精品解析：湖北省孝感高级中学2024-2025学年高二上学期12月测试物理试题

孝感高中2023级高二年级 物理试题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10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. 如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 穿过的磁通量先减小后增大 B. 中感应电流方向先顺时针后逆时针 C. 先有扩张趋势后有收缩趋势 D. 金属棒所受安培力方向先向下后向上 【答案】B 【解析】 【详解】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误； B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确； C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误； D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。 故选B。 2. 如图，水平光滑桌面（纸面）上两根长直导线M、N相互垂直固定放置，两者彼此绝缘，M通有向上的电流，N通有向右的电流，桌面上4个圆形金属线框a、b、c、d分别放在两导线交叉所形成的编号为1、2、3、4的区域内，每个线框距两导线的距离均相同。当两导线中的电流都由i突然增大到2i时（　　） A. a向左下方运动 B. b向左上方运动 C. c向左下方运动 D. d向左上方运动 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框a处的磁感线方向相反，又距导线的距离相同，所以线框a的磁通量为0。同理，线框c处的磁通量也为0。当电流都增大时，两个方向的磁感线都变多，但磁通量不变还是0，所以线框a、c静止不动。故AC错误； B．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框b处的磁感线方向都向外，当两导线电流增大时，线框b的磁通量增加，由楞次定律可知，线框b将远离两导线，向左上方运动。故B正确； D．由右手螺旋定则可知，导线M和N在线框d处的磁感线方向都向里，当两导线电流增大时，线框d的磁通量增加，由楞次定律可知，线框d将远离两导线，向右下方运动。故D错误。 故选B。 3. 硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用一定强度的光照射硅光电池，测得该电池的曲线如图所示。若用该强度光照射硅光电池给20Ω的电阻供电，则电源的输出功率约为（　　） A. 0.27W B. 0.22W C. 0.14W D. 0.11W 【答案】B 【解析】 【详解】在电源的图线中画出电阻的图线，其交点即为电阻在该电源的工作点，如图所示 由图可知，工作电压约为，电流约为100mA，电源的输出功率约为 故选B。 4. 如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨，导轨间距。一根长，质量的导体棒垂直放在导轨上，导体棒的电阻，与导轨间的动摩擦因数。导轨左端接开关、直流电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小，方向与金属棒垂直、与水平方向的夹角。重力加速度g取10m/s2，，，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.92N B. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.72N C. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向右做匀加速直线运动 D. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向左做匀加速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．开关闭合瞬间，根据闭合电路欧姆定律可得 解得 导体棒受到的安培力为 最大静摩擦力为 由于 故闭合瞬间摩擦力大小为1.72N，故A错误,B正确； CD．滑动变阻器调到闭合开关，根据闭合电路欧姆定律可得 解得 导体棒受到的安培力为 水平方向上有 故导体棒不动，故CD错误。 故选B。 5. 一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈的匝数比为3:1，交流电源输出电压的有效值不变，图中四个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为U0；当开关S闭合时，电压表的示数为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当开关断开时，有 所以副线圈电压为 对副线圈回路，有 对原线圈回路，有 联立可得电源电压为 当S闭合时，有 联立解得 故选D。 6. 如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A. 圆盘转动的转速为 B. 电压表的示数为 C. 小圆柱圆周运动的半径为 D. 电阻和的总功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题中数据可得 可得 故A错误； B．导体棒切割磁感线，最大的电压为 电压表的电压为交流电的有效值，则电压表的示数为 故B错误； C．根据题意可知转盘的线速度为0.2m/s，角速度为2，则小圆柱圆周运动的半径 D．