专题04 电场与电流(2大考点)(江苏专用)2026年高考物理二模分类汇编
2026-04-28
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2份
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42页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 静电场,恒定电流 |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.98 MB |
| 发布时间 | 2026-04-28 |
| 更新时间 | 2026-04-28 |
| 作者 | 物李提分加速器工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-04-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57587496.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04.电场与电流(原卷版)
2大考点概览
考点01 静电场
考点02 交直流电及电学实验
静电场
考点01
一.单选题
1.(2026·江苏苏北七市·二调)如图所示,、、是正三角形的三个顶点,是三角形的中心。、处分别放置、的点电荷。现在处放置一点电荷,使点的电场方向平行向右,则的电荷量为( )
A. B. C. D.
2.(2026·江苏南通·二模)如图所示,在平面内有一匀强电场,以坐标原点为圆心的圆,与坐标轴的交点分别为,在纸面内从点向各个方向以等大的速率射出电子,到达圆周上各处的电子中,电子到达点处的动能最大。则( )
A.电场线与轴平行
B.点电势大于点电势
C.在圆周上的各点中,点电势最高
D.到达圆周上处的电子速度相同
3.(2026·江苏前黄高级中学·二模)如图所示,两段半径均为的圆形玻璃管道拼接在一起并固定于竖直面内,管道内壁光滑,为两段管道的中点,两管道在点相切,以为原点沿水平方向建立轴,轴与连线相垂直,等量正、负点电荷分别固定在轴上处。一带正电小球从点沿管道自由下落,运动到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. B.、两点电场强度相同
C.连线上点的电场强度最小 D.小球在点、点速度之比为
4.(2026·江苏镇江第一中学·适应性训练)静电复印简化模型中,复印纸与感光鼓之间形成水平方向的匀强电场,将墨粉颗粒从靠近感光鼓的位置由静止释放,不计重力和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.墨粉颗粒带负电
B.墨粉颗粒在飞往复印纸的过程中,电势能不断增大
C.带电量相同,质量越大的墨粉颗粒,打在复印纸上的速度越大
D.若仅减小感光鼓与复印纸间距,墨粉颗粒打在复印纸上的速率不变
5.(2026·江苏南京第六十六高级中学等多校·二模)如图所示,用细绳悬挂两个质量为,电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场,平衡后小球位置可能为( )
A. B.
C. D.
6.(2026·江苏南京大厂高级中学·二模)如图所示,在AC连线上AM=MO=ON=NC,两个等量异种点电荷分别固定在的M点与N点,则( )
A.A、C两处电势相同
B.A、C两处场强大小相等,方向相反
C.电子从A点移到O点,电场力做负功
D.将电子从B点静止释放,将做直线运动
7.(2026·江苏徐州第三高级中学·二模)如图所示,两等量同种正电荷Q分别放置在椭圆的焦点A、B两点,O点为椭圆中心,P、S是椭圆长轴的端点,取无穷远处电势为零,则( )
A.O点的电势高于M点和N点的电势
B.O点电场强度为零,电势也为零
C.椭圆上M、N两点电场强度相同
D.将一电子从P点移到S点,电场力一直做正功
二.计算题
8.(2026·江苏南京大厂高级中学·二模)如图所示,在竖直平面一、四象限内有匀强磁场和竖直向上的匀强电场,电场强度为E,第三象限竖直向上的匀强电场,电场强度为,为固定的竖直弹性绝缘挡板、一带正电小球甲,从坐标原点O沿与x轴正方向夹角以速度射出,小球恰能做圆周运动;另一质量和电荷量都是甲球两倍带正电的小球乙,从x轴上M点沿x轴正方向以速度射出,两球在第一次到达y轴时恰好发生正碰,碰后两球连为一体,且碰撞时总电荷量不变。球可视为质点,与挡板弹性碰撞时水平速度大小不变,方向相反,挡板长为,重力加速度取g。求:
(1)乙球抛出后的加速度a;
(2)甲乙两球释放的时间差;
(3)甲乙两球碰撞后经过y轴的位置。
交直流电及电学实验
考点02
一.单选题
1.(2026·镇江·零模)如图所示,电路中和分别为电压传感器和电流传感器,R为定值电阻。电容器C充满电后,闭合开关S。传感器所测电压U和电流I的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2026·江苏徐州第三高级中学·二模)如图所示,理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接,已知变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=10Ω,图乙是R两端电压U随时间变化的图像,Um=V。则下列说法中正确的是( )
A.通过R的电流IR随时间t变化的规律是
B.变压器的输入功率为10W
C.电压表V的读数为
D.电流表A的读数为
3.(2026·江苏多校·学情调研)如图所示,电流表、电压表为理想电表。闭合开关S,待电路稳定,移去磁体。与移去前相比较,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电阻R2消耗的功率变大
