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2013《金版新学案》高三一轮物理：第8章《电流》第二讲(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1.初速为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如右图所示，则( )A ．电子将向右偏转，速率不变B ．电子将向左偏转，速率改变C ．电子将向左偏转，速率不变D ．电子将向右偏转，速率改变解析： 由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变． 答案： A2．(2011·南京调研)一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )A ．运动速度v 和磁感应强度BB ．磁感应强度B 和运动周期TC ．轨迹半径R 和运动速度vD ．轨迹半径R 和磁感应强度B解析： 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式和周期公式可判断出B 正确． 答案： B3．(2009·高考安徽卷)右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子( )A ．带正电，由下往上运动B ．带正电，由上往下运动C ．带负电，由上往下运动D ．带负电，由下往上运动解析： 由题图可以看出，上方的轨迹半径小，说明粒子的速度小，所以粒子是从下方往上方运动，再根据左手定则，可以判定粒子带正电，故选A.答案： A4．(2010·兖州检测)两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示．粒子a 的运动轨迹半径为r1，粒子b 的运动轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是粒子a 、b 所带的电荷量，则( )A ．a 带负电、b 带正电、比荷之比为q1m1∶q2m2＝2∶1 B ．a 带负电、b 带正电、比荷之比为q1m1∶q2m2＝1∶2 C ．a 带正电、b 带负电、比荷之比为q1m1∶q2m2＝2∶1 D ．a 带正电、b 带负电、比荷之比为q1m1∶q2m2＝1∶1 解析： 根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出a 、b 分别带正、负电，根据半径之比可计算出比荷之比为2∶1.答案： C5.如右图所示，在边长为2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O 以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°，若要使粒子能从AC 边穿出磁场，则匀强磁场的大小B 需满足( )A ．B<3mv 3aq B ．B<3mv 3aqC ．B>3mv aqD ．B<3mv aq解析： 粒子刚好达到C 点时，其运动轨迹与AC 相切，如图所示，则粒子运动的半径为r0＝acot 30°.由r ＝mv qB得，粒子要能从AC 边射出，粒子运行的半径r>r0，解得B<3mv 3aq，选项B 正确． 答案： B6.如右图所示，在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B 2的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O 以与x 轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R.则( )A ．粒子经偏转一定能回到原点OB ．粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C ．粒子完成一次周期性运动的时间为2πm 3qBD ．粒子第二次射入x 轴上方磁场时，沿x 轴前进3R解析： 由r ＝mv qB可知，粒子在x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，所以B 错误；粒子完成一次周期性运动的时间t ＝16T1＋16T2＝πm 3qB ＋2πm 3qB ＝πm qB，所以C 错误；粒子第二次射入x 轴上方磁场时沿x 轴前进l ＝R ＋2R ＝3R ，则粒子经偏转不能回到原点O ，所以A 不正确，D 正确．答案： D7.如右图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )A ．半径之比为1∶ 3B ．速度之比为1∶ 3C ．时间之比为2∶3D ．时间之比为3∶2答案： C8.如右图所示，匀强磁场的边界为平行四边形ABDC ，其中AC 边与对角线BC 垂直，一束电子以大小不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是( ) A ．入射速度越大的电子，其运动时间越长B ．入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C ．从AB 边出射的电子的运动时间都相等D ．从AC 边出射的电子的运动时间都相等解析： 电子以不同的速度沿BC 从B 点射入磁场，若电子以AB 边射出，画出其运动轨迹由几何关系可知在AB 边射出的粒子轨迹所对的圆心角相等，在磁场中的运动时间相等，与速度无关，C 对，A 错；从AC 边射出的电子轨迹所对圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，在磁场中的运动时间不相等，B 、D 错．答案： C9．如下图所示，L1和L2为两条平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向外的磁感应强度相同的匀强磁场，A 、B 两点都在L1上．带电粒子从A 点以初速v 斜向下与L1成45°角射出，经过偏转后正好过B 点，经过B 点时速度方向也斜向下，且方向与A 点方向相同．不计重力影响，下列说法中正确的是( )A ．该粒子一定带正电B ．该粒子一定带负电C ．若将带电粒子在A 点时初速度变大(方向不变)，它仍能经过B 点D ．若将带电粒子在A 点时初速度变小(方向不变)，它不能经过B 点解析： 无论是带正电还是带负电粒子都能到达B 点，画出粒子运动的轨迹，正粒子在L1上方磁场中运动14T ，在L2下方磁场中运动34T ，负粒子在L1上方磁场中运动34T ，在L2下方磁场中运动T 4，速度变化不影响粒子经过B 点，选C. 答案： C10．