ,xO′B=4xO′A,可得v1∶v2=1∶4,A 正确;落地速度v 地=v2+ gt 2,故无法得出B 项结果,B 错误;由tan α1=gt v1,tan α2=gt v2得tan α1tan α2=41,C 错误;由位移x =vt 2+ 12gt2 2,可知也无法求出两球位移大小之比,D 错误. 【答案】 A3.如图3所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端与u =51 sin 314t V 的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是( )图3A .2.0 VB .9.0 VC .12.7 VD .144.0 V【解析】 若未考虑铁芯的漏磁因素,上线圈电压有效值U1=512=36 V ,按变压器的变压比U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=9.0 V ,而实际上有漏磁现象,两线圈磁通量变化率不相等,U1n1>U2n2,则应选A.【答案】 A4.如图6甲所示,MN 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场.现将一边长为l 、质量为m 、电阻为R 的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场垂直,且bc 边与磁场边界MN 重合.当t =0时,对线框施加一水平拉力F ,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t =t0时,线框的ad 边与磁场边界MN 重合.图乙为拉力F 随时间变化的图线.由以上条件可知,磁场的磁感应强度B 的大小为( )甲 乙 图6 A.1l mR t0 B.1l 2mRt0C.1lmR2t0D.2lmR t0【解析】 由牛顿第二定律可得:F -B2l2v R =ma ,又v =at ,可得出:F =B2l2aR t +ma ,对应乙图可知,B2L2a R =2F0t0,F0=ma.由以上两式消去a 可得出:B =1l2mRt0,故B 正确. 【答案】 B7.“天宫一号”目标飞行器既是交会对接目标飞行器,也是一个空间实验室,将以此为平台开展空间实验室的有关技术验证,假设“天宫一号”绕地球做半径为r1,周期为T1的匀速圆周运动,地球绕太阳做半径为r2、周期为T2的匀速圆周运动,已知引力常量为G ,则根据题中的条件可以求得( ) A .太阳的质量B .“天宫一号”的质量C .“天宫一号”与地球间的万有引力D .地球与太阳间的万有引力【解析】 已知“天宫一号”绕地球做半径为r1,周期为T1的匀速圆周运动,由GMm r21=mr14π2T21,可求出地球的质量,同理,已知地球绕太阳做半径为r2、周期为T2的匀速圆周运动,可求出太阳的质量,故A 对,B 错;又知道引力常量为G ,故可求出地球与太阳间的万有引力,所以C 错,D 对. 【答案】 AD5.在如图7的闭合电路中,当滑片P 向右移动时,两电表读数的变化是( )A.变大,变大B.变小,变大C.变大,变小D.变小,变小【解析】 滑片P 向右移动,电阻变大,总电阻也变大,由闭合电路的欧姆定律可知,回路中电流减小,电源内压减小,R0两端电压减小,所以滑动变阻器两端电压升高,电压表示数变大,故B 项正确. 【答案】 B6.如图8所示,有一匀强磁场分布在一个半径为R 的圆形区域内,并以变化率ΔBΔt 均匀变化.长度为L 的圆弧形金属棒按图中形式放置,圆弧圆心与圆形磁场的中心重合.下面给出了此圆弧形金属棒中产生的感应电动势的表达式,其中只有一个是合理的.你可能不会求解此圆弧形金属棒中产生的感应电动势,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,此圆弧形金属棒中产生的感应电动势的合理表达式为( )A .E =ΔB Δt LR 2 B .E =ΔB Δt LRC .E =ΔB ΔtLD .E =0【解析】 由法拉第电磁感应定律E =n ΔB Δt ·S 可知,ΔBΔt 之后的量应为—“面积”,故C 错误,D 错误;一般长为L 的圆弧的电动势应比长为L 宽为R 的矩形对应的感应电动势小,故B错误,A 正确. 【答案】 A7.一名侦察兵躲在战壕里观察敌机的情况,有一架敌机正在沿水平直线向他飞来,当侦察兵观察敌机的视线与水平线间的夹角为30°时,发现敌机丢下一枚炸弹,他在战壕内一直注视着飞机和炸弹的运动情况并计时,他看到炸弹飞过他的头顶,落地后立即爆炸,测得从敌机投弹到看到炸弹爆炸的时间为10 s ,从看到炸弹爆炸的烟尘到听到爆炸声音之间的时间间隔为1.0 s .