C.电源的输出功率一定变大
D.电源的效率一定变低
4.(2026·江苏前黄高级中学·二模)除颤仪用于心脏不规则跳动病人的治疗,其基本原理如图所示,先用高压电源给电容器充电,随后开关接通除颤电路,电容器通过自感线圈、贴到人体上的两个电极向人体(可看成电阻)放电,使心脏纤维颤动细胞膜电位恢复正常,再附加其他急救措施后,从而使心脏跳动恢复正常。下列说法正确的是( )
A.电容器充电时连接高压交流电源
B.电容器充电时连接高压直流或交流电源均可
C.开关接通瞬间电流为零
D.开关接通瞬间电流最大
5.(2026·江苏徐州·调研)某牧场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量增加时滑片下移,电表均为理想电表,电源电动势为E、内阻不计。下列说法正确的是( )
A.若选择电压表,水量增多时电压表示数变大
B.若选择电压表,电路中定值电阻的功率随水量变化发生改变
C.若选择电流表,电路的总电阻随水量增多的变化率为正值
D.若选择电流表,滑动变阻器消耗的功率随水量增多一定减小
二.计算题
6.(2026·江苏多校·二模)如图甲所示为一小型交流发电机结构示意图,图中仅画出一匝矩形线圈。线圈绕中心轴OO′以恒定角速度匀速转动,与外电路阻值R=10Ω的定值电阻构成闭合回路,线圈内阻不计。从图甲所示的中性面位置开始计时,通过电阻R的交变电流随时间变化的规律如图乙所示。
(1)求线圈转动产生的感应电动势的最大值Em和有效值E;
(2)若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈,副线圈并联两个用电器:一个标有“20V40W”的灯泡L(正常发光),另一个是阻值的定值电阻。求发电机输出的电功率。
7.(2026·江苏南京天印高级中学·二模)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动,线圈的匝数、电阻,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻。在时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14,求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。
三.实验题
8.(2026·江苏前黄高级中学·二模)某兴趣小组欲利用加速度传感器测定一个电源的内阻,设计了如图甲所示的测量电路。质量为的加速度传感器穿过光滑的水平横杆,劲度系数为的轻弹簧一端固定,另一端连接传感器。电源电动势为,内阻未知,滑动变阻器的总阻值为,有效长度为。主要实验步骤如下:
①按图甲连接电路,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器的正中间,闭合开关,此时电流表指针如图乙所示;
②使系统以某一恒定加速度水平运动,利用加速度传感器测出此时的加速度(以向右为正方向),记录电流表示数;
③重复步骤②,改变系统加速度,得到多组、的测量数据;
④断开开关,整理器材。
回答下列问题:
(1)步骤①中电流表示数为__________;
(2)若系统从静止开始向右加速,则电流表示数将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)当加速度传感器示数为()时,弹簧的形变量为,则滑动变阻器接入电路的有效阻值为__________(用、、表示);
(4)利用图像来处理获得的多组实验数据,若以为纵轴,以为横轴,通过描点可以做出如图丙所示的线性关系图像,图像纵截距为。根据题目中所给的字母,可得该电源的内阻为__________(用、、、、表示);
(5)若考虑电流表的内阻,对电源内阻的测量结果__________(选填“有”或“无”)影响,并说明理由:_________________________________________________。
9.(2026·江苏南京天印高级中学·二模)某同学为了测量一电流表内阻,采用如图甲所示的电路进行实验。已知电流表的量程是2mA,内阻约是50Ω,电池的电动势约为6V。
(1)请用笔画线代替导线,在图中完成实物电路的连接__________;
(2)按图甲连接好电路后,接下来的正确操作顺序是_________;
①将电阻箱R的电阻调到零,滑动变阻器R1的滑片调到最右端;
②读出电阻箱的电阻值Rx,可以认为电流表的内阻r=Rx;
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为;
④闭合开关S,调节变阻器R1的滑片,使得电流表达到满偏电流I0;
(3)可供选择的器材有:
A.滑动变阻器(0~5Ω,3A)
B.滑动变阻器(0~50Ω,1A)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.电阻箱(0~9999Ω)
为了比较准确地测量出电流表的内阻,应选用的滑动变阻器R1是_________________;电阻箱R是__________;(填仪器前的字母序号)
(4)本实验中电流表内阻的测量值___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值;
(5)如果升高电池的电动势,用此电路测出的电流表的内阻的误差将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(6)若测得电流表的内阻为R0,为将其改装成量程为0.6A的安培表,应________(选填“串联”、“并联”)阻值为__________电阻。
10.(2026·江苏多校·二模)某实验兴趣小组设计电路测量某干电池组的电动势和内阻,同时探究熄火保护装置的工作原理。已知定值电阻R0=2Ω,数字毫安表内阻约为1Ω,数字毫伏表内阻约为10MΩ,电源内阻较小。
(1)按照图(a)所示的电路图,将图(b)中的器材实物连线补充完整________。
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②接法I:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录若干组数据U1−I1的值,断开开关S0
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法II:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录若干组数据U2−I2的值,断开开关S0
⑤分别作出两种情况所对应的U1−I1和U2−I2图像
某次读取电表数据时,电压表指针如图(c)所示,此时U1=___________V。(保留两位小数)
(3)根据测得数据,作出U1−I1和U2−I2图像如图(d)所示,根据图线求得电源电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(保留两位小数)
(4)由图(d)可知___________(填“接法I”或“接法II”)测得的电源内阻更接近真实值;综合考虑,若只能选择一种接法,应选择___________(填“接法I”或“接法II”)测量更合适。
(5)小组利用上述电源探究熄火保护装置的工作原理,该装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所示的电路(部分连线未完成)进行探究,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω,则未完成的连接中,Q端应和___________(填“b”或“c”)处相连,理由是___________;正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于___________(填“d”或“e”)端。
(6)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2,从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温。测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E′随时间t的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为___________s(保留3位有效数字)。
11.(2026·江苏苏北七市·二调)1.为测量纽扣电池电动势和内阻,选用以下器材:
A.待测纽扣电池(电动势约3V,内阻约)
B.电压表V(量程为3V,内阻约)
C.电流表A(量程为0.6A,内阻约)
D.滑动变阻器R(,2A)
E.定值电阻
F.开关S和导线若干
(1)某实验小组用图甲所示电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“左端”或“右端”);
(2)实验中,测得电压表示数和对应的电流表示数,根据图乙中已描出的各点作出图像;
(3)由图像可得,该纽扣电池的电动势______V,内阻______。(结果均保留两位有效数字)
(4)小明用图丙所示电路进行实验,将电压表接在、间测得电压,再将电压表接在、间测得的电压为,改变滑动变阻器的滑片位置多次测量,根据测得的多组数据在图丁中作出图像。已知图线的横截距为,纵截距为。则该纽扣电池的电动势______,______。(用字母、和表示)
(5)在(4)问中,小李同学认为测得后将电压表接在、间测得电压,作出图像计算和。你认为小李的方案是否可行______(选填“是”或“否”),请简要说明理由______。
12.(2026·江苏镇江第一中学等多校·二模)近年来新能源汽车得到了空前发展,使用新能源的车主发现新旧电池不能混用,更换电池时须整体更换。某学习小组为了探究新旧电池不能混用的原因,利用普通5号碱性电池做了如下模拟实验。实验器材如下:
新、旧5号碱性电池若干;
灵敏电流计G(量程0~2mA,内阻为5Ω);
电流表A(量程0~0.6A,内阻为2Ω);
滑动变阻器(最大阻值为20Ω);
电阻箱(最大阻值为9999Ω);
开关、导线若干。
(1)小王同学用上述器材分别测量5号碱性电池A、B的电源电动势和内阻(每次测量一节电池)。首先他把灵敏电流计和电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表,电阻箱的阻值应调至______Ω;
(2)电压表改装完成后,小王同学设计了如图甲所示的电路进行实验,利用实验数据作出了如图乙所示的U-I图像。由图乙可知,有可能是旧电池的是______(选填“A”或“B”),其电动势为______V,内阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
(3)小李同学对标有“2.0V,0.5W”的小灯泡描绘出了伏安特性曲线,如乙图中的C所示。若将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电,则该电池组的发热功率为______W(结果保留两位有效数字)。由此他们推测新旧电池不能混用的原因可能是混用后电池内阻消耗的功率太大。
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专题04.电场与电流(解析版)
2大考点概览
考点01 静电场
考点02 交直流电及电学实验
静电场
考点01
一.单选题
1.(2026·江苏苏北七市·二调)如图所示,、、是正三角形的三个顶点,是三角形的中心。、处分别放置、的点电荷。现在处放置一点电荷,使点的电场方向平行向右,则的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】正三角形中心O到三个顶点的距离相等,设为,根据点电荷场强公式
分解各电荷在O点场强的竖直分量,A处,正电荷场强背离A,方向竖直向下,
B处,正电荷场强背离B,方向斜向右上,与水平方向夹角,竖直分量
C处场强竖直分量
令竖直合分量为0,
代入整理得
解得
故选B。
2.(2026·江苏南通·二模)如图所示,在平面内有一匀强电场,以坐标原点为圆心的圆,与坐标轴的交点分别为,在纸面内从点向各个方向以等大的速率射出电子,到达圆周上各处的电子中,电子到达点处的动能最大。则( )
A.电场线与轴平行
B.点电势大于点电势
C.在圆周上的各点中,点电势最高
D.到达圆周上处的电子速度相同
【答案】C
【详解】根据动能定理,电子初速率相等,到达点动能最大,说明从 到 电场力做功最多
由此可推得: 电子带负电,电场力沿 轴正方向,因此电场方向沿 轴负方向(向下),匀强电场中沿电场方向电势逐渐降低。
A.电场方向沿轴,电场线与轴平行,不是轴,A错误;
B.匀强电场中等势面垂直于电场,因此等势面平行于轴,、在同一等势面上,电势相等,B错误;
C.电场方向沿轴负方向,沿电场方向电势降低,圆周上点坐标最大,因此点电势最高,C正确;
D.速度是矢量,、电势相等,电子到达两点的速率相等,但速度方向不同,因此速度不同,D错误。
故选C 。
3.(2026·江苏前黄高级中学·二模)如图所示,两段半径均为的圆形玻璃管道拼接在一起并固定于竖直面内,管道内壁光滑,为两段管道的中点,两管道在点相切,以为原点沿水平方向建立轴,轴与连线相垂直,等量正、负点电荷分别固定在轴上处。一带正电小球从点沿管道自由下落,运动到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. B.、两点电场强度相同
C.连线上点的电场强度最小 D.小球在点、点速度之比为
【答案】B
【详解】A.由题意可知中垂线上所有点电势为0,即
、两点关于原点中心对称。
点电势为
点电势为
由中心对称关系,
得
又
因此,
即,故A错误;
B.在等量异种电荷的电场中,关于原点对称的两点,电场强度大小相等、方向相同。因为、两点关于原点对称,所以、两点的电场强度相同,故B 正确;
C.在两等量异种电荷连线的中垂线上,中点处的电场线最密,电场强度最大。向两侧延伸场强逐渐减小。故点电场强度最大,故C 错误;
D.小球从运动到的过程中,由于、、均在等势面上,电场力不做功,只有重力做功。从到根据动能定理可得
解得
从到根据动能定理有
解得
所以,故D错误。
故选B。
4.(2026·江苏镇江第一中学·适应性训练)静电复印简化模型中,复印纸与感光鼓之间形成水平方向的匀强电场,将墨粉颗粒从靠近感光鼓的位置由静止释放,不计重力和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.墨粉颗粒带负电
B.墨粉颗粒在飞往复印纸的过程中,电势能不断增大
C.带电量相同,质量越大的墨粉颗粒,打在复印纸上的速度越大
D.若仅减小感光鼓与复印纸间距,墨粉颗粒打在复印纸上的速率不变
【答案】D
【详解】A.由题图可知,感光鼓带正电,复印纸带负电,板间电场方向水平向右。墨粉颗粒由静止释放后向右运动,说明所受电场力方向向右,与电场方向相同,所以墨粉颗粒带正电,故A错误;
B.墨粉颗粒在飞往复印纸的过程中,电场力方向与运动方向相同,电场力做正功,电势能不断减小,故B错误;
C.根据动能定理有
解得
若带电量相同,质量越大的墨粉颗粒,打在复印纸上的速度越小,故C错误;
D.若仅减小感光鼓与复印纸间距,由于感光鼓与复印纸间的电势差保持不变,根据可知,墨粉颗粒打在复印纸上的速率不变,故D正确。
故选D。
5.(2026·江苏南京第六十六高级中学等多校·二模)如图所示,用细绳悬挂两个质量为,电荷量分别为的小球。现在该装置所在区域施加一斜向右上方的匀强电场,平衡后小球位置可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对两球构成的整体进行受力分析
两小球受电场力等大反向,可知绳子拉力和重力等大反向,故上面绳应该处于竖直方向。
故选C。
6.(2026·江苏南京大厂高级中学·二模)如图所示,在AC连线上AM=MO=ON=NC,两个等量异种点电荷分别固定在的M点与N点,则( )
A.A、C两处电势相同
B.A、C两处场强大小相等,方向相反
C.电子从A点移到O点,电场力做负功
D.将电子从B点静止释放,将做直线运动
【答案】C
【详解】A.根据等量的异种电荷的等势面的特点可知,O点电势为零,O点左侧电势均为正值,O点右侧电势均为负值,故A点电势为正,C点电势为负,故A点电势高于C点电势,故A错误;
B.根据等量的异种电荷的电场线的分布可知,A、 C两处场强大小相等,方向相同,故B错误;
C.根据电场力做功
电子的电荷量为负,UAO>0,故电子从 A点移到 O点,电场力做负功,故C正确;
D.根据等量的异种电荷的电场线的分布可知,B点处的电场线为曲线,故将电子从 B点静止释放后,电子不可能做直线运动,故D错误。
故选C。
7.(2026·江苏徐州第三高级中学·二模)如图所示,两等量同种正电荷Q分别放置在椭圆的焦点A、B两点,O点为椭圆中心,P、S是椭圆长轴的端点,取无穷远处电势为零,则( )
A.O点的电势高于M点和N点的电势
B.O点电场强度为零,电势也为零
C.椭圆上M、N两点电场强度相同
D.将一电子从P点移到S点,电场力一直做正功
【答案】A
【详解】A.根据等量同种电荷的电场线分布可知在中垂线上电场线的方向分别是OM和ON方向,根据沿着电场线方向,电势逐渐降低,可知O点的电势高于M点和N点的电势,故A正确;
B.根据等量同种正点电荷的电场分布规律,可知O点电场强度为零,根据等量同种正点电荷的电势分布规律,可知O点电势大于零,故B错误;
C.由等量同种点电荷的电场分布特点及题图中的对称关系易知,M、N两点场强大小相等,方向相反,故C错误;
