内容正文:
第一次月考模拟测试02(原卷版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第三册第9~11章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(23-24高二上·福建龙岩·阶段练习)两个定值电阻R1、R2串联接在U=12 V的直流电源上,把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图所示,电压表示数为8 V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.大于8 V
2.(23-24高二上·安徽·阶段练习)如图所示,材质均匀的某种长方体金属材料样品,长为a,宽为b,厚为c,且满足。给样品两端加相同电压,电流沿样品AB方向通过时为,沿样品CD方向通过时为,则等于( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·广东汕头·阶段练习)如图所示的电路中,开关S从a拨向b后,灵敏电流计指针偏转,这时( )
A.电容器正在充电,电流的方向为顺时针
B.电容器正在充电,电流的方向为逆时针
C.电容器正在放电,电流的方向为顺时针
D.电容器正在放电,电流的方向为逆时针
4.(23-24高二上·江西南昌·阶段练习)关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A.甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量
B.乙图中,静电喷洒农药的原理是,农药水珠离开喷嘴时带有负电荷,与带正电的农作物叶子吸附在一起
C.丙图中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
D.丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可判断两点电荷是等量同种点电荷
5.(23-24高二上·山东济宁·阶段练习)如图为简易多用电表的电路图。电源E为直流电源;R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻;表头G的满偏电流为5mA,内阻为20;虚线方框为换挡开关;A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表共有5个挡位,分别为直流电压5V挡和10V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧挡。则以下说法中正确的是( )
A.多用电表的B端应与黑色表笔相连接
B.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时,发现指针非常靠近欧姆零点,应该选择更小倍率挡
C.开关接1时比接2时电表量程小
D.若要使用直流电压5V挡,则换挡开关应与5相连
6.(23-24高二上·吉林延边·阶段练习)如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A.微粒的加速度大小等于gsinθ
B.两极板的电势差UMN=
C.微粒达到B点时动能为
D.微粒从A点到B点的过程电势能增加
7.(23-24高二上·湖北襄阳·阶段练习)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q()的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是( )
A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为
C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为
D.若,则a、M两点之间的电势差大于b、N两点之间的电势差
8.(23-24高二上·吉林延边·阶段练习)如图所示,Rt△ABC中∠CAB=37°,∠C=90°,D为AB边上一点,AD:DB=4:1,两个正点电荷固定在A、B两点,电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直,大小为F,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则D点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二上·福建厦门·阶段练习)(多选)如图所示,A、B、C、D为正方形的四个顶点,O为正方形的中心。在A、C两点固定两电荷量均为q的正点电荷,选无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度为0,电势也为0
B.B、D两点的电势相同,电场强度也相同
C.电子从B点由静止释放,经过O点时,加速度最小
D.电子从B点由静止释放运动到D点的过程中,电势能先变小后变大
10.(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)(多选)在“用伏安法测电阻"的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A.若采用甲图,适用于待测电阻值很小的情况
B.若采用甲图,电阻的测量值大于真实值
C.若采用乙图,误差是由电压表分流引起的
D.若采用乙图,误差是由电流表分压引起的
11.(23-24高二上·河南开封·阶段练习)(多选)两个完全相同的正四棱锥叠放在一起,构成如图所示的形状,其中a点固定点电荷,c点固定点电荷,O点为两棱锥公共正方形底面的中心,且,规定无穷远处的电势为零,则下列说法正确的是( )
A.点的电势比点的电势高
B.两点的电场强度不相同
C.将负电荷沿棱由移动的过程中,电场力一直不做功
D.若将由点放到点,则点的电势不变
12.(23-24高二上·四川成都·阶段练习)(多选)如图,一水平放置的平行板电容器充电后,一带电粒子以初速度水平飞入电场,落在下极板的P点。在下列情况下,此带电粒子仍以从原处飞入,(不计重力)下列说法正确的是( )
A.若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子仍落在P点
B.若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点右侧
C.若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点左侧
D.若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.(23-24高二上·山东枣庄·阶段练习)某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时,完成了如下操作:
(1)首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值:将选择开关旋至欧姆“”的挡位,欧姆调零后将两表笔与该电阻相接,其示数如图甲所示,则该电阻的阻值约为 ;测量完毕后,将选择开关旋至OFF挡或交流电压最大挡.