若已知爆炸声音在空气中的传播速度为340 m/s ,重力加速度g 取10 m/s2.求敌机丢下炸弹时水平飞行速度的大小(忽略炸弹受到的空气阻力). 【解析】设炸弹飞过侦察兵后的水平位移为x1,如图,因声音在空气中匀速传播,得x1=v 声t1,t1=1.0 s.设敌机丢下炸弹时水平飞行速度的大小为v 机,由炸弹做平抛运动得 x =v 机t ,h =12gt2,t =10 s.设炸弹飞过侦察兵前的水平位移为x2, 由几何关系得x2=htan 60°,x =x1+x2, 联立以上各式解得:v 机=120.6 m/s. 【答案】 120.6 m/s8. 2008年9月25日,载人航天宇宙飞船“神舟七号”发射成功,且中国人成功实现了太空行走,并顺利返回地面.(1)设飞船在太空环绕时轨道高度为h ,地球半径为R ,地面重力加速度为g ,飞船绕地球遨游太空的总时间为t ,则“神舟七号”飞船绕地球运转多少圈?(用给定字母表示)(2)若t =3天,h =343 km ,R =6 400 km ,g =10 m/s2,则飞船绕地球运转的圈数为多少? 【解析】 (1)在地球表面:g =GMR2即GM =gR2在轨道上:GMm R+h 2=m(R +h)4π2T2所以T =2πR+h 3GM =2π R+hRR +hg故n =t T =tR 2π R+hgR +h. (2)代入数据得:n≈48圈. 【答案】 (1)tR2π R+hgR +h(2)48圈9.如图11所示,把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上,桌子高0.8 m ,导轨间距0.2 m ,在导轨水平部分有磁感应强度为0.1 T 、方向竖直向下的匀强磁场,弧形金属导轨的一端接有电阻R =1 Ω,质量m =0.2 kg 的金属杆ab 由静止开始由距离桌面h =0.2 m 高处开始下滑,最后落到距桌子水平距离s =0. 4 m 处,金属杆及导轨电阻不计,试求:图11(1)金属杆进入导轨水平部分瞬间产生的感应电流的大小和方向; (2)金属杆滑出导轨瞬间感应电动势的大小; (3)整个过程中电阻R 产生的热量.【解析】 (1)ab 棒进入水平部分的瞬间,ab 速率为v ,由机械能守恒定律: mgh =12mv2,v = 2gh此时感应电动势E =Blv =Bl 2ghE =0.1×0.2× 2×10×0.2 V =0. 04 V I =E R =0.041A =0.04 A ,方向由a→b. (2)滑出导轨后做平抛运动,平抛初速度为v′.s =v′t,H =12gt2,v′=s 2H g =0.42×0.810 m/s =1 m/s此时E′=Blv′=0.1×0.2×1 V=0.02 V.(3)整个过程中电阻R 放出的热量:Q =mgh -12mv′2=0.2×10×0.2 J-12×0.2×12 J=0.3 J.【答案】 (1)0.04 A 方向a→b (2) 0.02 V(3)0.3 J10. 如图7所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m 的小球A 和B.现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处,并用不可伸长的轻绳相连.已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是fm.试分析转速ω从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,ω与m 、r 、fm 的关系式.(1)绳中出现张力时;(2)A 球所受的摩擦力改变方向时; (3)两球对轴刚要滑动时.【解析】 (1)由于ω从零开始逐渐增大,当ω较小时,A 和B 只靠自身静摩擦力提供向心力.A 球:m ω2r =fA ;B 球:m ω2·2r=fB随ω增大,静摩擦力不断增大,直至ω=ω1时,将有fB =fm ,即m ω21·2r=fm ,则ω1=fm2mr.即ω从ω1开始继续增加,绳上将出现张力T.(2)当绳上出现张力后,对B球有mω2·2r=fm+T,并且ω增加时,绳上张力将增加.对于A球应有mω2r=fA+T,可知随ω的增大,A球所受摩擦力将不断减小,直至fA=0时,角速度ω=ω2.此时,A球mω2r=T,B球mω2·2r=fm+T解之得ω2=fm mr .(3)当角速度从ω2继续增加时,A球所受的摩擦力方向将沿杆指向外侧,并随ω的增大而增大,直至fA=fm为止.设此时角速度为ω3,并有如下情况:A球mω23r=T-fm,B球mω23·2r=fm+T解之得ω3=2fm mr.若角速度从ω3继续增加,A和B将一起向B一侧甩出.【答案】(1)ω1=fm2mr(2)ω2=fmmr(3)ω3=2fm mr。