根据功率的定义式 故D正确。 故选D。 7. 如图所示的电路中，电源的电动势，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值，电容器MN的电容μF。现将滑动触头P置于最左端a点，合上开关S，待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移到的过程中，通过导线PN的电荷量为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当滑片滑动端滑到a端时，点电势与电源正极电势相等为，点电势为 此时上极板带负电，下极板带正电，电容器的带电量为 将P移到时，点电势为 点电势为仍为，此时上极板带正电，下极板带负电，电容器的带电量为 则通过导线PN的电荷量 故选C。 8. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表示数的变化量大小为，电流表示数的变化量大小为，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数U一定变大 B. 电流表示数I一定变大 C. 不变 D. 电源的输出功率一定增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．滑动变阻器滑动触头向上移动，变大，则电路的外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流变小，内阻分压变小，则路端电压增大，电压表示数增大，A正确； B．干路电流变小，故两端电压变小，则两端电压 增大，通过的电流增大，又总电流变小，则通过的电流减小，电流表示数减小，B错误； C．根据 整理得 所以 不变，故C正确； D．因为不确定外电阻与电源内阻关系，电源输出功率无法判断，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，当滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于或等于0.2A时，电动机不发生转动，各电表均视为理想电表，不考虑电动机电阻随温度的变化，则此过程中（　　） A. 电源的内阻为2Ω B. 电动机的内阻为2Ω C. 电源的输出功率最大为0.9W D. 电动机的输出功率最大为0.54W 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由题意可知，当通过电动机的电流小于0.2A时，电动机不发生转动，电动机属于纯电阻元件，其U-I图线应为直线，当通过电动机的电流大于0.2A时，电动机属于非纯电阻元件，U-I图线将不再是直线，结合图像可知，当电流为I1=0.1A时，路端电压为U1=3.4V，此时滑动变阻器接入回路的电阻最大；当电流为I2=0.3A时，路端电压为U2=3.0V，此时滑动变阻器接入回路的电阻为零，根据闭合电路欧姆定律可得 解得 ， 故A正确； BD．电动机线圈内阻为 当U2=3.0V，电动机输出功率最大，电动机的最大输出功率为 故D正确，B错误； C．根据题意可知，电源的输出功率为 由数学知识结合图乙可知，电流在0.1A-0.3A范围内，P单调递增，故当 时，电源的输出功率最大，最大值为 故C正确。 故选ACD。 10. 一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度以进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 金属框进入磁场过程中电路的总电阻为 B. 金属框进入磁场的末速度为 C. 金属框不可能穿越磁场 D. 在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因为导轨电阻忽略不计，此时金属框上下部分被短路，根据电路构造可知此时电路中的总电阻为 故A错误； B．金属框进入磁场的末速度为，金属框进入磁场的过程中，以水平向右为正方向，根据动量定理 又 ， 即 解得 故B正确； CD．根据能量守恒定律可得 根据电阻的比值关系可得此过程中电阻产生的热量为 联立解得 金属框完全在磁场中时，金属框的左右两边框同时切割磁感线，可等效为两个电源并联和构成回路，此时回路总电阻的为 假设金属框的右边能够到达磁场右边界，且速度为，以水平向右为正方向，根据动量定理，同理得 解得 可知金属框的右边恰好能到达磁场右边界，没有穿过磁场。根据能量守恒定律可得此过程产生的总热量为 此过程中电阻产生的热量为 联立解得 整个过程中电阻产生的热量为 故CD正确。 故选BCD。 二、实验题（11-12题，每空2分） 11. 某同学准备利用下列器材测量蓄电池的电动势和内阻。 A.待测蓄电池 B.直流电流表A，量程为0.10A，内阻2.0Ω C.定值电阻R0=2.0Ω D.电阻箱R E.导线和开关 根据如图甲所示的电路进行实验操作。 （1）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I； （2）利用测量数据，做图线，如图乙所示： （3）通过图乙可得E=___________V（保留2位有效数字），r=___________Ω（保留2位有效数字）； （4）实验测得电源电动势___________真实值（“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. 2.0 ②. 1.0 ③. 等于 【解析】 【详解】（3）[1][2]将电流表与定值电阻并联，电流表量程 所以将电流表量程扩大了2倍，根据闭合电路欧姆定律 整理得 图像斜率为 根据 解得 将（10，12）代入解得 （4）[3]因为实验中电表内阻已知，对实验没有影响，所以测得电源电动势等于真实值。 