(2010·重庆理综)如下图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示．由以上信息可知，从图中a 、b 、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为( )A ．3、5、4B ．4、2、5C ．5、3、2D ．2、4、5解析： 结合题图，运用左手定则可知，粒子a 与b 电性相同，粒子c 与前两者电性必相反．ra＝rc ＝23rb.根据r ＝mv Bq 可知，A 项中ra ＝32rb ，B 项中ra ＝32rb ，均与题意不符，A 、B 两项均错误．C 项中若只剩粒子1和4则二者电性与图中其余两条轨道不符，故C 项错误，只有D 项符合，答案为D.答案： D二、非选择题11.如右图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.10 T ，磁场区域半径r ＝233 m ，左侧区圆心为O1，磁场向里，右侧区圆心为O2，磁场向外．两区域切点为C.今有质量m ＝3.2×10－26 kg.带电荷量q ＝1.6×10－19 C 的某种离子，从左侧区边缘的A 点以速度v ＝106 m/s 正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C 点后再从右侧区穿出．求：(1)该离子通过两磁场区域所用的时间．(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)解析： (1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运动轨迹是对称的，如右图，设轨迹半径为R ，圆周运动的周期为T.由牛顿第二定律qvB ＝m v2R① 又：T ＝2πR v② 联立①②得：R ＝mv qB③ T ＝2πm qB④ 将已知代入③得R ＝2 m ⑤由轨迹图知：tan θ＝r R ＝33，则θ＝30° 则全段轨迹运动时间：t ＝2×T 360°×2θ＝T 3⑥ 联立④⑥并代入已知得： t ＝2×3.14×3.2×10－263×1.6×10－19×0.1s ＝4.19×10－6 s (2)在图中过O2向AO1作垂线，联立轨迹对称关系侧移总距离d ＝2rsin 2θ＝2 m. 答案： (1)4.19×10－6 s (2)2 m12.(2010·全国Ⅰ卷)如右图，在0≤x≤3a 区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t ＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在0～180°范围内．已知沿y 轴正方向发射的粒子在t ＝t0时刻刚好从磁场边界上P(3a ，a)点离开磁场．求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷q/m ；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。
第十章第八课时1．要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A．待测电压表V(量程3 V，内阻未知)B．电流表A(量程3 A，内阻0.01 Ω)C．定值电阻R(阻值2 kΩ，额定电流50 mA)D．蓄电池E(电动势略小于3 V，内阻不计)E．多用电表F．开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用×100 Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示，则测量的结果是________ Ω.(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图乙、丙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，合理的理由是________．(3)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤________(4)用上述所测量的物理量表示电压表内阻R V＝________.【解析】(1)题考查欧姆表的读数原理．(2)题考查实验电路图的设计．(3)题考查测量电阻的实验步骤．(4)题考查电阻的计算．根据(3)的实验步骤可以列出方程U1＝U2＋U2R V R，解得R V＝U2U1－U2R.【答案】(1)3 000(2)丙；乙图中电流表的示数太小，误差太大．丙图中R的值与电压表阻值接近，误差小．(3)闭合K1，再闭合K2，读得电压表示数U1；再断开K2，读得电压表示数U2.(4)R V＝U2U1－U2R.2．(全国卷Ⅰ)如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障．(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．________________________________________________________________________【解析】用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．【答案】(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；③测量小灯泡的电阻．如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．3．某课题小组通过实验测量潍河水的电阻率．现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、电压表(量程12 V，内阻约100 Ω)，电流表(量程100 μA，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(10 Ω，1 A)、电池组(电动势E＝12 V，内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品．如图a是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图象．实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图b所示．请回答下面的问题：(1)玻璃管内径d的测量值为________ cm；(2)请在虚线框内画出测量水柱电阻的电路图；(3)所测水的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字)．