内容正文:
九月质量检测
高二物理试题
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4、考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5、本卷主要考查内容:必修第三册第九~十二章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 常见的电源是干电池(直流电)与家用的交流电源。电源利用“磁生电”原理,由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及烧煤炭、油渣等产生电力来源。关于电源、电流与电路,下列说法正确的是( )
A. 路灯中一个烧坏后,不影响其他路灯正常工作,因此路灯是并联连接的
B. 1号干电池比5号干电池电动势大,但内电阻相同
C. 金属导体通电时建立电场的速率等于光速,自由电子定向移动的速率等于光速
D. 教室里的八个电灯的电流相等,这八个电灯一定是串联
2. 晋张华《博物志》云:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”这里记载了两个起电现象。使物体带电有三种方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。关于三种起电的本质,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电中,带负电的物体失去了正电荷,带正电的物体得到了正电荷
B. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器上的金属球后,验电器带了正电
C. 感应起电过程物体总的电荷量增加
D. 起电的三种不同方式,都没有产生电荷,都符合电荷守恒定律
3. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长、宽均为、厚为,若沿着方向测得的电阻为,下列说法正确的是( )
A. 沿方向的电阻大于 B. 该样品的电阻率为
C. 沿方向的电阻为 D. 增加,不改变,沿方向的电阻变小
4. 、、三个电阻的阻值均为,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法正确的是( )
A. 图丙和图丁的等效电阻相等
B. 图甲和图丙中干路最大电流相等
C. 图乙和图丁干路最大电流之比为
D. 四个电路两端最大电压之比为
5. 如图所示,电源电动势,内电阻,定值电阻。两平行金属板、水平放置,两板间的距离。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球质量,带电量,不考虑空气阻力。调节滑动变阻器的滑片,小球恰能到达板。重力加速度,则此时( )
A. 两极板间的电压为4V B. 两极板间的电场强度大小为20V/m
C. 通过电阻的电流为1.2A D. 滑动变阻器接入电路的阻值为
6. 如图所示,真空中固定着一带电荷量为Q的原子核,一带电粒子以一定初速度射入原子核产生的电场中,轨迹如图中虚线所示,M、N、P为轨迹上的三个点,其中N点到原子核的距离最近为。已知静电力常量为k,粒子重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 该粒子可能带正电
B. 该粒子在N点的加速度最大,速度最小
C. 从M点到N点过程中,粒子的电势能一直增大
D. 若该粒子带电荷量为q、质量为m,则粒子经过N点的速度大小
7. 用伏安法测量电阻时,有一种接法如图所示。已知电压表的内阻为,电流表的内阻为,电阻的真实值为,下列说法正确的是( )
A. 图中所示的接法是外接法 B. 电阻的测量值偏小
C. 电阻的测量值为 D. 电阻的测量值与真实值之间的差值为
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A. 化石能源在短时间内不能再生,是不可再生能源,属于一次能源
B. 修建水电站利用水能发电清洁、安全,有百利而无一害
C. 不管是能量在转化还是转移的过程中,都遵守能量守恒定律
D. 太阳能电池是将太阳能转化为热能的装置
9. 图甲为理发店所用的吹风机,图乙为吹风机的内部电路,通过电键控制吹风机吹热风和冷风。吹风机正常工作时所需的电压为,电键闭合,吹风机正常工作时消耗的电功率为;电键断开,吹风机正常工作时消耗的电功率为。已知电动机的内阻为,下列说法正确的是( )
A. 电键闭合时,吹风机吹冷风
B. 定值电阻的阻值为
C. 吹风机正常工作时,电动机的热功率为
D. 吹风机正常工作时,电动机的效率约为18.2%
10. 如图所示的电路中,、、、为定值电阻,A、B是小灯泡,电源的电动势为E,内阻为r。闭合开关S,两灯正常发光,由于电路中四个定值电阻中有一个定值电阻发生了断路故障,致使灯泡的亮度有变化,则下列说法正确的是( )
A. 若断路,两个灯泡的亮度都变亮
B. 若断路,灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些
C. 若断路,灯泡B比原来暗一些
D. 若断路,两个灯泡都不发光
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在______(填“M”或“N”)端;
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为______(填“a”“b”或“c”),改接的方法是______。
(3)根据实验数据作出的图像如图丙所示,则该电池的电动势______V,内阻______Ω(结果均保留2位有效数字)。
12. 一学习小组利用实验在室温下测定粗细均匀的铜导线的电阻率。实验器材有:
电源(电动势3V,内阻不计);铜导线1根;电流表(量程0~0.6A);电压表(量程0~3V);滑动变阻器(0~5Ω);滑动变阻器(0~100Ω);开关、导线若干。
(1)实验小组设计的电路采取分压式接法,则滑动变阻器应选用______(填“”或“”),请将图甲电路图补充完整____;
(2)小组同学在调节滑动变阻器的过程中发现电流表示数变化明显,电压表指针位于0刻度处基本不动,检测后发现电路并不存在故障,可能的原因是______;
(3)小组同学在原电路基础上将电压表改接在电流表两端,调节滑动变阻器,测得电流表、电压表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表示数为______A,电流表内阻为______Ω(第二空保留3位有效数字);
(4)在(3)中测出电流表内阻的基础上,小组同学未更换器材,在电路图甲的基础上仅将电压表调整为测铜导线和电流表的总电压,测出多组U、I数据,并作出了如图丁所示的关系图线,则铜导线的电阻______Ω(结果保留2位有效数字);
(5)小组同学测出铜导线的长为L,导线横截面直径为d,则室温下铜导线的电阻率______(用题目中相应字母表示)。
13. 已知某太阳能汽车的太阳能电池板可以将接收能量的20%转化为电能,该汽车的太阳能电池板的面积是,当单位面积接收到太阳的辐射功率为时,汽车的电机正常工作,此时流过电机的电流为,电机的内阻为。汽车的质量为,汽车所受的阻力恒为车重的0.01倍,重力加速度取。求:
(1)电机正常工作时的电压以及电机输出机械功率的效率;
(2)如果该汽车以恒定的功率行驶,经的时间汽车刚好达到最大速度,则该过程中汽车的位移。
14. 电场可以对“带电体”施加力的作用,当今世界已经研发利用电场的力的性质来控制“带电体”的运动,在科研、工业、医疗、军事等领域的发展提供前沿技术支持。如图,置于真空中的平行板电容器水平放置,板间距离为d,板长为L,直流恒压电源电压U保持不变,定值电阻阻值和滑动变阻器的最大阻值均为R,两板间的电场可视为匀强电场。电容器平行板的右端到竖直挡板的距离为L。当滑动变阻器的滑片P移到最右端B时,闭合开关,一带正电微粒(不计重力)以初速度沿水平方向从电容器的最左侧中间进入电容器,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器,求:
(1)电容器两板间的电势差和电容器两板之间的场强大小;
(2)带电微粒的荷质比(带电粒子电荷与质量之比);
(3)带电微粒打到挡板上的点到电容器上板水平线的距离。
15. 如图所示实物图中,电压表和电流表均为理想电表,为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为50Ω,电流表量程为0.6A。闭合开关S,当滑片P滑至某位置时,额定功率的灯泡L恰好正常发光,电流表示数为0.45A,电压表示数为4V,求:
(1)按照实物图的电路,画出电路图;如果灯泡L突然熄灭,此时电流表的示数变为0.5A,电压表的示数变为10V,如果导线完好,分析故障发生的可能原因;
(2)发生故障前滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)电源的电动势和内阻。
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九月质量检测
高二物理试题
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4、考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5、本卷主要考查内容:必修第三册第九~十二章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 常见的电源是干电池(直流电)与家用的交流电源。电源利用“磁生电”原理,由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及烧煤炭、油渣等产生电力来源。关于电源、电流与电路,下列说法正确的是( )
A. 路灯中一个烧坏后,不影响其他路灯正常工作,因此路灯是并联连接的
B. 1号干电池比5号干电池电动势大,但内电阻相同
C. 金属导体通电时建立电场的速率等于光速,自由电子定向移动的速率等于光速
D. 教室里的八个电灯的电流相等,这八个电灯一定是串联
【答案】A
【解析】
【详解】A.路灯中一个烧坏后,不影响其他路灯正常工作,因此路灯是并联连接的,若串联,路灯中一个烧坏后,会影响其他路灯正常工作,故A正确;
B.1号干电池的电动势等于5号干电池的电动势,但1号干电池的内阻小于5号干电池的内阻,故B错误;
C.金属导体通电时建立电场的速率等于光速,自由电子定向移动的速率远小于光速,故C错误;
D.教室里的八个电灯的电流相等,若八个电灯的电阻相等,当并联时,电压相等,则通过的电流相等,可知,这八个电灯可能是并联,也可能是串联,故D错误。
故选A。
2. 晋张华《博物志》云:“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声。”这里记载了两个起电现象。使物体带电有三种方式:摩擦起电、接触起电、感应起电。关于三种起电的本质,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电中,带负电的物体失去了正电荷,带正电的物体得到了正电荷
B. 用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器上的金属球后,验电器带了正电
C. 感应起电过程物体总的电荷量增加
D. 起电的三种不同方式,都没有产生电荷,都符合电荷守恒定律
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,而非正电荷的移动;带负电的物体是因获得电子,带正电的物体是因失去电子,故A错误;
B.毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带负电,接触验电器后,验电器因获得电子而带负电,故B错误;
C.感应起电是电荷的重新分布,总电荷量保持不变,故C错误;
D.三种起电方式均未创造电荷,仅通过电荷转移或分布变化实现,符合电荷守恒定律,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,一块均匀的长方体样品,长、宽均为、厚为,若沿着方向测得的电阻为,下列说法正确的是( )
A. 沿方向的电阻大于 B. 该样品的电阻率为
C. 沿方向的电阻为 D. 增加,不改变,沿方向的电阻变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设样品的电阻率为,根据电阻定律得出样品沿方向的电阻为
沿方向的电阻为
综合解得,,故AB错误;
C.沿方向的电阻为
结合
解得,故C正确;
D.样品沿方向的电阻与无关,当增加,不改变,沿方向的电阻不变,故D错误。
故选C。
4. 、、三个电阻的阻值均为,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法正确的是( )
A. 图丙和图丁的等效电阻相等
B. 图甲和图丙中干路最大电流相等
C. 图乙和图丁干路最大电流之比为
D. 四个电路两端最大电压之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图丙的等效电阻为
图丁的等效电阻为
故A错误;
B.图甲中干路最大电流为1A,图丙中干路最大电流为1A,故B正确;
C.图乙干路最大电流为3A,图丁干路最大电流为1.5A,则图乙和图丁干路最大电流之比为,故C错误;
D.图甲的最大电压为
图乙的最大电压为
图丙的最大电压为
图丁的最大电压为
则个电路两端最大电压之比为,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,电源电动势,内电阻,定值电阻。两平行金属板、水平放置,两板间的距离。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球质量,带电量,不考虑空气阻力。调节滑动变阻器的滑片,小球恰能到达板。重力加速度,则此时( )
A. 两极板间的电压为4V B. 两极板间的电场强度大小为20V/m
C. 通过电阻的电流为1.2A D. 滑动变阻器接入电路的阻值为
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球恰能从到,由动能定理可得
解得,故A正确;
B.两极板间的电场强度大小为,故B错误;
C.由闭合电路欧姆定律可得
解得,故C错误;
D.滑动变阻器接入电路的阻值为,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,真空中固定着一带电荷量为Q的原子核,一带电粒子以一定初速度射入原子核产生的电场中,轨迹如图中虚线所示,M、N、P为轨迹上的三个点,其中N点到原子核的距离最近为。已知静电力常量为k,粒子重力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 该粒子可能带正电
B. 该粒子在N点的加速度最大,速度最小
C. 从M点到N点过程中,粒子的电势能一直增大
D. 若该粒子带电荷量为q、质量为m,则粒子经过N点的速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据运动轨迹可知,带电粒子与点电荷之间为库仑引力(指向运动轨迹凹侧),由于点电荷带正电,所以该粒子带负电,故A错误;
B.由于N点到点电荷的距离最近,则该粒子在N点受到的库仑力最大,根据牛顿第二定律可得,该粒子在N点的加速度最大;根据粒子受力情况可知靠近原子核时库仑力做正功,粒子动能增大,远离原子核时,库仑力做负功,粒子动能减小,则在N点处粒子动能最大,速度最大。故B错误;
C.从M点到N点过程中,库仑力与运动方向夹角为锐角,库仑力做正功,粒子的电势能一直减小。故C错误;
D.若该粒子围绕原子核做半径为的圆周运动,则圆周运动中库仑力提供向心力
解得
由题中粒子运动轨迹可知,粒子在点处做离心运动,则
即
故D正确。
故选D。
7. 用伏安法测量电阻时,有一种接法如图所示。已知电压表的内阻为,电流表的内阻为,电阻的真实值为,下列说法正确的是( )
A. 图中所示的接法是外接法 B. 电阻的测量值偏小
C. 电阻的测量值为 D. 电阻的测量值与真实值之间的差值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图示中的接法是电流表的内接法,故A错误;
B.内接法由于电流表的分压作用,电阻的电压的测量值偏大,电流的测量值等于真实值,则电阻的测量值偏大,故B错误;
CD.电阻的测量值为电流表与待测电阻真实值之和,则
即,故C正确,D错误。
故选C。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )
A. 化石能源在短时间内不能再生,是不可再生能源,属于一次能源
B. 修建水电站利用水能发电清洁、安全,有百利而无一害
C. 不管是能量在转化还是转移的过程中,都遵守能量守恒定律
D. 太阳能电池是将太阳能转化为热能的装置
【答案】AC
【解析】
【详解】A.化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化,被埋藏在地下,受地层压力和温度的影响,缓慢地形成的可以燃烧的矿物质,在短时间内不能再生,是不可再生能源,又因为它是直接取自自然界,所以属于一次能源,故A正确;
B.修筑拦河坝建造水电站也会对沿河的水域环境造成影响,给河流通航造成影响等,因此不利影响也是存在的,故B错误;
C.能量在转化或转移的过程中,都遵守能量守恒定律,故C正确;
D.太阳能电池工作时,消耗太阳能,产生电能,将太阳能转化为电能的装置,故D错误。
故选AC。
9. 图甲为理发店所用的吹风机,图乙为吹风机的内部电路,通过电键控制吹风机吹热风和冷风。吹风机正常工作时所需的电压为,电键闭合,吹风机正常工作时消耗的电功率为;电键断开,吹风机正常工作时消耗的电功率为。已知电动机的内阻为,下列说法正确的是( )
A. 电键闭合时,吹风机吹冷风
B. 定值电阻的阻值为
C. 吹风机正常工作时,电动机的热功率为
D. 吹风机正常工作时,电动机的效率约为18.2%
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电路图以及吹风机的工作原理可知,电键闭合时,吹风机吹的是热风,故A错误;
B.电键闭合时,电路的总电流为
电机消耗的电功率为
由
得,故B正确;
C.此时流过定值电阻的电流为
流过电机的电流为
则电机的热功率为,故C正确;
D.电机的输出功率为
效率约为,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示的电路中,、、、为定值电阻,A、B是小灯泡,电源的电动势为E,内阻为r。闭合开关S,两灯正常发光,由于电路中四个定值电阻中有一个定值电阻发生了断路故障,致使灯泡的亮度有变化,则下列说法正确的是( )
A. 若断路,两个灯泡的亮度都变亮
B. 若断路,灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些
C. 若断路,灯泡B比原来暗一些
D. 若断路,两个灯泡都不发光
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.将A、B以及、部分混联电路看成整体,电压为,若断路,则电路中的总电阻增大,根据
可知电路中总电流减小,和上分到的电压会减小,电源电压不变,则混联部分的电压会增大,混联部分电阻不变,则电流增大,两个灯泡的亮度都变亮。故A正确;
B.若断路,外电路总电阻增大,干路电流会减小,和上分到的电压会减小,电源电压不变,则上电压(或与、整体的电压)增大,上电流会增大,与、整体的电流
会减小,、并联部分电阻不变,则、部分电压会减小,灯泡上电压增大,则灯泡A比原来亮一些,灯泡B比原来暗一些。故B正确;
C.与B选项同理分析,若断路,灯泡B比原来亮一些,灯泡A会比原来暗一些。故C错误;
D.在干路上,若断路,则整个电路中电流为0,两个灯泡都不发光,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学采用图甲所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)实验时,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在______(填“M”或“N”)端;
(2)按照图甲连接实物图,如图乙所示,闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为______(填“a”“b”或“c”),改接的方法是______。
(3)根据实验数据作出的图像如图丙所示,则该电池的电动势______V,内阻______Ω(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)M (2) ①. ②. 应将导线的两端分别连接电压表的“”接线柱和开关的右端接线柱
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最大阻值处,远离下端接线柱,故应在M端。
【小问2详解】
[1]根据电路图可知实物图中导线连接错误,
[2]略
【小问3详解】
[1][2]根据
可知图线与纵轴交点为电动势,斜率的绝对值为内阻,则
,
12. 一学习小组利用实验在室温下测定粗细均匀的铜导线的电阻率。实验器材有:
电源(电动势3V,内阻不计);铜导线1根;电流表(量程0~0.6A);电压表(量程0~3V);滑动变阻器(0~5Ω);滑动变阻器(0~100Ω);开关、导线若干。
(1)实验小组设计的电路采取分压式接法,则滑动变阻器应选用______(填“”或“”),请将图甲电路图补充完整____;
(2)小组同学在调节滑动变阻器的过程中发现电流表示数变化明显,电压表指针位于0刻度处基本不动,检测后发现电路并不存在故障,可能的原因是______;
(3)小组同学在原电路基础上将电压表改接在电流表两端,调节滑动变阻器,测得电流表、电压表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表示数为______A,电流表内阻为______Ω(第二空保留3位有效数字);
(4)在(3)中测出电流表内阻的基础上,小组同学未更换器材,在电路图甲的基础上仅将电压表调整为测铜导线和电流表的总电压,测出多组U、I数据,并作出了如图丁所示的关系图线,则铜导线的电阻______Ω(结果保留2位有效数字);
(5)小组同学测出铜导线的长为L,导线横截面直径为d,则室温下铜导线的电阻率______(用题目中相应字母表示)。
【答案】(1) ①. R1 ②.
(2)铜导线阻值太小 (3) ①. 0.50 ②. 2.40
(4)0.30 (5)
【解析】
【小问1详解】
[1]设计的电路采取分压式接法,则滑动变阻器应选用阻值较小的R1;
[2]电路图如图
【小问2详解】
小组同学在调节滑动变阻器的过程中发现电流表示数变化明显,电压表指针位于0刻度处基本不动,检测后发现电路并不存在故障,可能的原因是铜导线阻值太小;
【小问3详解】
[1][2]电流表示数为0.50A,电压表读数为1.20V,则电流表内阻为
【小问4详解】
铜导线的电阻
【小问5详解】
根据
解得
13. 已知某太阳能汽车的太阳能电池板可以将接收能量的20%转化为电能,该汽车的太阳能电池板的面积是,当单位面积接收到太阳的辐射功率为时,汽车的电机正常工作,此时流过电机的电流为,电机的内阻为。汽车的质量为,汽车所受的阻力恒为车重的0.01倍,重力加速度取。求:
(1)电机正常工作时的电压以及电机输出机械功率的效率;
(2)如果该汽车以恒定的功率行驶,经的时间汽车刚好达到最大速度,则该过程中汽车的位移。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
太阳能电池板接收的功率为
转化的电功率为
又由
整理可得
电机的热功率
电机输出的机械功率
电机输出机械功率的效率
【小问2详解】
汽车所受的摩擦力为
汽车匀速时牵引力等于摩擦力,即
故汽车行驶的最大速度为
对汽车由动能定理得
联立解得
14. 电场可以对“带电体”施加力的作用,当今世界已经研发利用电场的力的性质来控制“带电体”的运动,在科研、工业、医疗、军事等领域的发展提供前沿技术支持。如图,置于真空中的平行板电容器水平放置,板间距离为d,板长为L,直流恒压电源电压U保持不变,定值电阻阻值和滑动变阻器的最大阻值均为R,两板间的电场可视为匀强电场。电容器平行板的右端到竖直挡板的距离为L。当滑动变阻器的滑片P移到最右端B时,闭合开关,一带正电微粒(不计重力)以初速度沿水平方向从电容器的最左侧中间进入电容器,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器,求:
(1)电容器两板间的电势差和电容器两板之间的场强大小;
(2)带电微粒的荷质比(带电粒子电荷与质量之比);
(3)带电微粒打到挡板上的点到电容器上板水平线的距离。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,滑动变阻器没有接入电路,则电容器两板间的电势差等于直流恒压电源电压U。场强大小
【小问2详解】
电容器上极板带正电,带正电的微粒受到的电场力竖直向下,则带电微粒在电容器中做类平抛运动
,,
解得
【小问3详解】
恰从电容器下板右侧边缘离开电容器时竖直方向的速度
带电微粒离开电容器后做匀速直线运动,则
解得带电微粒离开电容器后,打到挡板上电容器下板下面的距离
带电微粒打到挡板上的点到电容器上板水平线的距离为
15. 如图所示实物图中,电压表和电流表均为理想电表,为定值电阻,滑动变阻器最大阻值为50Ω,电流表量程为0.6A。闭合开关S,当滑片P滑至某位置时,额定功率的灯泡L恰好正常发光,电流表示数为0.45A,电压表示数为4V,求:
(1)按照实物图的电路,画出电路图;如果灯泡L突然熄灭,此时电流表的示数变为0.5A,电压表的示数变为10V,如果导线完好,分析故障发生的可能原因;
(2)发生故障前滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)电源的电动势和内阻。
【答案】(1),可能是小灯泡L发生断路
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
根据实物图连接电路图如下图所示
电路发生故障后,电流表示数增大,路端电压增大,因此一定是外电路总电阻增大所致,一定是在外电路某处发生断路故障。由于电流表有示数,故不可能断路。由于电压表有示数,故滑动变阻器不可能断路。依题意,导线完好,所以故障可能是小灯泡L发生断路。
【小问2详解】
小灯泡L断路后
则有
小灯泡L未发生断路前恰好正常发光,而小灯泡L的额定电压
小灯泡L的额定电流
小灯泡L未断路前路端电压
变阻器连入电路的阻值
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律
故障前
故障后
联立解得
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