12. 物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性，除所用电源，开关、导线外，实验室还备有器材：电压表（量程3V）、电流表（量程3A）、定值电器，滑动变阻器。 （1）测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材，并移动滑动变阻器滑片位置，读出对应的电压表和电流表示数，在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线，可得电源电动势E=__________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位有效数字）。 （2）不考虑偶然误差，由上述（1）方法测得的内阻r____________（填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。 （3）测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值，I表示电流表的示数。为便于对比研究，采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线： ①表示图1中变阻器R的功率变化规律； ②表示图3中变阻器R的功率变化规律。 在滑动变阻器的滑片移动过程中，不考虑电表的影响，下列选项正确的是__________。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 3.0 ②. 1.3 （2） ①. 小于 ②. 电压表的分流 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 电源U-I图像与纵轴交点坐标值是电动势，图像斜率绝对值是电源内阻。由图像可知，电动势测量值 电源内阻 【小问2详解】 [1][2]考虑到电表内阻 整理得 因为斜率代表内阻，所以内阻测量值偏小，引起此误差的原因是电压表的分流。 【小问3详解】 图1中，滑动变阻器的功率为 由数学知识可知，当 时，功率最大，又有 可知此时 功率最大，最大功率为 图3中，把和电源看成等效电源，则电源的等效电动势为 等效内阻为 则滑动变阻器的功率为 由数学知识可知，当 功率最大，此时 最大功率为 综上所述，图1中和图3中滑动变阻器功率最大时，电流相等，图1中滑动变阻器的电阻较大，且图1中的最大功率较大。 故选AC。 三、解答题（共44分） 13. 如图所示为一外接有负载的交流发电机的示意图。发电机电枢线圈为匝的正方形线圈，边长。线圈绕垂直于磁场的轴在磁感应强度的磁场中以角速度转动（不计一切摩擦）。已知线圈电阻，外电路负载电阻，电表是理想电表。求： （1）线圈由图示位置开始转动时感应电动势的瞬时值表达式； （2）电路中电压表的示数； （3）线圈由图示位置到转过的过程中，产生的平均感应电动势及通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 该交流电的峰值 解得 开始转动时线圈平面与磁感线平行，瞬时值表达式为 代入数值可得感应电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 感应电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律可得，感应电流 电压表的示数 代入数值可得电压表的示数 【小问3详解】 平均感应电动势 其中 代入数值可得线圈由图示位置到转过的过程中，产生的平均感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 通过电阻的电荷量为 代入数值可得 14. 在光滑、绝缘的水平桌面上，有一个边长为正方形区域MNPQ，半径的圆形磁场区与MN，MQ边均相切，磁感应强度大小，方向垂直于水平面向上（俯视图如图）。圆形区域之外有水平向左的匀强电场，场强大小，两个大小相同的金属小球a，b均视为质点。小球a的质量，电量，不带电的小球b质量，静止在圆周上D点，A、C、D三点共线，小球a从A点正对圆心C射入，已知小球a在磁场中做匀速圆周运动的半径也为R，一段时间后a与b发生弹性碰撞，碰后两者电量平分，忽略两球之间的库仑力及小球重力，取。 （1）求小球a射入磁场时的速度大小； （2）求小球a从射入磁场到与小球b相碰所经历的时间t（结果保留3位有效数字）； （3）小球b离开正方形区域时的出射点与D点之间的距离s（结果可保留根式）。 【答案】（1）2m/s；（2）0.714s；（3） 【解析】 【详解】（1）小球a的轨迹如图所示 才能与小球b相撞，故小球a在磁场中做圆周运动的半径 在磁场中 代入题中相关数据，解得 （2）小球a在磁场中的运动时间 在电场中 联立，代入相关数据可得，小球a射入磁场到与小球b相碰撞经历的时间为 （3）小球a与小球b发生弹性碰撞有 解得 ， 因碰后两球电量平分，两球的速度方向均与电场方向垂直，故均做类平抛运动，则小球b沿电场方向有 代入数据求得 则小球到达MN边界时，小球沿电场方向的位移大小为 求得 此时小球b垂直电场方向的位移大小为 因为 所以b小球将从MN上飞出电场，此时小球b离开正方形区域时的出射点与D点之间的距离 15. 