【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可知：d＝22＋6×0.1 mm＝2.26 cm.(2)因为测量的电压值与电流值是从零开始，故应选用分压电路．因电压表的内阻相对于电流表的内阻更接近于被测电阻，所以应选用电流表内接法．(3)因为ρ＝RSL，由图象可知：RL＝2×105Ω/m.而S＝πd24≈4×10－4 m2，所以ρ＝RS L＝80 Ω·m.【答案】(1)2.26(2)如右图所示(3)80±44．为了测定干电池的电动势和内电阻，现有下列器材：A．6.3 V蓄电池；B．干电池一节；C．电压表(0～3 V～15 V，内阻约为3 kΩ，15 kΩ)；D．电流表A(0～0.6 A～3 A，内阻约为10 Ω，2 Ω)；E．电流表G(满偏电流3 mA，内阻R g＝10 Ω)；F．变压器；G．滑动变阻器(0～20 Ω)；H．滑动变阻器(0～1 000 Ω)；I ．电阻箱(0～9 999 Ω)； J ．开关、导线．(1)用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的变阻器是________(用代号回答)． (2)某次实验记录如下表：实验次数 1 2 3 4 5 电流表示数/A 0.24 0.50 0.70 1.10 1.50 电压表示数/V 1.30 1.10 0.95 0.60 0.30根据表中数据在坐标图上画出U －I 图线．由图可求得E ＝________V ，r ＝________Ω.(3)用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)；测得的内阻与电池内阻的真实值相比________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)．(4)如果实验中电压表坏了，选用其他器材进行实验，请画出相应的电路图．【解析】 (1)滑动变阻器作限流用，电路中的电流应较大，故滑动变阻器用阻值小的即可满足实验要求，故变阻器选G.(2)描点作图如下图，图线与纵轴的交点即为电源的电动势E ＝1.50 V 电池内阻r ＝ΔU ΔI ＝1.50－0.301.50 Ω＝0.80 Ω.(3)偏小 偏小(4)如下图所示．【答案】 (1)G (2)1.50 0.80(3)偏小 偏小 (4)5．(1)如下图是多用表的刻度盘，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 ；若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为________ Ω(2)现要测量某一电流表A 的内阻r ，给定器材有： A ．待测电流表A(量程300 μA ，内阻r 约为100 Ω) B ．电压表V(量程3 V ，内阻R ＝1 kΩ) C ．电源E (电动势4 V ，内阻忽略不计) D ．定值电阻R 1＝8 000 ΩE ．滑动变阻器R 2(阻值范围0～20 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A)F ．开关S 一个，导线若干要求测量时两电表指针的偏转均超过其量程的一半．①在方框中画出实验电路的原理图．(电源和开关及其连线已画好)②试用笔画线代替导线，将实验器材连接成实验电路．(有两根线已经接好，不得改动)③电路接通后，测得电压表的读数为U ，电流表的读数为I ，用已知和测得的物理量表示电流表内阻r ＝________.【解析】 多用电表所测电流为50 mA ×154250＝30.8 mA ，所测电阻为15 Ω×100＝1.5×103 Ω.滑动变阻器最大阻值远小于待测电流表内阻，滑动变阻器用分压式连接；电流表满偏电压约为300×10－6×100 V ＝0.03 V ，远小于电压表量程，因要求两电表指针的偏转均超过量程的一半，因此电流表需要与定值电阻串联．【答案】 (1)30.5～30.9 mA 1.5×103 Ω(2)①如图②如图③r ＝UI－R 16．(重庆高考)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件．某同学用图甲所示电路探究硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系．图中R 0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表．(1)请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接成实验电路． (2)若电压表V 2的读数为U 0，则I ＝________(3)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U －I 曲线a ，见图丙．由此可知电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________mA ，电动势为________V.丙(4)实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U －I 曲线b ，见图丙．当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5 V ，则实验二中外电路消耗的电功率为________mW(计算结果保留两位有效数字)．【解析】 (1)连实物图注意：先把表、表放一边，将主回路连起来即从电源正极出发，到电键S ，再到R 、R 0，回到电源负极，再将表并联到R 0两端，表并联在R ＋R 0两端，如图所示．(2)由部分电路欧姆定律得：I ＝U 0R 0.(3)U －I 图线斜率的绝对值表示电池内阻，由图知：图象斜率在变，故知电池内阻不是常数；图线的横轴截距表示短路电流，故短路电流为0.295 mA ；图线的纵轴截距表示电池的电动势，由图知：E ＝2.67 V .(4)若实验一中路端电压为1.5 V 时，由图线a 可知，I ＝2.15×10－4 A ，即图中的A 点，取坐标原点为O ，用直线连结OA ，如图所示，则OA 的斜率代表该电路外电阻R 外＝R 0＋R ，为一定值．直线OA 交图线b 于B 点，B 点坐标为(0.68 V ,96×10－6 A)，则实验二中外电路消耗的电功率为P ＝UI ＝0.065 mW.【答案】 (1)如图所示(2)U 0R 0(3)不是 0.295(0.293～0.297) 2.67(2.64～2.68) (4)0.065(0.060～0.070)。