(2)为了精确地测量该电阻的阻值,可供选择的实验器材如下:
电源E,电动势约为,内阻r约为;
电流表,量程为,内阻约为;
电流表,量程为,内阻约为;
电压表,量程为,内阻;
电压表,量程为,内阻约为;
定值电阻,有四种规格供选:、、;
滑动变阻器R,最大阻值为,额定电流;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
该小组同学设计的电路如图乙所示,综合提供的实验器材分析下列问题:
①图中的电表①选:电表②应为 (填实验器材的符号)
②定值电阻的规格应选择
③若①、②表的示数分别为a、b,则待测电阻的阻值 (用测量量和已知量的符号表示)
14.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找出以下供选择的器材:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ)
E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ
F.滑动变阻器R1(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关、导线若干
(1)上述器材中,电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母)。电路应选 ,(填甲图或乙图)。
(2)请根据在(1)问中所选的电路图,完成实物连接
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读为 mm。
(4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式= 。
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.(23-24高二上·天津武清·阶段练习)如图所示,真空中带电荷量分别为和的点电荷A、B相距r。,,已知静电力常量,求:
(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向;
(2)在两电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的场强大小。
16.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个带电量为+q(q>0)、质量为m的粒子,以大小为的初速度靠近上极板垂直于电场线方向射入该电场,然后从靠近下极板边缘处射出,此时的速度方向与水平方向成角,如图所示,不计粒子的重力,求:
(1)上、下极板间的电势差U;
(2)匀强电场的电场强度E的大小。
17.(23-24高二上·天津东丽·阶段练习)如图所示,一质量为、带电荷量大小为的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度取。求:
(1)该小球带正电还是带负电,电场强度的大小;
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过时小球的速度大小及方向。
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第一次月考模拟测试02(解析版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第三册第9~11章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(23-24高二上·福建龙岩·阶段练习)两个定值电阻R1、R2串联接在U=12 V的直流电源上,把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图所示,电压表示数为8 V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.大于8 V
【答案】A
【详解】电压表接在R1两端,电压表的示数8V,则此时R2两端的电压为4V;把此表改接在两端R2时,由于电压表的内阻不是远大于R1、R2,电压表与R2并联的阻值小于R2,分压值也减小,而R1与并联部分串联,总电压U=12V,则R1的电压大于8V,电压表与R2并联电路的电压小于4V。
故选A。
2.(23-24高二上·安徽·阶段练习)如图所示,材质均匀的某种长方体金属材料样品,长为a,宽为b,厚为c,且满足。给样品两端加相同电压,电流沿样品AB方向通过时为,沿样品CD方向通过时为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】样品AB方向的电阻为
样品CD方向的电阻为
根据欧姆定律可得
,
可得
故选D。
3.(23-24高二上·广东汕头·阶段练习)如图所示的电路中,开关S从a拨向b后,灵敏电流计指针偏转,这时( )
A.电容器正在充电,电流的方向为顺时针
B.电容器正在充电,电流的方向为逆时针
C.电容器正在放电,电流的方向为顺时针
D.电容器正在放电,电流的方向为逆时针
【答案】D
【详解】开关S打在a时,电容器被充电,上极板带正电,下极板带负电;开关S从a拨向b后,灵敏电流计指针偏转,这时电容器正在放电,电流方向由上极板流向下极板,即电流的方向为逆时针。
故选D。
4.(23-24高二上·江西南昌·阶段练习)关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A.甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量
B.乙图中,静电喷洒农药的原理是,农药水珠离开喷嘴时带有负电荷,与带正电的农作物叶子吸附在一起
C.丙图中,处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
D.丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可判断两点电荷是等量同种点电荷
【答案】A
【详解】A.甲图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,则由于静电感应,则AB两端带等量异种电荷,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量等于B所带电荷量,选项A正确;
B.由图乙可知,农药水珠离开喷嘴时带有正电荷,将与带负电的农作物叶子吸附在一起,故B错误;
C.处于静电平衡状态的金属导体内部电场强度处处为零,电荷分布在外表面上,因此导体壳壁W内电场强度为0,导体壳内空腔C电场强度也为0,故C错误;
D.丁图中,由奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布是左右对称的,且奎宁结晶连成的线从一个端点指向另一个端点,由此可判断两点电荷是等量异种点电荷,故D错误。
故选A。
5.(23-24高二上·山东济宁·阶段练习)如图为简易多用电表的电路图。电源E为直流电源;R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻;表头G的满偏电流为5mA,内阻为20;虚线方框为换挡开关;A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表共有5个挡位,分别为直流电压5V挡和10V挡,直流电流10mA挡和25mA挡,欧挡。则以下说法中正确的是( )
A.多用电表的B端应与黑色表笔相连接
B.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时,发现指针非常靠近欧姆零点,应该选择更小倍率挡
C.开关接1时比接2时电表量程小
D.若要使用直流电压5V挡,则换挡开关应与5相连
【答案】B
【详解】
A.设想当欧姆挡接入电路时,考虑到电流表的接线规则,电流从电源正极流出经A接线柱到待测电阻,根据“红进黑出”可知,图中的B端与红表笔相连接,故A错误;
B.使用欧姆表时,指针指在中值附近读数更准确,被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率,在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时,发现指针非常靠近欧姆零点,说明选择倍率挡过大,应该选择更小倍率挡,故B正确;
C.开关接1和接2时,表头与分流电阻并联,都是电流挡,接1时分流电阻小,因此接1时的电表量程较大,故C错误;
D.由题意,直流电压有5V和10V两个挡位,由电压表的改装原理,串联的分压电阻越大,量程越大,所以直流电压5V挡,选择开关应与4相连,故D错误。
故选B。
6.(23-24高二上·吉林延边·阶段练习)如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A.微粒的加速度大小等于gsinθ
B.两极板的电势差UMN=
C.微粒达到B点时动能为
D.微粒从A点到B点的过程电势能增加
【答案】B
【详解】AB.微粒在电场中受到重力和电场力,而做直线运动,电场力与重力的合力必定水平向左,如图所示
微粒沿直线做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得
解得
,
故A错误,B正确;
C.由于微粒做匀减速直线运动,动能减小,故C错误;
D.微粒的电势能增加量为
故D错误。
故选B。
7.(23-24高二上·湖北襄阳·阶段练习)如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q()的粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2。下列说法正确的是( )
A.此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行
B.若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为
C.若c、d之间的距离为L,则该电场的场强大小一定为
D.若,则a、M两点之间的电势差大于b、N两点之间的电势差
【答案】B
【详解】AC.根据题目已知信息,无法判断电场方向,则该电场的场强大小不一定为,故AC错误;
B.粒子从a点移动到b点,其电势能减小W1,则
粒子从c点移动到d点,其电势能减小W2,则
匀强电场中,沿着相同方向每前进相同距离,电势的变化相同,可得
即
同理可得
则该粒子从M点移动到N点,则电场力做功为
故B正确;
D.若,由B选项分析可知
即
M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点,有
解得
即a、M两点之间的电势差等于b、N两点之间的电势差,故D错误。
故选B。
8.(23-24高二上·吉林延边·阶段练习)如图所示,Rt△ABC中∠CAB=37°,∠C=90°,D为AB边上一点,AD:DB=4:1,两个正点电荷固定在A、B两点,电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直,大小为F,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则D点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设A、B两点电荷量分别为QA、QB,则试探电荷在C点受到A、B两点电荷的电场力分别
为
如图,假设试探电荷带负电,则其受力如图,合力为F,垂直于AB,由几何关系
解得
因为
所以
则A、B在D点产生的场强分别为
则D点的电场强度大小为
故选D。
9.(23-24高二上·福建厦门·阶段练习)(多选)如图所示,A、B、C、D为正方形的四个顶点,O为正方形的中心。在A、C两点固定两电荷量均为q的正点电荷,选无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度为0,电势也为0
B.B、D两点的电势相同,电场强度也相同
C.电子从B点由静止释放,经过O点时,加速度最小
D.电子从B点由静止释放运动到D点的过程中,电势能先变小后变大
【答案】CD
【详解】A.根据等量同种电荷周围的场强分布和电势分布可知,O点的电场强度为0,但是电势大于零,选项A错误;
B.同理可知,B、D两点的电势相同,电场强度大小相同,但是方向不同,选项B错误;
C.电子从B点由静止释放,经过O点时,受电场力为零,则加速度为零最小,选项C正确;
D.电子从B点由静止释放运动到D点的过程中,电场力先做正功后做负功,则电势能先变小后变大,选项D正确。
故选CD。
10.(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)(多选)在“用伏安法测电阻"的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
A.若采用甲图,适用于待测电阻值很小的情况 B.若采用甲图,电阻的测量值大于真实值
C.若采用乙图,误差是由电压表分流引起的 D.若采用乙图,误差是由电流表分压引起的
【答案】BC
【详解】A.电流表内接适合测量大电阻,故A错误;
B.若采用甲图,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故B正确;
CD.若采用乙图,电流表测量的是待测电阻和电压表并联后的电流,误差是由电压表分流引起的,故C正确,D错误。
故选BC。
11.(23-24高二上·河南开封·阶段练习)(多选)两个完全相同的正四棱锥叠放在一起,构成如图所示的形状,其中a点固定点电荷,c点固定点电荷,O点为两棱锥公共正方形底面的中心,且,规定无穷远处的电势为零,则下列说法正确的是( )
A.点的电势比点的电势高
B.两点的电场强度不相同
C.将负电荷沿棱由移动的过程中,电场力一直不做功
D.若将由点放到点,则点的电势不变
【答案】CD
【详解】A.根据几何关系可知为连线的中垂面,对于等量异种电荷形成的电场平面图(如下图所示)可知平面为零势能面,故在此平面上的点电势都相等(都等于0),点的电势等于点电势,故A错误;
B.由于b、d两点到O点距离都相等,根据对称性可知b、d两点电场强度大小相等,方向相同,故B错误;
C.将负电荷沿棱由移动的过程中,在同一个等势面内运动,电场力一直不做功,故C正确;
D.若将由a点放到e点,由几何关系可知,O点仍位于ce的连线的中垂线上,电势仍为0,故D正确。
故选CD。
12.(23-24高二上·四川成都·阶段练习)(多选)如图,一水平放置的平行板电容器充电后,一带电粒子以初速度水平飞入电场,落在下极板的P点。在下列情况下,此带电粒子仍以从原处飞入,(不计重力)下列说法正确的是( )
A.若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子仍落在P点
B.若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点右侧
C.若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点左侧
D.若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点
【答案】AC
【详解】AB.在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),电容器两极板间的电场强度为
可知电容器两极板间的电场强度不变,带电粒子受到的电场力不变,带电粒子运动轨迹不变,带电粒子仍落在P点,故A正确,B错误;
CD.极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),电容器两极板间的电场强度为
可知电容器两极板间的电场强度变大,带电粒子受到的电场力变大,加速度增大,根据
可知带电粒子在电容器中运动时间变短,带电粒子落在P点左侧,故C正确,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.(23-24高二上·山东枣庄·阶段练习)某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时,完成了如下操作:
(1)首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值:将选择开关旋至欧姆“”的挡位,欧姆调零后将两表笔与该电阻相接,其示数如图甲所示,则该电阻的阻值约为 ;测量完毕后,将选择开关旋至OFF挡或交流电压最大挡.
(2)为了精确地测量该电阻的阻值,可供选择的实验器材如下:
电源E,电动势约为,内阻r约为;
电流表,量程为,内阻约为;
电流表,量程为,内阻约为;
电压表,量程为,内阻;
电压表,量程为,内阻约为;
定值电阻,有四种规格供选:、、;
滑动变阻器R,最大阻值为,额定电流;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
该小组同学设计的电路如图乙所示,综合提供的实验器材分析下列问题:
①图中的电表①选:电表②应为 (填实验器材的符号)
②定值电阻的规格应选择
③若①、②表的示数分别为a、b,则待测电阻的阻值 (用测量量和已知量的符号表示)
【答案】 170 V1 50
【详解】(1)[1]该电阻的阻值约为17×10Ω=170Ω;
(2)电路中的最大电流不超过
两个电流表的量程都过大,则可用已知内阻的电压表V1与50Ω的定值电阻并联,可充当量程为
的电流表;则
①[2]图中的电表①选:电表②应为V1;
②[3]定值电阻的规格应选择50Ω;
③[4]若①、②表的示数分别为a、b,则待测电阻的阻值
14.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找出以下供选择的器材:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ)
E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ
F.滑动变阻器R1(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关、导线若干
(1)上述器材中,电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 (填写器材前的字母)。电路应选 ,(填甲图或乙图)。
(2)请根据在(1)问中所选的电路图,完成实物连接
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读为 mm。
(4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式= 。
【答案】(1) C D F 乙图
(2)见解析
(3)0.900
(4)
【详解】(1)[1][2]电池组电动势为3V,为确保电压表的安全与精度,电压表0~3V,即选择D,由于待测电阻丝的电阻约为5Ω,则通过电阻丝的最大电流约为
为确保电流表的安全与精度,电流表选择0~0.6A,即电流表选择C;
[3]为确保电压与电流测量数据的连续性,滑动变阻器选择总阻值与待测电阻丝电阻相差小一些的0~20Ω,即滑动变阻器选择F;
[4]由于
表明电流表的分压影响大,测量电路应排除电流表分压影响,采用电流表外接法,可知,电路应选乙图。
(2)根据在(1)问中所选的电路图,完成实物连接如图所示
(3)根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(4)根据欧姆定律有
根据电阻的决定式有
其中
解得
三.计算题(本题共3小题,共32分)
15.(23-24高二上·天津武清·阶段练习)如图所示,真空中带电荷量分别为和的点电荷A、B相距r。,,已知静电力常量,求:
(1)两点电荷连线的中点O的场强的大小和方向;
(2)在两电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的场强大小。
【答案】(1),方向由A指向B;(2)
【详解】(1)根据电场强度的叠加法则可知,两点电荷连线的中点O的场强如图
可得
方向由指向
(2)在处产生的场强为
方向与水平方向成斜向上
在处产生的场强为
方向与水平方向成斜向下,与大小相等,夹角为,如图
根据电场强度的叠加法则可知,点的场强
由对称性可知当在连线的下方时,电场强度的大小与在连线上方时相同。
16.(23-24高二上·广东广州·阶段练习)长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个带电量为+q(q>0)、质量为m的粒子,以大小为的初速度靠近上极板垂直于电场线方向射入该电场,然后从靠近下极板边缘处射出,此时的速度方向与水平方向成角,如图所示,不计粒子的重力,求:
(1)上、下极板间的电势差U;
(2)匀强电场的电场强度E的大小。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)粒子从靠近下极板边缘处射出时的速度为
根据动能定理有
上、下极板间的电势差为
(2)粒子从下极板边缘处射出时,速度偏转角的正切值为
粒子从下极板边缘处射出时,位移偏转角的正切值为
根据几何关系有
匀强电场的电场强度E的大小
17.(23-24高二上·天津东丽·阶段练习)如图所示,一质量为、带电荷量大小为的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度取。求:
(1)该小球带正电还是带负电,电场强度的大小;
(2)若在某时刻将细线突然剪断,求经过时小球的速度大小及方向。
【答案】(1)带负电,
(2),方向与竖直方向夹角为37°斜向左下
【详解】(1)以小球为对象,根据受力平衡可知,小球受到的电场力水平向左,与电场方向相反,则该小球带负电,由平衡条件有
可得场强大小为
(2)若在某时刻将细线突然剪断,则小球受到的电场力和重力的合力方向沿着绳子方向向下,大小为
则小球的加速度大小为
根据运动学公式可得经过时小球的速度大小为
方向与竖直方向夹角为37°斜向左下。
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