如图所示，两平行导轨按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的平滑衔接处，虚线2为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为，时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为，两金属棒的长度均为，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为、，重力加速度，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求： （1）金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少，该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少？ （2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？ （3）假设虚线2右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？ 【答案】（1），；（2）；（3）金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上 【解析】 【详解】（1）导体棒甲到达虚线1前沿导轨做匀加速运动，由牛顿第二定律可知 解得 由运动学公式，解得 因为，则金属棒甲到达虚线1前产生的焦耳热的时间为，由法拉第电磁感应定律得 电路中的电流为 金属棒乙中产生的焦耳热为 （2）金属棒甲到虚线1的过程中，通过金属棒乙的电荷量为 金属棒甲由释放到虚线1过程中机械能守恒，则 由题意可知，两根金属棒在水平导轨上运动时满足系统动量守恒，且末速度相同，由动量守恒定律得 0.2s后磁感应强度用表示，对金属棒乙从静止到共速的过程，由动量定理得 其中 解得 由楞次定律和右手定则，金属棒甲从释放到两金属棒共速的过程中，电流的方向相同，则该过程中流过金属棒乙的电荷量为 （3）设两金属棒的相对位移为，金属棒甲从到达虚线1到共速的过程有 解得 金属棒乙离开水平导轨末端后做平抛运动，经过一段时间金属棒落在倾斜导轨上，则由平抛运动可知 其中 ， 解得 金属棒乙离开水平导轨末端后的水平位移为 该过程中由于金属棒甲的速度等于金属棒乙的水平速度，则金属棒甲在水平导轨上的位移为 因为 说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲仍在水平导轨上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 孝感高中2023级高二年级 物理试题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10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. 如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 穿过的磁通量先减小后增大 B. 中感应电流方向先顺时针后逆时针 C. 先有扩张趋势后有收缩趋势 D. 金属棒所受安培力方向先向下后向上 2. 如图，水平光滑桌面（纸面）上两根长直导线M、N相互垂直固定放置，两者彼此绝缘，M通有向上的电流，N通有向右的电流，桌面上4个圆形金属线框a、b、c、d分别放在两导线交叉所形成的编号为1、2、3、4的区域内，每个线框距两导线的距离均相同。当两导线中的电流都由i突然增大到2i时（　　） A. a向左下方运动 B. b向左上方运动 C. c向左下方运动 D. d向左上方运动 3. 硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用一定强度的光照射硅光电池，测得该电池的曲线如图所示。若用该强度光照射硅光电池给20Ω的电阻供电，则电源的输出功率约为（　　） A. 0.27W B. 0.22W C. 0.14W D. 0.11W 4. 如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨，导轨间距。一根长，质量的导体棒垂直放在导轨上，导体棒的电阻，与导轨间的动摩擦因数。导轨左端接开关、直流电源和滑动变阻器，电源电动势，内阻，整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小，方向与金属棒垂直、与水平方向的夹角。重力加速度g取10m/s2，，，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　） A. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.92N B. 滑动变阻器调到，开关闭合瞬间导体棒受到的摩擦力大小为1.72N C. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向右做匀加速直线运动 D. 滑动变阻器调到闭合开关，导体棒向左做匀加速直线运动 5. 一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈的匝数比为3:1，交流电源输出电压的有效值不变，图中四个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为U0；当开关S闭合时，电压表的示数为（　　） A. B. C. D. 6. 如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A. 圆盘转动的转速为 B. 电压表的示数为 C. 小圆柱圆周运动的半径为 D. 电阻和的总功率为 7. 如图所示的电路中，电源的电动势，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值，电容器MN的电容μF。