D.等量同种正点电荷的电场线与等势线分布规律如图所示
根据等势线分布规律可知,P点与S点电势相等,将一电子从P点移到S点过程中,电势可能一直不变,也可能先升高后降低或先降低或升高,对应电场力一直不做功、先做正功后做负功、先做负功后做正功,故D错误。
故选A。
二.计算题
8.(2026·江苏南京大厂高级中学·二模)如图所示,在竖直平面一、四象限内有匀强磁场和竖直向上的匀强电场,电场强度为E,第三象限竖直向上的匀强电场,电场强度为,为固定的竖直弹性绝缘挡板、一带正电小球甲,从坐标原点O沿与x轴正方向夹角以速度射出,小球恰能做圆周运动;另一质量和电荷量都是甲球两倍带正电的小球乙,从x轴上M点沿x轴正方向以速度射出,两球在第一次到达y轴时恰好发生正碰,碰后两球连为一体,且碰撞时总电荷量不变。球可视为质点,与挡板弹性碰撞时水平速度大小不变,方向相反,挡板长为,重力加速度取g。求:
(1)乙球抛出后的加速度a;
(2)甲乙两球释放的时间差;
(3)甲乙两球碰撞后经过y轴的位置。
【答案】(1);(2);(3),,
【详解】(1)甲球圆周运动有
乙球受力分析
解得
(2)甲乙两球在y轴正碰,乙球速度与y轴成,甲运动时间,乙运动时间;
乙球
甲球运动半径r
解得
(3)甲乙碰撞后速度为,根据动能定理可知
做圆周运动下降的位移
圆周运动经过y轴B点的长度
以速度再次进入第三象限,加速度不变仍为a,运动时间与挡板碰撞,水平位移关系
做类平抛运动与弹性碰撞向下的长度
能够和碰撞C点
从B点与碰撞后运动至D点交于y轴,下降的位移
与碰撞后经过y轴的速度在x方向的分量始终不变,做圆周运动时,距离
做圆周运动经过y轴E点的长度
与不再碰
小球碰撞后有3次经过y轴位置分别为
交直流电及电学实验
考点02
一.单选题
1.(2026·镇江·零模)如图所示,电路中和分别为电压传感器和电流传感器,R为定值电阻。电容器C充满电后,闭合开关S。传感器所测电压U和电流I的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】电路中测量定值电阻两端的电压,测量流过定值电阻的电流(电表均为理想电表),根据欧姆定律有
可得
所以传感器所测电压U和电流I呈线性关系,B正确。
故选B。
2.(2026·江苏徐州第三高级中学·二模)如图所示,理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接,已知变压器的原副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=10Ω,图乙是R两端电压U随时间变化的图像,Um=V。则下列说法中正确的是( )
A.通过R的电流IR随时间t变化的规律是
B.变压器的输入功率为10W
C.电压表V的读数为
D.电流表A的读数为
【答案】B
【详解】A.U随时间变化规律是
所以
故A错误;
B.通过电阻R电流的有效值为
变压器的输入功率等于R消耗的功率,即
故B正确;
C.电压表V的读数为R两端电压的有效值,即
故C错误;
D.根据理想变压器变流规律可得电流表A的读数,即原线圈电流的有效值为
故D错误。
故选B。
3.(2026·江苏多校·学情调研)如图所示,电流表、电压表为理想电表。闭合开关S,待电路稳定,移去磁体。与移去前相比较,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B.电阻R2消耗的功率变大
C.电源的输出功率一定变大
D.电源的效率一定变低
【答案】B
【详解】A.移去磁体,则干簧管内部开关断开,则相当于电阻变大,则总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,则电压表读数变大,根据欧姆定律可知,R1两端的电压减小,R2电压变大,因此电流表读数变大,电压表示数变大,故A错误;
B.根据功率
结合上述分析可知,R2两端的电压变大,阻值不变,因此电阻R2消耗的功率变大,故B正确;
C.当外电阻等于电源内阻时输出功率最大,因外电阻与内电阻的变化关系不确定,则不能确定输出功率如何变化,故C错误;
D.电源效率为
因为外电阻变大,则电源效率变大,故D错误。
故选B。
4.(2026·江苏前黄高级中学·二模)除颤仪用于心脏不规则跳动病人的治疗,其基本原理如图所示,先用高压电源给电容器充电,随后开关接通除颤电路,电容器通过自感线圈、贴到人体上的两个电极向人体(可看成电阻)放电,使心脏纤维颤动细胞膜电位恢复正常,再附加其他急救措施后,从而使心脏跳动恢复正常。下列说法正确的是( )
A.电容器充电时连接高压交流电源
B.电容器充电时连接高压直流或交流电源均可
C.开关接通瞬间电流为零
D.开关接通瞬间电流最大
【答案】C
【详解】AB.电容器充电是将电能储存起来,为了使电容器能够稳定地储存电荷,需要一个能够提供恒定电压的电源。高压交流电源的电压方向和大小随时间做周期性变化,无法使电容器稳定充电。而高压直流电源可以提供恒定的电压,能够让电容器稳定地储存电荷。所以电容器充电时应连接高压直流电源,故AB错误。
CD.当开关接通瞬间,由于自感线圈的存在,根据自感现象的特点,自感线圈会产生感应电动势来阻碍电流的变化。
此时电流不能瞬间发生变化,而在开关接通前电路中电流为零,所以开关接通瞬间电流为零,故C正确,D错误。
故选C。
5.(2026·江苏徐州·调研)某牧场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量增加时滑片下移,电表均为理想电表,电源电动势为E、内阻不计。下列说法正确的是( )
A.若选择电压表,水量增多时电压表示数变大
B.若选择电压表,电路中定值电阻的功率随水量变化发生改变
C.若选择电流表,电路的总电阻随水量增多的变化率为正值
D.若选择电流表,滑动变阻器消耗的功率随水量增多一定减小
【答案】A
【详解】A.若选择电压表,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,且电压表测R的滑片至最上端的电压,无论滑片如何移动,变阻器接入电路的阻值不变,闭合开关S,水量增多时,滑片下移,R上半部分的电阻增大,R上半部分分得的电压增大,即电压表示数变大,故A正确;
B.由上分析可知,若选择电压表,滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中,无论滑片如何移动,变阻器接入电路的阻值不变,由欧姆定律可得,电路中的电流不变,电路中定值电阻的功率不变,故B错误;
C.如果选择电流表,滑动变阻器R滑片以下的部分和定值电阻R0串联在电路中,电流表测电路中的电流,水量增多时,滑片下移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可得,电路电流增大,所以电路的总电阻随水量增多的变化率为负值,故C错误;
D.把R0看成内阻,因不知道滑动变阻器阻值R与R0的大小关系,所以无法判断滑动变阻器消耗的功率随水量增多的变化情况,故D错误。
故选A。
二.计算题
6.(2026·江苏多校·二模)如图甲所示为一小型交流发电机结构示意图,图中仅画出一匝矩形线圈。线圈绕中心轴OO′以恒定角速度匀速转动,与外电路阻值R=10Ω的定值电阻构成闭合回路,线圈内阻不计。从图甲所示的中性面位置开始计时,通过电阻R的交变电流随时间变化的规律如图乙所示。
(1)求线圈转动产生的感应电动势的最大值Em和有效值E;
(2)若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈,副线圈并联两个用电器:一个标有“20V40W”的灯泡L(正常发光),另一个是阻值的定值电阻。求发电机输出的电功率。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)由图乙可知电流最大值为,根据闭合电路欧姆定律可得感应电动势的最大值为
则感应电动势的有效值为
(2)若将该发电机输出端接一原、副线圈匝数比的理想变压器的原线圈,则原线圈输入电压为;根据,可得副线圈输出电压为
通过灯泡的电流为
通过定值电阻的电流为
则副线圈的电流为
发电机输出的电功率为
7.(2026·江苏南京天印高级中学·二模)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动,线圈的匝数、电阻,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻。在时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14,求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。
【答案】(1);(2),
【详解】(1)由图像可知
,
交流发电机产生的电动势的最大值为
(2)电动势有效值为
电路中电流的有效值为
电阻R的电功率为
从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量为
三.实验题
8.(2026·江苏前黄高级中学·二模)某兴趣小组欲利用加速度传感器测定一个电源的内阻,设计了如图甲所示的测量电路。质量为的加速度传感器穿过光滑的水平横杆,劲度系数为的轻弹簧一端固定,另一端连接传感器。电源电动势为,内阻未知,滑动变阻器的总阻值为,有效长度为。主要实验步骤如下:
①按图甲连接电路,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器的正中间,闭合开关,此时电流表指针如图乙所示;
②使系统以某一恒定加速度水平运动,利用加速度传感器测出此时的加速度(以向右为正方向),记录电流表示数;
③重复步骤②,改变系统加速度,得到多组、的测量数据;
④断开开关,整理器材。
回答下列问题:
(1)步骤①中电流表示数为__________;
(2)若系统从静止开始向右加速,则电流表示数将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)当加速度传感器示数为()时,弹簧的形变量为,则滑动变阻器接入电路的有效阻值为__________(用、、表示);
(4)利用图像来处理获得的多组实验数据,若以为纵轴,以为横轴,通过描点可以做出如图丙所示的线性关系图像,图像纵截距为。根据题目中所给的字母,可得该电源的内阻为__________(用、、、、表示);
(5)若考虑电流表的内阻,对电源内阻的测量结果__________(选填“有”或“无”)影响,并说明理由:_________________________________________________。
【答案】(1)0.26
(2)变小
(3)
(4)
(5) 有 电流表内阻会被计入电源内阻的测量值中,导致测量结果偏大。
【详解】(1)图乙电流表选择的量程为,分度值为0.02A,因此电流表的示数为。
(2)若系统从静止开始向右加速,则加速度传感器应受到向右的合力,故弹簧会被压缩,所以滑动变阻器的滑动触头会向左移动,因此滑动变阻器接入电路的电阻会变大,根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流为
所以随着外电阻的增大,电路中的电流会变小。
(3)滑动变阻器的总阻值为,有效长度为,当加速度(向右加速)时,弹簧被压缩,则滑动触头向左移动,此时接入电路的有效长度为
由于滑动变阻器的阻值与长度成正比可得,所以此时接入电路的有效阻值为
(4)当加速度传感器示数为()时,弹簧的压缩量为,则对加速度传感器列牛顿第二定律方程有
解得
根据闭合电路欧姆定律有
整理变形得
所以图像与纵轴的截距为
解得该电源的内阻为
(5)[1][2] 当考虑电流表的内阻时,闭合电路欧姆定律的表达式会变为
在推导的线性关系时,电流表的内阻会和电源的内阻r合并为一个等效内阻
因此计算出的“电源内阻”实际上是,和真实的电源内阻r不一致。所以若考虑电流表的内阻,对电源内阻的测量结果会有影响,电流表内阻会被计入电源内阻的测量值中,导致测量结果偏大。
9.(2026·江苏南京天印高级中学·二模)某同学为了测量一电流表内阻,采用如图甲所示的电路进行实验。已知电流表的量程是2mA,内阻约是50Ω,电池的电动势约为6V。
(1)请用笔画线代替导线,在图中完成实物电路的连接__________;
(2)按图甲连接好电路后,接下来的正确操作顺序是_________;
①将电阻箱R的电阻调到零,滑动变阻器R1的滑片调到最右端;
②读出电阻箱的电阻值Rx,可以认为电流表的内阻r=Rx;
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为;
④闭合开关S,调节变阻器R1的滑片,使得电流表达到满偏电流I0;
(3)可供选择的器材有:
A.滑动变阻器(0~5Ω,3A)
B.滑动变阻器(0~50Ω,1A)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.电阻箱(0~9999Ω)
为了比较准确地测量出电流表的内阻,应选用的滑动变阻器R1是_________________;电阻箱R是__________;(填仪器前的字母序号)
(4)本实验中电流表内阻的测量值___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)电流表内阻的真实值;
(5)如果升高电池的电动势,用此电路测出的电流表的内阻的误差将_________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(6)若测得电流表的内阻为R0,为将其改装成量程为0.6A的安培表,应________(选填“串联”、“并联”)阻值为__________电阻。
【答案】 ①④③② A C 大于 减小 并联
【详解】(1)[1]实物电路的连接图如下
(2)[2]该实验为半偏法测电流表内阻,实验原理与步骤为:刚开始将电阻箱R的电阻调到零,滑动变阻器R1的滑片滑到最右端;接着闭合开关S,调节变阻器R1的滑片,使得电流表达到满偏电流I0,则并联电压为
再保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为,此时
最后读出电阻箱的电阻值Rx,可以认为电流表的内阻
r=Rx
故正确操作顺序是①④③②;
(3)[3]本实验滑动变阻器采用分压式接法,为方便操作,应选用最大阻值较小的滑动变阻器,故选A;
[4]由于电流表内阻较小,因此电阻箱应选用最大阻值较小、最小测量挡位更小的C;
(4)[5]此实验过程中认为电阻箱串联电流表后并联电压不变,而实际情况是电阻箱串联电流表后电路总电阻变大,干路电流减小,并联电压变大,故所串联的电阻箱分压大于电流表的分压,其阻值大于电流表的内阻,故测量值大于真实值;
(5)[6]若升高电源的电动势,电阻箱阻值接入电路后,对全电路电压分配的影响减小,因此测量误差减小;
(6)[7][8]改装成安培表,需要并联分流电阻,并联的分流电阻阻值为
10.(2026·江苏多校·二模)某实验兴趣小组设计电路测量某干电池组的电动势和内阻,同时探究熄火保护装置的工作原理。已知定值电阻R0=2Ω,数字毫安表内阻约为1Ω,数字毫伏表内阻约为10MΩ,电源内阻较小。
(1)按照图(a)所示的电路图,将图(b)中的器材实物连线补充完整________。
(2)实验操作步骤如下:
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②接法I:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录若干组数据U1−I1的值,断开开关S0
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法II:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录若干组数据U2−I2的值,断开开关S0
⑤分别作出两种情况所对应的U1−I1和U2−I2图像
某次读取电表数据时,电压表指针如图(c)所示,此时U1=___________V。(保留两位小数)
(3)根据测得数据,作出U1−I1和U2−I2图像如图(d)所示,根据图线求得电源电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(保留两位小数)
(4)由图(d)可知___________(填“接法I”或“接法II”)测得的电源内阻更接近真实值;综合考虑,若只能选择一种接法,应选择___________(填“接法I”或“接法II”)测量更合适。
(5)小组利用上述电源探究熄火保护装置的工作原理,该装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所示的电路(部分连线未完成)进行探究,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω,则未完成的连接中,Q端应和___________(填“b”或“c”)处相连,理由是___________;正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于___________(填“d”或“e”)端。
(6)闭合开关S1、S2,实验测得组合体电阻为0.020Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2,从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温。测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E′随时间t的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为___________s(保留3位有效数字)。
【答案】(1)
(2)1.30
(3) 1.80 2.50
(4) II II
(5) b 组合体电阻远小于数字毫伏表内阻 e
(6)17.5
【详解】(1)根据图(a)所示的电路图,图(b)中的器材实物连线如下
(2)图(c)可知电压表最小分度值为0.1V,则
(3)[1][2]开关接1,则有
当电流表示数为零时,电压表测量准确,可知这种方法电动势测量准确,由图可知
开关接2,则有
因为电压表有分流作用,所以电流表测量值小于干路电流真实值,当电压表示数为0时(电阻R被短路),电流表测量准确,电路中的短路电流为0.4A,则有
联立解得
(4)[1][2]接法II可消除电流表内阻的系统误差,电源内阻更接近真实值;若综合考虑,若只能选择一种接法,应选择II测量更合适。
(5)[1][2]根据题意可知,组合体电阻不超过0.05Ω,相比较远小于数字毫伏表内阻,应采用数字毫安表外接法,即Q端应和b处相连。
[3]滑动变阻器采用分压接法,闭合开关时,为了保护电表,滑动变阻器的滑片应置于e端。
(6)根据题意,由闭合回路欧姆定律可知,衔铁被释放时,电动势为
停止加热时,热电偶受热产生的电动势最大,如图
由图可知,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为
11.(2026·江苏苏北七市·二调)1.为测量纽扣电池电动势和内阻,选用以下器材:
A.待测纽扣电池(电动势约3V,内阻约)
B.电压表V(量程为3V,内阻约)
C.电流表A(量程为0.6A,内阻约)
D.滑动变阻器R(,2A)
E.定值电阻
F.开关S和导线若干
(1)某实验小组用图甲所示电路进行实验,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于______(选填“左端”或“右端”);
(2)实验中,测得电压表示数和对应的电流表示数,根据图乙中已描出的各点作出图像;
(3)由图像可得,该纽扣电池的电动势______V,内阻______。(结果均保留两位有效数字)
(4)小明用图丙所示电路进行实验,将电压表接在、间测得电压,再将电压表接在、间测得的电压为,改变滑动变阻器的滑片位置多次测量,根据测得的多组数据在图丁中作出图像。已知图线的横截距为,纵截距为。则该纽扣电池的电动势______,______。(用字母、和表示)
(5)在(4)问中,小李同学认为测得后将电压表接在、间测得电压,作出图像计算和。你认为小李的方案是否可行______(选填“是”或“否”),请简要说明理由______。
【答案】(1)左端
(2)见解析
(3) 2.8 0.60
(4)
(5) 否 小李先后两次测量,电压表接入位置改变,电路总电阻变化,干路电流改变,两次测得的电压不对应同一工作状态,因此无法得到和的正确关系,方案不可行。
【详解】(1)闭合开关前,滑动变阻器应调至接入阻值最大处,保护电路,由图甲可知滑片置于左端时接入电阻最大。
(2)舍去偏离较远的点,作一条直线,使大部分测量点落在直线上,剩余点均匀分布在直线两侧,如下图示意
(3)[1]由闭合电路欧姆定律得
即
图像纵截距为电动势,斜率绝对值
由此计算得
[2]
(4)[1]电路电流
由闭合电路欧姆定律
整理得
对照图像可知纵截距
[2]横截距为时
代入得
整理得
(5)小李先后两次测量,电压表接入位置改变,电路总电阻变化,干路电流改变,两次测得的电压不对应同一工作状态,因此无法得到和的正确关系,方案不可行。
12.(2026·江苏镇江第一中学等多校·二模)近年来新能源汽车得到了空前发展,使用新能源的车主发现新旧电池不能混用,更换电池时须整体更换。某学习小组为了探究新旧电池不能混用的原因,利用普通5号碱性电池做了如下模拟实验。实验器材如下:
新、旧5号碱性电池若干;
灵敏电流计G(量程0~2mA,内阻为5Ω);
电流表A(量程0~0.6A,内阻为2Ω);
滑动变阻器(最大阻值为20Ω);
电阻箱(最大阻值为9999Ω);
开关、导线若干。
(1)小王同学用上述器材分别测量5号碱性电池A、B的电源电动势和内阻(每次测量一节电池)。首先他把灵敏电流计和电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表,电阻箱的阻值应调至______Ω;
(2)电压表改装完成后,小王同学设计了如图甲所示的电路进行实验,利用实验数据作出了如图乙所示的U-I图像。由图乙可知,有可能是旧电池的是______(选填“A”或“B”),其电动势为______V,内阻为______Ω(结果保留两位有效数字)。
(3)小李同学对标有“2.0V,0.5W”的小灯泡描绘出了伏安特性曲线,如乙图中的C所示。若将上述A、B两节电池串联起来为该小灯泡供电,则该电池组的发热功率为______W(结果保留两位有效数字)。由此他们推测新旧电池不能混用的原因可能是混用后电池内阻消耗的功率太大。
【答案】(1)1495
(2) A 1.4 26
(3)0.14
【详解】(1)灵敏电流计改装电压表需要串联分压电阻,根据欧姆定律
(2)[1]旧电池的特性是电动势接近标称值,但内阻远大于新电池。根据闭合电路欧姆定律,对本实验电路有
U-I图像斜率的绝对值等于,斜率越大,电源内阻越大。 由图可知,图线A斜率更大,内阻更大,因此A是旧电池,故选A;
[2]U-I图像纵轴截距等于电动势,得;
[3]斜率绝对值
电源内阻
(3)同理可得新电池B的参数,
A、B串联后,总电动势,总内阻
电源供电时满足
即
该线与小灯泡伏安特性C的交点工作电流约为,因此电池组发热功率
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