现将滑动触头P置于最左端a点，合上开关S，待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移到的过程中，通过导线PN的电荷量为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表示数的变化量大小为，电流表示数的变化量大小为，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数U一定变大 B. 电流表示数I一定变大 C. 不变 D. 电源的输出功率一定增大 9. 如图甲所示，当滑动变阻器R的滑片P从一端滑到另一端的过程中，两个电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示。已知电流表示数小于或等于0.2A时，电动机不发生转动，各电表均视为理想电表，不考虑电动机电阻随温度的变化，则此过程中（　　） A. 电源的内阻为2Ω B. 电动机的内阻为2Ω C. 电源的输出功率最大为0.9W D. 电动机的输出功率最大为0.54W 10. 一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度以进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 金属框进入磁场过程中电路的总电阻为 B. 金属框进入磁场的末速度为 C. 金属框不可能穿越磁场 D. 在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量为 二、实验题（11-12题，每空2分） 11. 某同学准备利用下列器材测量蓄电池的电动势和内阻。 A.待测蓄电池 B.直流电流表A，量程为0.10A，内阻2.0Ω C.定值电阻R0=2.0Ω D.电阻箱R E.导线和开关 根据如图甲所示的电路进行实验操作。 （1）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电流表的相应读数I； （2）利用测量数据，做图线，如图乙所示： （3）通过图乙可得E=___________V（保留2位有效数字），r=___________Ω（保留2位有效数字）； （4）实验测得电源电动势___________真实值（“大于”、“小于”或“等于”）。 12. 物理课外研究小组欲通过实验研究某一直流电源的带载特性，除所用电源，开关、导线外，实验室还备有器材：电压表（量程3V）、电流表（量程3A）、定值电器，滑动变阻器。 （1）测量电源的电动势和内阻。按如图1所示的电路连接器材，并移动滑动变阻器滑片位置，读出对应的电压表和电流表示数，在图2中标记相应的点并拟合出U-I图线，可得电源电动势E=__________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位有效数字）。 （2）不考虑偶然误差，由上述（1）方法测得的内阻r____________（填“大于”、“等于”、“小于”）真实值，引起此误差的原因是___________。 （3）测试电源的带载特性。用R表示变阻器接入电路的阻值，I表示电流表的示数。为便于对比研究，采集两种情况下的数据并作出相应的①、②图线： ①表示图1中变阻器R的功率变化规律； ②表示图3中变阻器R的功率变化规律。 在滑动变阻器的滑片移动过程中，不考虑电表的影响，下列选项正确的是__________。 A. B. C. D. 三、解答题（共44分） 13. 如图所示为一外接有负载的交流发电机的示意图。发电机电枢线圈为匝的正方形线圈，边长。线圈绕垂直于磁场的轴在磁感应强度的磁场中以角速度转动（不计一切摩擦）。已知线圈电阻，外电路负载电阻，电表是理想电表。求： （1）线圈由图示位置开始转动时感应电动势的瞬时值表达式； （2）电路中电压表的示数； （3）线圈由图示位置到转过的过程中，产生的平均感应电动势及通过电阻的电荷量。 14. 在光滑、绝缘的水平桌面上，有一个边长为正方形区域MNPQ，半径的圆形磁场区与MN，MQ边均相切，磁感应强度大小，方向垂直于水平面向上（俯视图如图）。圆形区域之外有水平向左的匀强电场，场强大小，两个大小相同的金属小球a，b均视为质点。小球a的质量，电量，不带电的小球b质量，静止在圆周上D点，A、C、D三点共线，小球a从A点正对圆心C射入，已知小球a在磁场中做匀速圆周运动的半径也为R，一段时间后a与b发生弹性碰撞，碰后两者电量平分，忽略两球之间的库仑力及小球重力，取。 （1）求小球a射入磁场时的速度大小； （2）求小球a从射入磁场到与小球b相碰所经历的时间t（结果保留3位有效数字）； （3）小球b离开正方形区域时的出射点与D点之间的距离s（结果可保留根式）。 15. 如图所示，两平行导轨按如图（a）方式固定，其中倾斜导轨的倾角为，其中虚线1为倾斜导轨和水平导轨（水平导轨足够长）的平滑衔接处，虚线2为水平导轨的末端，末端与倾角为的平行导轨相接，两虚线间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图（b）所示。金属棒乙锁定在水平轨道上，距离虚线1的间距为，时刻金属棒甲由距离虚线1为处静止释放。已知两导轨之间的距离为，两金属棒的长度均为，电阻均为金属棒甲、乙与导轨接触良好，质量分别为、，重力加速度，忽略一切摩擦和导轨的电阻。求： （1）金属棒甲从释放到虚线1所用的时间为多少，该过程中金属棒乙中产生的焦耳热为多少？ （2）如果金属棒甲运动到虚线1的瞬间，金属棒乙的锁定立即解除，以后的过程中两金属棒没有碰撞，且金属棒乙离开水平导轨前二者已共速，则从金属棒甲静止释放到金属棒乙离开水平导轨的过程中，通过金属棒乙某一横截面的电荷量为多少？ （3）假设虚线2右侧斜面足够长，通过计算说明金属棒乙落在斜面上后金属棒甲是否在水平导轨上？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $