内容正文:
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·吉林通化梅河口市第五中学·二模)如图所示,一抛物线形状的光滑绝缘导轨竖直放置在水平向右的匀强电场中,导轨右下端固定在B点,O为导轨的顶点,O点离地面的高度为h,A点在O点的正下方,A、B两点相距2h,导轨上套有一个小球P,小球P通过绝缘轻杆与光滑绝缘水平地面上的小球Q相连。两小球的质量均为m,带电荷量均为q,均带正电,轻杆的长度为2h,重力加速度大小为g,电场强度大小。现将小球P从距地面高处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.小球P即将落地时,它的速度大小为
B.小球P从刚接触地面到静止过程的动量改变量为
C.从静止释放到小球P即将落地,轻杆对小球Q做的功为
D.小球P即将落地时,它的速度方向与水平方向的夹角为60°
【答案】A
【详解】D.平抛运动轨迹为抛物线,将题述沿抛物线形导轨的运动类比平抛运动,可知小球即将落地时,它的速度方向与抛物线导轨相切,根据上述类比平抛运动知识可知,小球的速度方向与水平方向的夹角满足,,选项D错误;
A.设小球P即将落地时它的速度为,小球Q的速度大小为,根据系统的机械能守恒有
小球P与Q沿杆方向的分速度相等,则有
由数学知识得,
代入得,,选项A正确;
B.根据,选项B错误;
C.对小球Q,由动能定理
解得,选项C错误。
故选A。
2.(2026·辽宁鞍山岫岩满族自治县·模拟预测)如图所示水平放置的平行板电容器,两板间距为,电压恒为,两板间为匀强电场。为便于描述,以两板中心连线中点为坐标原点并建立如图平面直角坐标系。、分别为A、B两板与轴交点,点为一粒子源沿轴正向以速度发射出一个质量为、带正电粒子,粒子沿轴正向做匀速运动(粒子落到极板即被吸附,坐标轴不随极板转动)。则下列说法正确的是( )
A.A板带正电,B板带负电,粒子的电荷量为
B.若两板以点为轴在纸面内逆时针转动,同时粒子速度方向变为与x轴正方向成向右上方,则粒子将做曲线运动
C.若A、B两板分别以、为轴在纸面内逆时针转动后,仍沿轴正向射入的粒子将做直线运动
D.若两板以O点为轴在纸面内顺时针转动,粒子由点以沿轴负方向射入,当其达到A板时增加的动能为,则粒子的初速度为
【答案】C
【详解】A.粒子沿轴正向做匀速运动,受力平衡。粒子受竖直向下的重力和竖直向上的电场力,故
因粒子带正电,电场力向上,则电场强度方向向上,所以下板B带正电,上板A带负电。由
解得,故A错误;
B.若两板以点为轴在纸面内逆时针转动,电场强度方向也逆时针转动,即指向左上方,与轴夹角为。电场力大小不变。粒子受重力竖直向下,根据几何关系可知,电场力与重力夹角为120°。合力方向与粒子初速度方向相反,所以粒子做直线运动,故B错误;
C.若A、B两板分别以、为轴在纸面内逆时针转动,两板仍平行,板间距变为
电压不变,场强
电场力
方向垂直板向上(与轴夹角指向左上方)。电场力竖直分量
与重力平衡。水平分量
方向向左。粒子所受合力水平向左,初速度水平向右,粒子做匀减速直线运动,故C正确;
D.两板以O为轴在纸面内顺时针转动90°,电场力大小不变为mg,方向为水平向右,水平方向做匀加速直线运动,
竖直方向做初速度为v0,加速度为g的匀加速直线运动,
而动能的增加量为
解得,故D错误。
故选C。
3.(2026·辽宁营口·二模)如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向的夹角为37°。重力加速度大小为g,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )
A.小球带正电
B.匀强电场的电场强度大小为
C.现用外力缓慢把小球拉到最低点,电势能减少
D.在最低点由静止释放小球,小球到达A点时细线的拉力大小为
【答案】D
【详解】A.小球静止时细线向左偏,电场水平向右,故小球受到向左的电场力,它带负电,故A错误;
B.由平衡条件有
解得,故B错误;
C.将小球拉到最低点的过程中,电场力做的功
电场力做负功,电势能增加,故C错误;
D.小球从最低点到A点,由动能定理有
代入数据得
在A点,有
解得,故D正确。
故选D。
4.(2026·辽宁鞍山·二模)如图,实线为某电场的等势线分布示意图,一个带电粒子仅在静电力的作用下沿虚线轨迹由M点运动到N点,则( )
A.带电粒子带正电
B.等势线d的电势最高
C.带电粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
D.带电粒子在M点具有的电势能大于在N点具有的电势能
【答案】C
【详解】A.电场线方向由高电势指向低电势,由图可知电势由外向内降低,故电场线方向指向中心。粒子做曲线运动,所受静电力指向轨迹凹侧。由图可知,轨迹向下弯曲(远离中心),说明粒子受到的静电力方向大致指向外侧。静电力方向与电场线方向相反,所以带电粒子带负电,故A错误;
B.由图可知,等势线的电势为,是最低的,故B错误;
C.等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小,等差等势线越密的地方电场强度越大。由图可知,点处的等势线比点处的等势线密,所以点的电场强度大于点的电场强度,即。根据可知,带电粒子在点受到的静电力大于在点受到的静电力,故C正确;
D.带电粒子带负电,点的电势高于点的电势。根据电势能公式,负电荷在电势高的地方电势能小,所以带电粒子在点具有的电势能小于在点具有的电势能,故D错误。
故选C。
二、多选题
5.(2026·吉林白山第二中学·模拟预测)如图所示,半径为R=0.8m的圆上有M、N、P三点,其中MN为直径,P点为半圆MN上靠近M点的三等分点。空间中存在与圆面平行的匀强电场。带电荷量为q=+0.02C的试探电荷从M点移动到P点的过程克服电场力做的功为2J,该试探电荷从M移动到N的过程电场力做的功为-8J。规定N点电势为0。下列说法正确的是( )
A.P点电势为300V
B.试探电荷在O点的电势能为-4J
C.匀强电场的方向为从M指向N
D.匀强电场的电场强度大小为250N/C
【答案】BD
【详解】A.由电势差公式可知,
解得,,故A错误;
B.匀强电场中,中点O的电势满足
试探电荷在O点的电势能为,故B正确;
CD.如图所示,Q点为MN的四等分点,则
可见PQ连线为等势线,根据几何关系可知,则MN为电场线,电场方向向左,根据电势差与电场强度关系有,故C错误,D正确;
故选BD。
6.(2026·黑龙江吉林·二模)如图所示,一绝缘正四面体的顶点a、b、c、d分别固定电荷量为、、、的四个点电荷。O、P、M、Q为四面体棱上的点,且满足。规定无穷远处电势为0,则下列说法正确的是( )
A.M与O点的场强不同
B.
C.将电性为负的试探电荷由P点移动到Q点,电场力做正功
D.在四面体的棱上,另有3个点的电势与M点相同
【答案】AD
【详解】A.由对称性可知,M与O点的场强大小相同,但方向不同,A正确;
B.在ab的中垂线上,在ab两处电荷的电场中,M点的电势为0。M点是cd的中点,在cd两处电荷的电场中,M点的电势也为0,故M点的电势为0;P、Q距离a、c均为处,a、c分别为+q、-q的电荷,则分别在P、Q处的电势绝对值相等,同理,P、Q距离b、d均为处,b、d分别为-q、+q的电荷,b、d分别在P、Q处的电势绝对值相等,P与d、c距离与Q与b、a距离相等,则合电势刚好相反,即φP=-φQ,根据A分析,O点的电势也为零,则有UPM=φP-φM,UOQ=φO-φQ,则UPM=-UQO,故B错误 ;
C.因为φP>φQ,则负电荷由P点运动到Q点,电场力做负功,故C错误;
D.根据正四面体及电荷分布的对称性可知,ab、ac、db中点的电场强度大小,电势均与M点相同,其他各点均不满足条件,故D正确。
故选AD。
7.(2026·吉林长春·二模)如图为某静电场等势线的分布情况,为电场中两点。下列说法正确的是( )
A.点与点的电场强度方向相同
B.电子在点受到的静电力大于在点受到的静电力
C.电子在点具有的电势能小于在点具有的电势能
D.电子从点运动至点,静电力做功为
【答案】BD
【详解】A.电场强度方向垂直于等势面由高电势指向低电势,由图可知点与点的电场强度方向不同,故A错误;
B.等势线的疏密程度表示电场强度的大小,点处等势线较密,电场强度较大,根据可知电子在点受到的静电力大于在点受到的静电力,故B正确;
C.由图可知,根据且电子带负电,可知电子在点具有的电势能大于在点具有的电势能,故C错误;
D.由图可知,,电子从点运动至点,静电力做功,故D正确。
故选BD。
8.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)如图所示为某带正电的试探电荷沿x轴正方向移动过程中其电势能随位移x的变化关系,图中处的电势能最大,处与处的电势能相等,已知电场方向沿x轴方向。下列说法正确的是( )
A.0的过程,电场方向始终沿x轴正方向
B.0的过程,该电场的电场强度先增大后减小
C.若将电子从处静止释放,则电子在间往复运动
D.0内,电子在处的电势能最大,电子在处的电势能最小
【答案】BC
【详解】A.图示可知的过程,电势能先增大后减小,根据可知,电势先增大后减小(处电势最高),随着电场线方向电势降低,因此电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向,故A错误;
B.图像斜率绝对值表示电场力大小,图示可知的过程,图像斜率先增大后减小,可知电场力先增大后减小,因此场强先增大后减小,故B正确;
C.若将电子从x=0处静止释放,电子先沿x轴正方向做加速运动,到达处时速度最大,之后做减速运动,因为在处电势能相等,可知电子在处速度减为0,此后负电荷向左运动,即电子在间往复运动,故C正确;
D.由A选项可知,在内,处电势最高,处电势最低,因为电子带负电,因此电子在处电势能最低,处电势能最高,故D错误。
故选BC。
三、解答题
9.(2026·黑龙江大庆·二模)带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在着匀强电场,板长为(不考虑边界效应)。如图所示,时刻,M板中点处的粒子源发射一个速度大小为的粒子,方向平行金属板向右,刚好从N板右端射出。不计重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子在电场中运动的时间;
(2)粒子源以初速度大小垂直于极板向下发射相同粒子,粒子到达N板时的速度大小为,求两板间的距离;
(3)已知平行板电容器的电容,若金属板的电荷量保持不变,N板上移,使两板间的距离变为原来的,求图中粒子打在板上的位置。
【答案】(1)
(2)
(3)粒子打在距N板右端处
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,故
解得
(2)由于两次射出时粒子初速度相同,落到下极板时电场力做功也相同,故水平发射的粒子从板右端射出的速度大小也为;
水平发射的粒子从N极板射出时垂直于金属板的分速度为
根据竖直分运动
解得
(3)根据平行板电容器的表达式
电容定义式
匀强电场场强公式
可得
当改变两板间距离时,电场强度不变,粒子加速度不变,则,
由上式解得
故
粒子打在距板右端处。
交直流电及电学实验
考点02
一、单选题
1.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)如图所示的变压器为理想变压器,两电表为理想交流电表,定值电阻的阻值为,电阻箱的调节范围为0~99.9Ω。现在ab间接入的交流电,当电阻箱的阻值为时,两电表的示数分别为16V和0.25A。下列说法正确的是( )
A.流过电流表的电流每秒改变方向50次
B.变压器原、副线圈的匝数比为
C.
D.当电阻箱的阻值为时,电源消耗的总功率为12W
【答案】B
【详解】A.ab间接入的交流电,根据
可得频率
可得流过电流表的电流每秒改变方向100次,故A错误;
B.根据电压关系,其中满足
可得
满足,电流关系
联立可得
可得变压器原、副线圈的匝数比为,故B正确;
C.根据
可知,故C错误;
D.当电阻箱的阻值为时,根据
可得原线圈电流为
电源消耗的总功率为,故D错误。
故选B。
2.(2026·辽宁营口·二模)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比,、为理想交流电流表,已知原线圈回路中电阻,副线圈接入热敏电阻(其阻值随温度的升高而降低),输入端接入的交流电。下列说法正确的是( )
A.当温度升高时,电流表、的示数均减小
B.当温度升高时,热敏电阻两端的电压一定增大
C.当热敏电阻时,消耗的功率
D.当热敏电阻时,理想变压器原线圈的输入功率最大
【答案】C
【详解】A.二次侧有
一次侧有
又,
联立得
温度升高,热敏电阻减小,、均增大,故A错误;
B. 由于增大,、不变,则、均减小,故B错误;
C.电压
热敏电阻
代入
解得
根据比例关系得
消耗的功率,故C正确;
D.理想变压器原线圈的输入功率
根据二次函数的知识可得,最大时,一次侧电流
此时
代入
解得,故D错误。
故选C。
3.(2026·吉林通化·二模)如图所示是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T,面积S=0.5m2、匝数N=10的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,转速n=150r/min。 t=0时刻线圈位于中性面,发电机产生的电动势瞬时值的表达式为( )
A.e=12.5sin(2.5t)V B.e=25cos(5πt)V
C.e=25πsin(5πt)V D.e=25πcos(5πt)V
【答案】C
【详解】线圈转动的角速度为
感应电动势的最大值为
由于时刻线圈位于中性面,此时感应电动势为零,瞬时值表达式应为正弦形式
代入数据得
故选C。
4.(2026·吉林长春·二模)如图,直线右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,完全相同的粗细均匀的单匝圆形金属线圈甲、乙处于图中实线位置,且与相切,切点分别为。甲绕过点垂直于纸面的轴匀速转动、乙以为轴匀速转动,甲、乙第一次运动至图中虚线位置所用时间相同。在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.甲中电流方向改变
B.甲、乙中有感应电流通过的时间相等
C.甲、乙中感应电动势最大值之比为
D.通过甲、乙横截面的电荷量之比为
【答案】C
【详解】A.甲线圈绕点匀速转动进入磁场,穿过线圈的磁通量一直增加,根据楞次定律,感应电流方向不变,故A错误;
B.甲线圈从实线位置运动到虚线位置的过程中,一直有磁通量的变化,一直有感应电流;乙线圈绕轴转动,前一半时间线圈在磁场外(左侧),无感应电流,后一半时间进入磁场(右侧),有感应电流,所以甲、乙中有感应电流通过的时间不相等,故B错误;
C.设线圈半径为,面积为
角速度为。甲线圈绕点转动,进入磁场的有效切割长度
感应电动势
最大值
乙线圈绕轴转动,进入磁场后磁通量
从进入磁场时刻开始计时,感应电动势
最大值
甲、乙中感应电动势最大值之比为,故C正确;
D.根据
甲、乙线圈磁通量变化量均为,电阻相同,所以通过横截面的电荷量之比为,故D错误。
故选C。
5.(2026·吉林省八校联考·二模)如图,一理想降压变压器输入端接电压为U1的交流电,输出端给用户供电,用户得到的电压为U2,输出端输电线的电阻可等效为R。该变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是( )
A.
B.用户的功率增加时,U2不变
C.用户的功率增加时,原线圈的电流也增大
D.电路老化导致R增大,可适当增大n1来维持用户的电压
【答案】C
【详解】A.设副线圈两端电压为,根据理想变压器电压规律
在副线圈中,故A错误;
BC.根据理想变压器电压规律,当用户的功率增加时,可知副线圈两端的输出功率增大,但降压变压器输入端接电压不变,线圈匝数不变,故副线圈两端电压不变,副线圈两端的输出功率
可知,副线圈中的电流增大,输出端输电线的电阻两端的电压
输出端输电线的电阻两端的功率
输出端输电线的电阻两端的电压增大,副线圈中
可知减小,由上述分析可知,副线圈中的电流增大,设原线圈中的电流为,根据理想变压器电流规律
可知原线圈中的电流增大,故B错误,C正确;
D.电路老化导致R增大,在副线圈中,
要维持用户的电压不变,需要增大副线圈两端电压,根据理想变压器电压规律
为维持用户的电压,需要减小,故D错误。
故选C。
二、多选题
6.(2026·辽宁普通高中·模拟预测)图甲是副线圈接有灯泡和理想交流电表的理想变压器,图乙是副线圈两端电压随时间变化的图像,已知变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表的示数为1 A,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为
B.时,电压表的示数为0
C.灯泡实际消耗的功率为
D.变压器原线圈电流的有效值为0.1 A
【答案】CD
【详解】A.原、副线圈两端的电压之比,解得,电压表的示数为,选项A错误;
B.交流电表显示的是有效值,示数为且不会随时间变化,选项B错误;
C.灯泡实际消耗功率,选项C正确;
D.电流表测副线圈电流的有效值,所以,原、副线圈的电流之比,解得,选项D正确。
故选CD 。
7.(2026·辽宁名校联盟·二模)手机充电器中的核心元件是高频变压器(由变频装置和变压器组成),使用高频变压器可以减小充电器体积。其工作原理是先通过变频装置将50Hz的低频交流电转换成超过20kHz的高频交流电,将高频交流电输入变压器的原线圈,通过比普通硅钢铁芯电阻率更大、传磁效率更高的铁氧体芯把能量传给副线圈。以下关于高频变压器的说法正确的是( )
A.变压器的原、副线圈是通过自感现象传递能量的
B.相比于普通的硅钢铁芯,铁氧体芯可以减少涡流损耗和漏磁
C.铁氧体存在居里温度(约,达到该温度,铁氧体失去磁性),因此充电器温度若高于环境温度则不能正常工作
D.由法拉第电磁感应定律可得,因为频率高,足够大,在较小的磁芯和较少的匝数情况下能产生所需的感应电动势,因此使用高频变压器可以减小充电器体积
【答案】BD
【详解】A.变压器的原、副线圈是通过互感现象利用电磁感应传递能量的,A错误;
B.铁氧体电阻率大,可以减少涡流损耗,导磁效率高,可以减少漏磁,B正确;
C.铁氧体芯温度没达到居里温度,变压器就能正常工作,C错误;
D.由法拉第电磁感应定律
可知,频率高,大,即使n和S小,也能产生所需的感应电动势,因此使用高频变压器可以减小充电器体积,D正确。
故选BD。
8.(2026·辽宁鞍山·二模)如图,理想变压器原副线圈匝数之比为,原线圈接低压交流电源,其电压瞬时值表达式为,副线圈接阻值为的定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表,则( )
A.电压表的示数为8V B.电流表的示数为2A
C.副线圈交流电频率为5Hz D.原线圈的输入功率为8W
【答案】CD
【详解】A.电压表的示数显示的交变电流的有效值,根据电压瞬时值表达式,所以可知电压表的示数为,故A错误;
B.根据理想变压器的原副线圈两端的电压之比等于匝数之比,即,可知副线圈两端电压为,由欧姆定律得电流表的示数为,故B错误;
C.电压瞬时值表达式为,可知,副线圈交流电频率为,C正确;
D.由于是理想变压器,所以,故D正确。
故选CD。
9.(2026·辽宁县级重点高中协作体·二模)一电阻不计的线框在匀强磁场中匀速转动,标有“20V、20W”的两个相同灯泡L1和L2都正常发光。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R为定值电阻,图示时刻线框平面与磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A.线框的输出功率为220W
B.电阻R消耗的电功率为160W
C.线框在图示位置时,线框的输出电压最小
D.线框从图示位置转过90°时,通过线框的电流为A
【答案】ACD
【详解】A.由于两个灯泡都正常发光,可知原线圈的电流为
副线圈的输出电压为
根据原副线圈的电压比等于匝数比,可知原线圈的输入电压为
则线圈的输出电压为
线框的输出功率为 ,故 A 正确;
B.电阻 R 消耗的电功率为,故B 错误;
C.线框在图示位置时,线圈磁通量最大,线圈的磁通量变化量为零,则线框的输出电压最小,故 C 正确;
D.线框从图示位置转过90°时,线圈磁通量为零,此时通过线框的电流最大,则有Im ,故 D 正确。
故选ACD。
10.(2026·辽宁大连第二十四中学·二模)电阻为R的单匝线圈abc俯视图如图甲所示为正三角形,面积为S。O为ac中点,虚线与bc垂直,在右侧空间存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,线圈绕以角速度ω匀速转动产生交变电流。将该交变电流作为电源接入图乙的变压器中,变压器原副线圈匝数比为3:1,电表均为理想电表,定值电阻的阻值也为R,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为 B.电压表的示数为
C.电流表的示数为 D.电流表的示数为
【答案】AD
【详解】交变电流的峰值为
如图甲所示位置电动势为0,从该位置转过四分之一周期过程中在磁场中转动峰值为,又
解得
从四分之一周期到四分之三周期的过程中在磁场中转动峰值为
又
解得
线圈在转动一个周期内产生的电动势随时间变化的图像如图所
示
根据交变电流有效值定义可知
解得
AB.变压器匝数比
设副线圈电压(电压表读数)为 ,电流
根据变压器电压匝数关系可得 ,
原线圈右侧应用闭合电路欧姆定律
代入得
解得,即电压表读数为,A正确,B错误;
CD.原线圈电流(电流表读数)
即电流表读数为 ,C错误,D正确。
故选 AD。
11.(2026·吉林通化梅河口市·第五中学)理想变压器原、副线圈的匝数比为,线路上有4个相同的定值电阻、、、,阻值均为R,还有一个可变电阻,调节范围为0~R,A、V为理想电表,如图所示,在A、B间接入正弦式交变电流,下列说法正确的是( )
A.若将的阻值调为R,则、两端的电压之比为
B.若将的阻值调为R,则流过、、的电流之比为
C.若将的阻值增大,则电压表和电流表的示数变化量之比增大
D.若将的阻值调为R,则变压器的输出功率最大
【答案】BD
【详解】A.将变压器和副线圈所接的电阻等效为电阻,设原、副线圈上的电压为、,电流为、,则,
则与的总电阻为,
又,
所以、两端的电压之比为,选项A错误;
B.等效电路中,,副线圈电路中,所以流过的电流之比为,选项B正确;
C.将副线圈及左侧原线圈电路等效为电源,等效内阻不变,则不变,选项C错误;
D.与选项A一样将右边电路等效后,将和视为电源内阻
由于,因此越大,输出功率越大,则必须越大,选项D正确。
故选BD。
12.(2026·黑龙江大庆·二模)如图是某种明暗交替的警示灯装置,磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同,但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感,在磁铁左右运动过程中,下列说法正确的是( )
A.两个线圈中的磁通量始终相同
B.两个线圈中产生交变电流的周期相同
C.两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同
D.两个线圈中感应电动势的大小始终相同
【答案】BC
【详解】A.除中间位置外,磁铁在其余位置时线圈中的磁通量不相同,故A错误;
B.磁铁在水平方向做周期性往复运动,两个线圈中的磁通量呈相同周期的变化,两个线圈中产生交变电流的周期相同,故B正确;
C.若磁铁向右运动,根据楞次定律,右侧线圈会对磁铁产生向左的力,与左侧线圈产生的阻力方向相同;若磁铁向左运动,两线圈产生的阻碍磁铁运动的力方向均向右,两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同,故C正确;
D.两个线圈匝数不同,由法拉第电磁感应定律
两个线圈中感应电动势的大小始终不同,故D错误。
故选BC。
三、解答题
13.(2026·辽宁沈阳·二模)如图,某发电机产生正弦交流电,经理想变压器升压后给电动机供电。匝数匝、面积的矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴匀速转动,转速。变压器原、副线圈匝数比为,原线圈与发电机连接,副线圈接入一台额定功率,内阻的电动机。该电动机通过轻绳牵引地面上质量的重物,使其从静止开始沿竖直方向加速上升,轻绳所能承受的最大拉力,此过程电动机的输出功率全部用于提升重物。不计发电机线圈电阻及空气阻力,重力加速度大小。求:
(1)发电机电动势的有效值;
(2)电动机达到额定功率时的输出功率P;
(3)电动机达到额定功率所用最短时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)线圈转速,角速度
电动势最大值
有效值
解得
(2)变压器原线圈
由变压规律
解得
电动机中的电流
热功率
电动机的输出功率
(3)为保证时间最短,应以最大拉力提升重物;
对重物由牛顿第二定律
当电动机功率达到额定功率时则
最短时间
14.(2026·吉林长春·二模)光伏发电站到用户之间要进行长距离输电。
(1)太阳辐射的总功率为,太阳与地球的平均距离为,光伏电池板阵列与太阳光线垂直的面积为S,求电池板阵列接收到的太阳光功率。
(2)电池板阵列输出的直流电功率为,使用逆变器将直流电转换为正弦交流电,通过变压器升压后向远处输电。变压器原副线圈的匝数比为,原线圈两端电压为,输电线的总电阻为。忽略逆变过程和升压过程的能量损耗,求输电线上因电阻造成的功率损耗。
(3)我国“西电东送”工程采用特高压直流输电而非交流输电。请分析采用长距离交流输电时,除输电线电阻引起的电能损耗外,还有哪些因素会引起输电线上的电能损耗(至少写出一项)。
【答案】(1)
(2)
(3)电容、电感对交变电流的影响不可忽略
【详解】(1)地面上单位面积接收的太阳光辐射功率为
电池板阵列接收到的太阳光功率
(2)变压器原线圈中电流
原副线圈中电流关系满足
副线圈中电流
输电线上由电阻造成的功率损耗
联立解得
(3)除输电线电阻引起的电能损耗外,电容、电感对交变电流的影响不可忽略,也会引起输电线上的电能损耗
四、实验题
1.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)晓宇同学利用如图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律的实验”,实验时,将光电门固定在水平气垫导轨上,并将带有遮光条的滑块放在气垫导轨上,用细线拴接在滑块上后跨过光滑的定滑轮与钩码相连,调节定滑轮使拴接滑块的细线与气垫导轨平行,测量钩码的质量为m,滑块和遮光条的总质量为M,重力加速度为g。
(1)晓宇利用游标卡尺测量了遮光条的宽度,如图乙所示,则游标卡尺的读数为________cm。
(2)将滑块放在光电门左侧合适的位置,测量遮光条离光电门的距离L,将钩码由静止释放,记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间,若系统的机械能守恒,则关系式________成立(用题中字母表示)。
(3)晓宇多次改变滑块释放的位置,记录每次遮光条离光电门的距离L并同时记录了遮光条的挡光时间,在处理实验数据时,为了拟合成一条直线,以L为纵轴,横轴应为________(选填“”“”或“”),若钩码和滑块组成的系统机械能守恒,则图线的斜率应为________(用题中字母表示)。
【答案】(1)0.23
(2)
(3)
【详解】(1)图乙可知该游标卡尺精度为0.1mm,则读数为
(2)滑块经过光电门的速度大小为
若系统的机械能守恒有
联立解得
(3)[1][2]因为
整理得
可知图像是一条倾斜直线,因此以L为纵轴,横轴应为。图像斜率为。
2.(2026·辽宁营口·二模)辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测圆柱体的长度,测得L=_____mm;如图乙所示,用螺旋测微器测圆柱体直径,测得D=_______mm;如图丙所示,用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻,测得______Ω。
(2)若待测圆柱体电阻Rx较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且圆柱体两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A. B.
C. D.
(3)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,作出U-I图像,测得图线的斜率为k,则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____(用相关物理量符号表示)。
(4)若考虑电表内阻引起的误差,则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____(填“不变”“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 49.20 4.700 5.0/5
(2)C
(3)
(4)偏小
【详解】(1)[1]游标卡尺(20分度)主尺读数+游标尺读数=49.0mm+0.05×4mm=49.20mm
[2]螺旋测微器读数方法是固定刻度+可动刻度=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
[3]多用电表(×1Ω挡)指针示数为5Ω,故
(2)较小,电流表应用外接法(减小系统误差);电压调节范围尽可能大,滑动变阻器应用分压式接法,选项C正确
(3)图线的斜率
横截面积
联立解得
(4)电流表外接法中,电压表测量值为真实电压,电流表测量值为与电压表的总电流,故,测量值偏小
3.(2026·辽宁普通高中·模拟预测)某同学将一个量程为0~3V、内阻RV1=3000.0Ω的电压表V1改装成量程为0~6V的电压表。实验室准备的仪器有:
电源E(电动势为10.0V,内阻约为1.0Ω);
电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω,允许通过的最大电流约为0.2A);
标准电压表V(量程为0~8V,内阻约为6000Ω);
开关、导线若干。
(1)在电压表V1上串联电阻箱,将电阻箱的电阻调为R′,就可以将电压表V改装成量程为0~6V的电压表,如图甲所示,则R′=______Ω。
(2)该同学发现实验中使用的电阻箱是修理过的,担心其示数并不准确,于是他用标准电压表V与改装的电压表并联进行校准,如图乙所示,当改装的电压表指针指在处时,标准电压表的示数为2.8V,由此可知,串联的电阻箱的真实阻值是______Ω,改装的电压表的真实最大量程为______V。
【答案】(1)3000.0
(2) 2600.0 5.6
【详解】(1)根据串联电路特点可得
代入数据解得
(2)[1][2]当改装的电压表指针指在处时,标准电压表的示数为2.8V,根据欧姆定律及串联电路特点可得
解得
故改装的电压表的实际量程为
4.(2026·辽宁名校联盟·二模)某位物理老师设计了一个测量伏特表内阻的实验,实验电路如图甲所示。他接好电路,将学生电源的输出电压调到4V,伏特表接0~3V量程,电阻箱接入电路的阻值如图乙所示,闭合开关后伏特表的读数如图丙所示。请回答下列问题:
(1)图乙中电阻箱的读数为________,图丙中伏特表的读数为________V。
(2)伏特表接0~3V量程时的内阻________Ω。
(3)若想获得多组数据,在不断开电源开关的情况下,将电阻箱的阻值调为2500Ω时要怎样调节电阻箱旋钮?________。
(4)若电源的输出电压仍为4V,电阻箱接入电路的阻值仍如图乙所示,只将伏特表改接为0~15V量程,则闭合开关后,伏特表的读数应________(填“大于”“小于”或“等于”)图丙中伏特表的读数。
【答案】(1) 3000 2.50
(2)5000
(3)先把挡调到5,再把挡调到2
(4)大于
【详解】(1)[1][2]电阻箱的读数为3000;按照电表的读数规则,0~3V量程时,要读到最小精度的下一位,应为2.50V。
(2)根据串联电路分压关系可得
解得。
(3)电阻箱调节时要先调大,再调小,防止电阻减小、电流增大而损坏电压表,因此先把挡调到5,再把挡调到2。
(4)因相同表头改装的伏特表,其内阻与量程成正比,所以量程为的伏特表内阻约为,再由串联电路分压规律有,解得,所以此时伏特表读数大于2.5V。
5.(2026·辽宁沈阳·二模)某同学将一个表头改装为双量程电流表。电路如图所示,、为定值电阻。已知表头满偏电流,内阻测量值,改装后的量程分别为0~0.6A和0~3.0A。
(1)使用接线柱时的量程___________(填“大于”或“小于”)使用接线柱时的量程。
(2)将改装后的电流表分别与标准电流表串联后进行校准,发现改装表读数均比标准表读数略小,可能的原因是表头内阻的真实值___________(填“大于”或“小于”)测量值590Ω。
(3)若是(2)问的原因引起的误差,则需要同时___________,才能对电流表的两个量程都进行校准。
A.增大和 B.减小和
C.增大减小 D.减小增大
【答案】(1)大于
(2)大于
(3)A
【详解】(1)使用接线柱时,分流电阻只有,即分流电阻较小,分流较大,则对应的量程大于使用接线柱时的量程。
(2)将改装后的电流表分别与标准电流表串联后进行校准,发现改装表读数均比标准表读数略小,说明分流电阻值偏小,根据可知,计算时所用的表头内阻值偏小,即表头内阻的真实值大于测量值590Ω。
(3)若是(2)问的原因引起的误差,则需要同时增大所并联的分流电阻,即增大和,才能对电流表的两个量程都进行校准。
故选A。
6.(2026·辽宁鞍山·二模)某同学设计实验电路测量生理盐水的电阻率,将绝缘长方体容器放置在水平桌面上,容器的左、右两侧安装电极板,将电极板插入到容器底部,再把生理盐水倒入容器中,如图乙所示,试回答下列问题:
(1)图甲为实验原理图,试在图乙中完成实物连接_____;
(2)该同学通过移动滑动变阻器的滑片,读出多组电压表示数U和对应的毫安表示数I,并记录数据。某次电压表读数如图丙,电压为________V;
(3)现测得电极板间生理盐水的长度l,宽度d,深度h,则生理盐水的电阻率________(用l、d、h、U、I表示);
(4)由于电表内阻的影响,电阻率的测量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)
(2)1.70
(3)
(4)大于
【详解】(1)实物连接如下
(2)由图丙可知,电压表选用量程,最小分度值为。故读数为。
(3)根据欧姆定律,盐水电阻
根据电阻定律
其中电流流过的长度
横截面积
联立解得
(4)由图甲可知,电路采用电流表内接法,电压表测量的是盐水和电流表的总电压,即
电流表测量的是通过盐水的真实电流。因此电阻测量值
根据可知,电阻率的测量值大于真实值。
7.(2026·辽宁县级重点高中协作体·二模)某实验小组的同学用如图甲所示的实验电路做“测量金属丝的电阻率”实验,实验室提供了以下两种规格的滑动变阻器:
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为3A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,允许通过的最大电流为1.5A)。
(1)实验时滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”),开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)实验小组的同学在做该实验时,连接的实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线将图乙的实物图按照图甲的电路图连接完整。
(3)为了探究选不同的滑动变阻器对本实验的影响,实验小组的同学调整金属丝上的滑动头,使金属丝接入电路的电阻约为10Ω,再将(1)中所选的滑动变阻器接入电路,移动滑片P,测量多组数据,以金属丝两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),作出曲线如图丙中的Ⅰ所示;若将滑动变阻器更换成另一个,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的______(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
【答案】(1) R1 A
(2)见解析
(3)Ⅲ
【详解】(1)[1]由于控制电路采用分压式,为了确保测量数据的连续性,滑动变阻器选用总阻值小一些,即实验时滑动变阻器应选R1;
[2]为了确保安全,开关闭合前应使待测部分电压为零,则开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于A端。
(2)根据电路图连接实物图如下
(3)在相同的条件下,滑动变阻器的阻值越大,并联部分总电阻越接近电阻丝电阻,但始终小于电阻丝的电阻,可知,当滑动变阻器选用总阻值大一些的时候,BP部分阻值更大,分压更大,则AP部分阻值分压变小,电压表示数越小,可知,若将滑动变阻器更换成另一个总阻值大的,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的Ⅲ。
8.(2026·辽宁鞍山·模拟预测)(1)某同学欲测量一新型电阻的阻值:他先用多用电表的欧姆挡测量,发现指针偏转角度过大,于是他应采取的措施是___________。
A.量程选择合适,可以进行下一步实验
B.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
C.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
(2)现有如下器材可用于精确测量该新型电阻的阻值:
A.电源E(电动势为、内阻约为)
B.电压表(量程、内阻)
C.电流表(量程、内阻约),电流表(量程、内阻)
D.滑动变阻器(阻值最大值,额定电流),滑动变阻器(阻值最大值,额定电流0.50A)
E.定值电阻(阻值)
F.导线若干,开关一只
(3)选择合适的仪器在方框内画出实验电路,要求测量结果尽可能准确且电压从零开始变化(标出仪器代号)___________。
(4)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,则待测电阻___________(用题中所给符号表示)。此测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
【答案】 B 见详解 小于
【详解】[1]欧姆表的刻度盘是反向的,在最右端,在最左端,“指针偏转角度过大”意味着指针非常靠近刻度盘的右端,即接近,电阻较小,原挡位偏大,为了获得更准确的测量结果,应换用更小的倍率挡,即挡位,并重新进行欧姆调零,故B正确。
故选B。
[2]由于电路需要从零开始进行调节,故滑动变阻器采用分压式接法,调节方便应选择;
根据(1)分析可知几十欧姆到一百欧姆,取,,故电流表选择;
电压表量程不足需要串联一个定值电阻扩充量程,即选择和;
由于,为小电阻,为减小实验误差,应采用电流表外接法。
实验电路如下图。
[3]根据设计电路及电表改装原理,
[4]由于电流表外接,电压表分流作用使得电流表测量值比真实值偏大,从而使得电阻测量值小于真实值。
9.(2026·吉林长春·二模)某同学利用电阻表测得一电阻阻值约为,为了更准确地测量该电阻的阻值设计了如图电路,除了开关、导线外还有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻为
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流为
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为
G.电源(电动势为,内阻不计)
(1)定值电阻应选择________(选填“”或“”)。
(2)滑动变阻器应选择________(选填“”或“”)。
(3)某次实验中电流表的示数为,电流表的示数为,则电阻________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)220
【详解】(1)根据电路图,定值电阻与电流表串联后与待测电阻并联。电流表的量程为,内阻。待测电阻。电流表的量程为。为了使测量准确,两支路电流分配应合理,且尽量让电表指针偏转角度大。若选,则该支路总电阻为
当满偏时,并联部分电压
此时流过的电流约为
总电流约为,接近量程,设计合理。若选(阻值较大),则支路电流过小,测量误差大。故定值电阻应选择。
(2)电路采用分压式接法,为了便于调节电压,滑动变阻器应选择阻值较小的。的最大阻值为,的最大阻值为。且允许通过的最大电流为,远大于电路中的工作电流,安全性好。故滑动变阻器应选择。
(3)根据并联电路特点,流过的电流
其中为示数,为示数。并联部分的电压
则
10.(2026·黑龙江吉林·二模)在把电流表改装成电压表的实验中,要将量程为的电流表G改装成量程为5V的电压表,电流表G的内阻约几百欧。提供的实验器材如下:
干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω)、电阻箱、(均为0~99999Ω)、开关、导线若干。
(1)先利用如图甲所示的电路,测出电流表G的内电阻,有关实验测量的操作步骤如下:
①按照图甲连接好电路,电阻箱、阻值均调至最大,开关、均断开;
②只闭合,调节电阻箱使电流表G满偏,此时电阻箱的阻值为6990Ω;
③再闭合,调节电阻箱使电流表G半偏,此时电阻箱的阻值为470Ω,由此可得电流表G内阻的测量值为______Ω。
(2)通过分析可知,的测量值______真实值(填“大于”或“小于”)。
(3)为减小的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。实际操作如下:在(1)后,先把增加到______Ω(用第(1)步骤中获得的数据计算得出),调节使电流表G再次回到半偏。用这时的读数表示的测量值,如此重复操作多次补偿电阻即可使误差尽量减小。
(4)通过多次补偿测量,最终取,为完成上述改装,需要用一个______Ω的电阻与电流表串联。
【答案】(1)470
(2)小于
(3)7225
(4)24500
【详解】(1)依题意,当电流表G半偏时,流过电阻箱的电流与流过电流表G的电流相同,则有
(2)由于电路中新增加了一个支路,故电路的总电阻变小,则电路中的总电流变大,即,当电流表G半偏时,流过电阻的电流,故的测量值小于真实值;
(3)当电流表G满偏时,电路的总电阻为,其中
当电流表G半偏时,电路的总电阻为,其中,补偿后要求
解得
(4)电流表G与电阻串联,根据欧姆定律有
解得
11.(2026·黑龙江大庆·二模)根据国家标准(GB/T)规定,自来水在15℃时的电阻率应大于。某同学利用如图甲所示电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门控制管内的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右侧活塞固定不可移动,左侧活塞可自由移动,活塞电阻忽略不计。其余实验器材有:电源(电动势约为,内阻不计),电压表和(量程均为,内阻很大),定值电阻(,),电阻箱(最大阻值),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。
实验步骤:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径;
B.将玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱的长度:
C.连接好电路,把拨到1位置,记录电压表的示数:
D.把S拨到2位置,调整电阻箱的阻值,使电压表的示数与之前的示数相同,记录电阻箱的阻值;
E.改变玻璃管内的水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度和电阻箱阻值;
F.断开开关,整理器材。
(1)测量玻璃管内径时游标卡尺示数如图乙所示,则________;
(2)玻璃管内水柱的电阻________(用、、表示);
(3)根据记录的多组数据,绘制出如图所示的关系图像,可计算出自来水的电阻率________(结果保留2位有效数字);
(4)本实验中若电压表的内阻不是很大,则自来水电阻率的测量结果将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)40.2
(2)
(3)15
(4)偏小
【详解】(1)玻璃管的内径
(2)由题意知,
解得
(3)根据电阻定律有
其中
求得
则图像的斜率
则
由图乙可知
代入数据得
(4)当很大时,可以认为
若不是很大,则
即偏大,根据可知,的测量值偏小,根据
得
可知自来水电阻率的测量结果将偏小。
12.(2026·吉林白山·模拟预测)某同学通过查阅课外书了解到在如图甲所示的电路中,当两个电源的电动势相等即时,灵敏电流计示数为0。
受此启发,他们从实验室中找来一些器材,设计了如图乙所示电路来测量金属丝的电阻率。图乙中,两个标准电源(内阻不计)的电动势、和定值电阻为已知量,为灵敏电流计。ac为待测的粗细均匀的金属丝,T为滑动触头,可在金属丝上移动,触点为b、请回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的横截面直径D如图丙所示,则D=___________mm。
(2)将单刀双掷开关K接通“1”,再调节滑动变阻器的滑片P,使灵敏电流计G示数为0,此时通过定值电阻的电流强度是___________;
(3)保持滑动变阻器的滑片P的位置不动,将单刀双掷开关K从“1”调到“2”,缓慢调节金属丝上的滑动触头T,使灵敏电流计G示数为0,用刻度尺测量此时导线___________(选填ab、bc、ac)段的长度。则金属丝的电阻率___________(用已知量和测量量的符号表示)
【答案】(1)0.713/0.714/0.715/0.716/0.717
(2)
(3) ab
【详解】(1)由螺旋测微器的读数规则可知,该金属丝的横截面直径
(2)由图乙所示的电路图可知,单刀双掷开关接1,灵敏电流计的示数为0时,标准电源的内阻两端电压为0,则定值电阻两端的电压为,通过定值电阻的电流大小为
(3)[1] [2] 单刀双掷开关接2后,应调节金属丝的滑动触头使电流计的示数为0,并测量段的金属丝的长度,则金属丝段的电阻值为
又
整理得
由电路可知当电流计的示数为0时,流过金属丝的电流为
联立解得
13.(2026·辽宁大连·模拟预测)实验室提供了下列器材测定电阻的阻值:
待测电阻(约100Ω)
滑动变阻器(0~10Ω)
电阻箱(0~9999.9Ω)
电流表A(量程0~50mA,内阻约10Ω)
直流电源(3V,内阻约6Ω)
开关、导线若干
(1)甲同学设计了如图(a)的电路进行实验。
①请在图(b)中用笔画线代替导线,完成实物电路连接;______
②实验操作时,先将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端,再接通开关;保持断开,闭合,调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,记下电流。
③断开,______(填写实验步骤),调节电阻箱在左右再闭合,调节使电流表读数为,此时的读数即为电阻的阻值。
(2)乙同学设计了图(c)所示的电路进行实验,他多次改变电阻箱的值,并记录对应的电流表读数,作出图线如图(d)所示,已知图线纵截距为,斜率为,则待测电阻的阻值______(用、表示)。
(3)图(a)方案,产生系统误差的原因是______;图(c)方案待测电阻的测量值______真实值(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
【答案】(1) 左 保持滑动变阻器滑片位置不动
(2)
(3) 电阻箱由于最小分度值的原因无法实现电阻的连续调节;电流表由于精度的原因无法保证两次调节的电流值完全相同 大于
【详解】(1)[1]按照图(a)原理图,滑动变阻器为分压式接法,电流表正进负出,控制待测电阻、控制电阻箱,二者并联后接入电路,实物连接图如图所示
[2]分压式接法闭合开关前,为保护电路,需将滑片移到输出电压最小的最左端。
[3]本实验采用的方法是等效替代法,需要保持滑动变阻器滑片位置不变,保证电路其他部分状态不变,才能用等效替代。
(2)根据闭合电路欧姆定律,得
整理得
对比图线,得斜率
纵截距
整理得
若忽略电源内阻和电流表内阻的影响,则待测电阻的阻值为。
(3)[1]电阻箱由于最小分度值的原因无法实现电阻的连续调节;电流表由于精度的原因无法保证两次调节的电流值完全相同。
[2]对于图(c),测量值
因此测量值大于真实值。
14.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图测量了电源的电动势和内阻,其中ab为一段粗细均匀的电阻丝,P为可左右移动的金属夹子。
(1)该实验小组的同学首先用多用电表粗略测量了电阻丝的电阻值,将旋钮置于“”倍率时,指针非常靠近最右端的0刻线处,通过分析,应将旋钮置于________(选填“”或“”)倍率处,然后进行欧姆调零,再将红黑表笔与电阻丝接触,多用电表的读数如图乙所示,则电阻丝的阻值约为________Ω。
(2)图甲中,电键闭合前,夹子P应置于________(选填“a”或“b”)处。
(3)在测量电源电动势和内阻时,测量夹子P到b的距离为L,同时读出电压表的示数U,改变夹子的位置,同时记录多组L和U的数据,该小组的同学利用图像处理实验数据时,以L为横轴,为了拟合成一条直线,应以________(选填“”“U”或“”)为纵轴,若电阻丝单位长度的电阻值为,定值电阻的阻值为,图像的斜率为k,纵截距为b,则电源的电动势为________,电源的内阻为________(均用题中字母表示)。
【答案】(1) 14
(2)a
(3)
【详解】(1)[1]指针非常靠近最右端的0刻线,说明被测电阻阻值很小,应换用更小倍率,即“”倍率;
[2]欧姆调零后,图乙中指针示数为14,倍率为“”,因此电阻丝阻值
(2)为保护电路,闭合开关前应使滑动变阻器(电阻丝)接入电路的阻值最大,因此夹子P应置于a处。
(3)[1]根据闭合电路的欧姆定律,可得
其中,
故
变形可得
故应以作为纵轴;
[2]因为电路电压U与L的关系式为
由图像的斜率为k,得
故
[3]由纵截距为b,得
故
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专题04 电场与电流(答案版)
【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.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】C
二、多选题
5.【答案】BD
6.【答案】AD
7.【答案】BD
8.【答案】BC
三、解答题
9.【答案】(1)
(2)
(3)粒子打在距N板右端处
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,故
解得
(2)由于两次射出时粒子初速度相同,落到下极板时电场力做功也相同,故水平发射的粒子从板右端射出的速度大小也为;
水平发射的粒子从N极板射出时垂直于金属板的分速度为
根据竖直分运动
解得
(3)根据平行板电容器的表达式
电容定义式
匀强电场场强公式
可得
当改变两板间距离时,电场强度不变,粒子加速度不变,则,
由上式解得
故
粒子打在距板右端处。
交直流电及电学实验
考点02
一、单选题
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】C
二、多选题
6.【答案】CD
7.【答案】BD
8.【答案】CD
9.【答案】ACD
10.【答案】AD
11.【答案】BD
12.【答案】BC
三、解答题
13.【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)线圈转速,角速度
电动势最大值
有效值
解得
(2)变压器原线圈
由变压规律
解得
电动机中的电流
热功率
电动机的输出功率
(3)为保证时间最短,应以最大拉力提升重物;
对重物由牛顿第二定律
当电动机功率达到额定功率时则
最短时间
14.【答案】(1)
(2)
(3)电容、电感对交变电流的影响不可忽略
【详解】(1)地面上单位面积接收的太阳光辐射功率为
电池板阵列接收到的太阳光功率
(2)变压器原线圈中电流
原副线圈中电流关系满足
副线圈中电流
输电线上由电阻造成的功率损耗
联立解得
(3)除输电线电阻引起的电能损耗外,电容、电感对交变电流的影响不可忽略,也会引起输电线上的电能损耗
四、实验题
1.【答案】(1)0.23
(2)
(3)
2.【答案】(1) 49.20 4.700 5.0/5
(2)C
(3)
(4)偏小
3.【答案】(1)3000.0
(2) 2600.0 5.6
4.【答案】(1) 3000 2.50
(2)5000
(3)先把挡调到5,再把挡调到2
(4)大于
5.【答案】(1)大于
(2)大于
(3)A
6.【答案】(1)
(2)1.70
(3)
(4)大于
7.【答案】(1) R1 A
(2)见解析
(3)Ⅲ
8.【答案】 B 见详解 小于
9.【答案】(1)
(2)
(3)220
10.【答案】(1)470
(2)小于
(3)7225
(4)24500
11.【答案】(1)40.2
(2)
(3)15
(4)偏小
12.【答案】(1)0.713/0.714/0.715/0.716/0.717
(2)
(3) ab
13.【答案】(1) 左 保持滑动变阻器滑片位置不动
(2)
(3) 电阻箱由于最小分度值的原因无法实现电阻的连续调节;电流表由于精度的原因无法保证两次调节的电流值完全相同 大于
14.【答案】(1) 14
(2)a
(3)
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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·吉林通化梅河口市第五中学·二模)如图所示,一抛物线形状的光滑绝缘导轨竖直放置在水平向右的匀强电场中,导轨右下端固定在B点,O为导轨的顶点,O点离地面的高度为h,A点在O点的正下方,A、B两点相距2h,导轨上套有一个小球P,小球P通过绝缘轻杆与光滑绝缘水平地面上的小球Q相连。两小球的质量均为m,带电荷量均为q,均带正电,轻杆的长度为2h,重力加速度大小为g,电场强度大小。现将小球P从距地面高处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.小球P即将落地时,它的速度大小为
B.小球P从刚接触地面到静止过程的动量改变量为
C.从静止释放到小球P即将落地,轻杆对小球Q做的功为
D.小球P即将落地时,它的速度方向与水平方向的夹角为60°
2.(2026·辽宁鞍山岫岩满族自治县·模拟预测)如图所示水平放置的平行板电容器,两板间距为,电压恒为,两板间为匀强电场。为便于描述,以两板中心连线中点为坐标原点并建立如图平面直角坐标系。、分别为A、B两板与轴交点,点为一粒子源沿轴正向以速度发射出一个质量为、带正电粒子,粒子沿轴正向做匀速运动(粒子落到极板即被吸附,坐标轴不随极板转动)。则下列说法正确的是( )
A.A板带正电,B板带负电,粒子的电荷量为
B.若两板以点为轴在纸面内逆时针转动,同时粒子速度方向变为与x轴正方向成向右上方,则粒子将做曲线运动
C.若A、B两板分别以、为轴在纸面内逆时针转动后,仍沿轴正向射入的粒子将做直线运动
D.若两板以O点为轴在纸面内顺时针转动,粒子由点以沿轴负方向射入,当其达到A板时增加的动能为,则粒子的初速度为
3.(2026·辽宁营口·二模)如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向的夹角为37°。重力加速度大小为g,sin37°=0.6,下列说法正确的是( )
A.小球带正电
B.匀强电场的电场强度大小为
C.现用外力缓慢把小球拉到最低点,电势能减少
D.在最低点由静止释放小球,小球到达A点时细线的拉力大小为
4.(2026·辽宁鞍山·二模)如图,实线为某电场的等势线分布示意图,一个带电粒子仅在静电力的作用下沿虚线轨迹由M点运动到N点,则( )
A.带电粒子带正电
B.等势线d的电势最高
C.带电粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
D.带电粒子在M点具有的电势能大于在N点具有的电势能
二、多选题
5.(2026·吉林白山第二中学·模拟预测)如图所示,半径为R=0.8m的圆上有M、N、P三点,其中MN为直径,P点为半圆MN上靠近M点的三等分点。空间中存在与圆面平行的匀强电场。带电荷量为q=+0.02C的试探电荷从M点移动到P点的过程克服电场力做的功为2J,该试探电荷从M移动到N的过程电场力做的功为-8J。规定N点电势为0。下列说法正确的是( )
A.P点电势为300V
B.试探电荷在O点的电势能为-4J
C.匀强电场的方向为从M指向N
D.匀强电场的电场强度大小为250N/C
6.(2026·黑龙江吉林·二模)如图所示,一绝缘正四面体的顶点a、b、c、d分别固定电荷量为、、、的四个点电荷。O、P、M、Q为四面体棱上的点,且满足。规定无穷远处电势为0,则下列说法正确的是( )
A.M与O点的场强不同
B.
C.将电性为负的试探电荷由P点移动到Q点,电场力做正功
D.在四面体的棱上,另有3个点的电势与M点相同
7.(2026·吉林长春·二模)如图为某静电场等势线的分布情况,为电场中两点。下列说法正确的是( )
A.点与点的电场强度方向相同
B.电子在点受到的静电力大于在点受到的静电力
C.电子在点具有的电势能小于在点具有的电势能
D.电子从点运动至点,静电力做功为
8.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)如图所示为某带正电的试探电荷沿x轴正方向移动过程中其电势能随位移x的变化关系,图中处的电势能最大,处与处的电势能相等,已知电场方向沿x轴方向。下列说法正确的是( )
A.0的过程,电场方向始终沿x轴正方向
B.0的过程,该电场的电场强度先增大后减小
C.若将电子从处静止释放,则电子在间往复运动
D.0内,电子在处的电势能最大,电子在处的电势能最小
三、解答题
9.(2026·黑龙江大庆·二模)带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在着匀强电场,板长为(不考虑边界效应)。如图所示,时刻,M板中点处的粒子源发射一个速度大小为的粒子,方向平行金属板向右,刚好从N板右端射出。不计重力和粒子间的相互作用,求:
(1)粒子在电场中运动的时间;
(2)粒子源以初速度大小垂直于极板向下发射相同粒子,粒子到达N板时的速度大小为,求两板间的距离;
(3)已知平行板电容器的电容,若金属板的电荷量保持不变,N板上移,使两板间的距离变为原来的,求图中粒子打在板上的位置。
交直流电及电学实验
考点02
一、单选题
1.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)如图所示的变压器为理想变压器,两电表为理想交流电表,定值电阻的阻值为,电阻箱的调节范围为0~99.9Ω。现在ab间接入的交流电,当电阻箱的阻值为时,两电表的示数分别为16V和0.25A。下列说法正确的是( )
A.流过电流表的电流每秒改变方向50次
B.变压器原、副线圈的匝数比为
C.
D.当电阻箱的阻值为时,电源消耗的总功率为12W
2.(2026·辽宁营口·二模)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比,、为理想交流电流表,已知原线圈回路中电阻,副线圈接入热敏电阻(其阻值随温度的升高而降低),输入端接入的交流电。下列说法正确的是( )
A.当温度升高时,电流表、的示数均减小
B.当温度升高时,热敏电阻两端的电压一定增大
C.当热敏电阻时,消耗的功率
D.当热敏电阻时,理想变压器原线圈的输入功率最大
3.(2026·吉林通化·二模)如图所示是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T,面积S=0.5m2、匝数N=10的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,转速n=150r/min。 t=0时刻线圈位于中性面,发电机产生的电动势瞬时值的表达式为( )
A.e=12.5sin(2.5t)V B.e=25cos(5πt)V
C.e=25πsin(5πt)V D.e=25πcos(5πt)V
4.(2026·吉林长春·二模)如图,直线右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,完全相同的粗细均匀的单匝圆形金属线圈甲、乙处于图中实线位置,且与相切,切点分别为。甲绕过点垂直于纸面的轴匀速转动、乙以为轴匀速转动,甲、乙第一次运动至图中虚线位置所用时间相同。在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.甲中电流方向改变
B.甲、乙中有感应电流通过的时间相等
C.甲、乙中感应电动势最大值之比为
D.通过甲、乙横截面的电荷量之比为
5.(2026·吉林省八校联考·二模)如图,一理想降压变压器输入端接电压为U1的交流电,输出端给用户供电,用户得到的电压为U2,输出端输电线的电阻可等效为R。该变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是( )
A.
B.用户的功率增加时,U2不变
C.用户的功率增加时,原线圈的电流也增大
D.电路老化导致R增大,可适当增大n1来维持用户的电压
二、多选题
6.(2026·辽宁普通高中·模拟预测)图甲是副线圈接有灯泡和理想交流电表的理想变压器,图乙是副线圈两端电压随时间变化的图像,已知变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表的示数为1 A,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为
B.时,电压表的示数为0
C.灯泡实际消耗的功率为
D.变压器原线圈电流的有效值为0.1 A
7.(2026·辽宁名校联盟·二模)手机充电器中的核心元件是高频变压器(由变频装置和变压器组成),使用高频变压器可以减小充电器体积。其工作原理是先通过变频装置将50Hz的低频交流电转换成超过20kHz的高频交流电,将高频交流电输入变压器的原线圈,通过比普通硅钢铁芯电阻率更大、传磁效率更高的铁氧体芯把能量传给副线圈。以下关于高频变压器的说法正确的是( )
A.变压器的原、副线圈是通过自感现象传递能量的
B.相比于普通的硅钢铁芯,铁氧体芯可以减少涡流损耗和漏磁
C.铁氧体存在居里温度(约,达到该温度,铁氧体失去磁性),因此充电器温度若高于环境温度则不能正常工作
D.由法拉第电磁感应定律可得,因为频率高,足够大,在较小的磁芯和较少的匝数情况下能产生所需的感应电动势,因此使用高频变压器可以减小充电器体积
8.(2026·辽宁鞍山·二模)如图,理想变压器原副线圈匝数之比为,原线圈接低压交流电源,其电压瞬时值表达式为,副线圈接阻值为的定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表,则( )
A.电压表的示数为8V B.电流表的示数为2A
C.副线圈交流电频率为5Hz D.原线圈的输入功率为8W
9.(2026·辽宁县级重点高中协作体·二模)一电阻不计的线框在匀强磁场中匀速转动,标有“20V、20W”的两个相同灯泡L1和L2都正常发光。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R为定值电阻,图示时刻线框平面与磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A.线框的输出功率为220W
B.电阻R消耗的电功率为160W
C.线框在图示位置时,线框的输出电压最小
D.线框从图示位置转过90°时,通过线框的电流为A
10.(2026·辽宁大连第二十四中学·二模)电阻为R的单匝线圈abc俯视图如图甲所示为正三角形,面积为S。O为ac中点,虚线与bc垂直,在右侧空间存在垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B,线圈绕以角速度ω匀速转动产生交变电流。将该交变电流作为电源接入图乙的变压器中,变压器原副线圈匝数比为3:1,电表均为理想电表,定值电阻的阻值也为R,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为 B.电压表的示数为
C.电流表的示数为 D.电流表的示数为
11.(2026·吉林通化梅河口市·第五中学)理想变压器原、副线圈的匝数比为,线路上有4个相同的定值电阻、、、,阻值均为R,还有一个可变电阻,调节范围为0~R,A、V为理想电表,如图所示,在A、B间接入正弦式交变电流,下列说法正确的是( )
A.若将的阻值调为R,则、两端的电压之比为
B.若将的阻值调为R,则流过、、的电流之比为
C.若将的阻值增大,则电压表和电流表的示数变化量之比增大
D.若将的阻值调为R,则变压器的输出功率最大
12.(2026·黑龙江大庆·二模)如图是某种明暗交替的警示灯装置,磁铁可在水平方向做周期性往复运动。磁铁左右相同高度处固定有直径相同,但匝数不同的两个线圈。不考虑线圈间的互感,在磁铁左右运动过程中,下列说法正确的是( )
A.两个线圈中的磁通量始终相同
B.两个线圈中产生交变电流的周期相同
C.两个线圈对磁铁的作用力方向始终相同
D.两个线圈中感应电动势的大小始终相同
三、解答题
13.(2026·辽宁沈阳·二模)如图,某发电机产生正弦交流电,经理想变压器升压后给电动机供电。匝数匝、面积的矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴匀速转动,转速。变压器原、副线圈匝数比为,原线圈与发电机连接,副线圈接入一台额定功率,内阻的电动机。该电动机通过轻绳牵引地面上质量的重物,使其从静止开始沿竖直方向加速上升,轻绳所能承受的最大拉力,此过程电动机的输出功率全部用于提升重物。不计发电机线圈电阻及空气阻力,重力加速度大小。求:
(1)发电机电动势的有效值;
(2)电动机达到额定功率时的输出功率P;
(3)电动机达到额定功率所用最短时间。
14.(2026·吉林长春·二模)光伏发电站到用户之间要进行长距离输电。
(1)太阳辐射的总功率为,太阳与地球的平均距离为,光伏电池板阵列与太阳光线垂直的面积为S,求电池板阵列接收到的太阳光功率。
(2)电池板阵列输出的直流电功率为,使用逆变器将直流电转换为正弦交流电,通过变压器升压后向远处输电。变压器原副线圈的匝数比为,原线圈两端电压为,输电线的总电阻为。忽略逆变过程和升压过程的能量损耗,求输电线上因电阻造成的功率损耗。
(3)我国“西电东送”工程采用特高压直流输电而非交流输电。请分析采用长距离交流输电时,除输电线电阻引起的电能损耗外,还有哪些因素会引起输电线上的电能损耗(至少写出一项)。
四、实验题
1.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)晓宇同学利用如图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律的实验”,实验时,将光电门固定在水平气垫导轨上,并将带有遮光条的滑块放在气垫导轨上,用细线拴接在滑块上后跨过光滑的定滑轮与钩码相连,调节定滑轮使拴接滑块的细线与气垫导轨平行,测量钩码的质量为m,滑块和遮光条的总质量为M,重力加速度为g。
(1)晓宇利用游标卡尺测量了遮光条的宽度,如图乙所示,则游标卡尺的读数为________cm。
(2)将滑块放在光电门左侧合适的位置,测量遮光条离光电门的距离L,将钩码由静止释放,记录滑块经过光电门时遮光条的挡光时间,若系统的机械能守恒,则关系式________成立(用题中字母表示)。
(3)晓宇多次改变滑块释放的位置,记录每次遮光条离光电门的距离L并同时记录了遮光条的挡光时间,在处理实验数据时,为了拟合成一条直线,以L为纵轴,横轴应为________(选填“”“”或“”),若钩码和滑块组成的系统机械能守恒,则图线的斜率应为________(用题中字母表示)。
2.(2026·辽宁营口·二模)辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。
(1)如图甲所示,用游标卡尺测圆柱体的长度,测得L=_____mm;如图乙所示,用螺旋测微器测圆柱体直径,测得D=_______mm;如图丙所示,用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻,测得______Ω。
(2)若待测圆柱体电阻Rx较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且圆柱体两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A. B.
C. D.
(3)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,作出U-I图像,测得图线的斜率为k,则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____(用相关物理量符号表示)。
(4)若考虑电表内阻引起的误差,则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____(填“不变”“偏大”或“偏小”)。
3.(2026·辽宁普通高中·模拟预测)某同学将一个量程为0~3V、内阻RV1=3000.0Ω的电压表V1改装成量程为0~6V的电压表。实验室准备的仪器有:
电源E(电动势为10.0V,内阻约为1.0Ω);
电阻箱R(最大阻值为9999.9Ω,允许通过的最大电流约为0.2A);
标准电压表V(量程为0~8V,内阻约为6000Ω);
开关、导线若干。
(1)在电压表V1上串联电阻箱,将电阻箱的电阻调为R′,就可以将电压表V改装成量程为0~6V的电压表,如图甲所示,则R′=______Ω。
(2)该同学发现实验中使用的电阻箱是修理过的,担心其示数并不准确,于是他用标准电压表V与改装的电压表并联进行校准,如图乙所示,当改装的电压表指针指在处时,标准电压表的示数为2.8V,由此可知,串联的电阻箱的真实阻值是______Ω,改装的电压表的真实最大量程为______V。
4.(2026·辽宁名校联盟·二模)某位物理老师设计了一个测量伏特表内阻的实验,实验电路如图甲所示。他接好电路,将学生电源的输出电压调到4V,伏特表接0~3V量程,电阻箱接入电路的阻值如图乙所示,闭合开关后伏特表的读数如图丙所示。请回答下列问题:
(1)图乙中电阻箱的读数为________,图丙中伏特表的读数为________V。
(2)伏特表接0~3V量程时的内阻________Ω。
(3)若想获得多组数据,在不断开电源开关的情况下,将电阻箱的阻值调为2500Ω时要怎样调节电阻箱旋钮?________。
(4)若电源的输出电压仍为4V,电阻箱接入电路的阻值仍如图乙所示,只将伏特表改接为0~15V量程,则闭合开关后,伏特表的读数应________(填“大于”“小于”或“等于”)图丙中伏特表的读数。
5.(2026·辽宁沈阳·二模)某同学将一个表头改装为双量程电流表。电路如图所示,、为定值电阻。已知表头满偏电流,内阻测量值,改装后的量程分别为0~0.6A和0~3.0A。
(1)使用接线柱时的量程___________(填“大于”或“小于”)使用接线柱时的量程。
(2)将改装后的电流表分别与标准电流表串联后进行校准,发现改装表读数均比标准表读数略小,可能的原因是表头内阻的真实值___________(填“大于”或“小于”)测量值590Ω。
(3)若是(2)问的原因引起的误差,则需要同时___________,才能对电流表的两个量程都进行校准。
A.增大和 B.减小和
C.增大减小 D.减小增大
6.(2026·辽宁鞍山·二模)某同学设计实验电路测量生理盐水的电阻率,将绝缘长方体容器放置在水平桌面上,容器的左、右两侧安装电极板,将电极板插入到容器底部,再把生理盐水倒入容器中,如图乙所示,试回答下列问题:
(1)图甲为实验原理图,试在图乙中完成实物连接_____;
(2)该同学通过移动滑动变阻器的滑片,读出多组电压表示数U和对应的毫安表示数I,并记录数据。某次电压表读数如图丙,电压为________V;
(3)现测得电极板间生理盐水的长度l,宽度d,深度h,则生理盐水的电阻率________(用l、d、h、U、I表示);
(4)由于电表内阻的影响,电阻率的测量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
7.(2026·辽宁县级重点高中协作体·二模)某实验小组的同学用如图甲所示的实验电路做“测量金属丝的电阻率”实验,实验室提供了以下两种规格的滑动变阻器:
滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为3A);
滑动变阻器R2(最大阻值为100Ω,允许通过的最大电流为1.5A)。
(1)实验时滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”),开关闭合前滑动变阻器的滑片P应置于______(填“A”或“B”)端。
(2)实验小组的同学在做该实验时,连接的实物图如图乙所示,请用笔画线代替导线将图乙的实物图按照图甲的电路图连接完整。
(3)为了探究选不同的滑动变阻器对本实验的影响,实验小组的同学调整金属丝上的滑动头,使金属丝接入电路的电阻约为10Ω,再将(1)中所选的滑动变阻器接入电路,移动滑片P,测量多组数据,以金属丝两端电压U为纵轴,为横轴(x为AP的长度,L为AB的长度),作出曲线如图丙中的Ⅰ所示;若将滑动变阻器更换成另一个,重复上述测量过程,则得到的曲线对应图丙中的______(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
8.(2026·辽宁鞍山·模拟预测)(1)某同学欲测量一新型电阻的阻值:他先用多用电表的欧姆挡测量,发现指针偏转角度过大,于是他应采取的措施是___________。
A.量程选择合适,可以进行下一步实验
B.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
C.换用欧姆挡,重新进行欧姆调零后测量
(2)现有如下器材可用于精确测量该新型电阻的阻值:
A.电源E(电动势为、内阻约为)
B.电压表(量程、内阻)
C.电流表(量程、内阻约),电流表(量程、内阻)
D.滑动变阻器(阻值最大值,额定电流),滑动变阻器(阻值最大值,额定电流0.50A)
E.定值电阻(阻值)
F.导线若干,开关一只
(3)选择合适的仪器在方框内画出实验电路,要求测量结果尽可能准确且电压从零开始变化(标出仪器代号)___________。
(4)某次测量时电压表示数为,电流表示数为,则待测电阻___________(用题中所给符号表示)。此测量值___________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值
9.(2026·吉林长春·二模)某同学利用电阻表测得一电阻阻值约为,为了更准确地测量该电阻的阻值设计了如图电路,除了开关、导线外还有以下实验器材可供选择:
A.电流表(量程为,内阻约为
B.电流表(量程为,内阻为
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器,允许通过的最大电流为
F.滑动变阻器,允许通过的最大电流为
G.电源(电动势为,内阻不计)
(1)定值电阻应选择________(选填“”或“”)。
(2)滑动变阻器应选择________(选填“”或“”)。
(3)某次实验中电流表的示数为,电流表的示数为,则电阻________(保留三位有效数字)。
10.(2026·黑龙江吉林·二模)在把电流表改装成电压表的实验中,要将量程为的电流表G改装成量程为5V的电压表,电流表G的内阻约几百欧。提供的实验器材如下:
干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω)、电阻箱、(均为0~99999Ω)、开关、导线若干。
(1)先利用如图甲所示的电路,测出电流表G的内电阻,有关实验测量的操作步骤如下:
①按照图甲连接好电路,电阻箱、阻值均调至最大,开关、均断开;
②只闭合,调节电阻箱使电流表G满偏,此时电阻箱的阻值为6990Ω;
③再闭合,调节电阻箱使电流表G半偏,此时电阻箱的阻值为470Ω,由此可得电流表G内阻的测量值为______Ω。
(2)通过分析可知,的测量值______真实值(填“大于”或“小于”)。
(3)为减小的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。实际操作如下:在(1)后,先把增加到______Ω(用第(1)步骤中获得的数据计算得出),调节使电流表G再次回到半偏。用这时的读数表示的测量值,如此重复操作多次补偿电阻即可使误差尽量减小。
(4)通过多次补偿测量,最终取,为完成上述改装,需要用一个______Ω的电阻与电流表串联。
11.(2026·黑龙江大庆·二模)根据国家标准(GB/T)规定,自来水在15℃时的电阻率应大于。某同学利用如图甲所示电路测量自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门控制管内的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右侧活塞固定不可移动,左侧活塞可自由移动,活塞电阻忽略不计。其余实验器材有:电源(电动势约为,内阻不计),电压表和(量程均为,内阻很大),定值电阻(,),电阻箱(最大阻值),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。
实验步骤:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径;
B.将玻璃管内注满自来水,用刻度尺测量水柱的长度:
C.连接好电路,把拨到1位置,记录电压表的示数:
D.把S拨到2位置,调整电阻箱的阻值,使电压表的示数与之前的示数相同,记录电阻箱的阻值;
E.改变玻璃管内的水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度和电阻箱阻值;
F.断开开关,整理器材。
(1)测量玻璃管内径时游标卡尺示数如图乙所示,则________;
(2)玻璃管内水柱的电阻________(用、、表示);
(3)根据记录的多组数据,绘制出如图所示的关系图像,可计算出自来水的电阻率________(结果保留2位有效数字);
(4)本实验中若电压表的内阻不是很大,则自来水电阻率的测量结果将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
12.(2026·吉林白山·模拟预测)某同学通过查阅课外书了解到在如图甲所示的电路中,当两个电源的电动势相等即时,灵敏电流计示数为0。
受此启发,他们从实验室中找来一些器材,设计了如图乙所示电路来测量金属丝的电阻率。图乙中,两个标准电源(内阻不计)的电动势、和定值电阻为已知量,为灵敏电流计。ac为待测的粗细均匀的金属丝,T为滑动触头,可在金属丝上移动,触点为b、请回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的横截面直径D如图丙所示,则D=___________mm。
(2)将单刀双掷开关K接通“1”,再调节滑动变阻器的滑片P,使灵敏电流计G示数为0,此时通过定值电阻的电流强度是___________;
(3)保持滑动变阻器的滑片P的位置不动,将单刀双掷开关K从“1”调到“2”,缓慢调节金属丝上的滑动触头T,使灵敏电流计G示数为0,用刻度尺测量此时导线___________(选填ab、bc、ac)段的长度。则金属丝的电阻率___________(用已知量和测量量的符号表示)
13.(2026·辽宁大连·模拟预测)实验室提供了下列器材测定电阻的阻值:
待测电阻(约100Ω)
滑动变阻器(0~10Ω)
电阻箱(0~9999.9Ω)
电流表A(量程0~50mA,内阻约10Ω)
直流电源(3V,内阻约6Ω)
开关、导线若干
(1)甲同学设计了如图(a)的电路进行实验。
①请在图(b)中用笔画线代替导线,完成实物电路连接;______
②实验操作时,先将滑动变阻器的滑片移到最______(选填“左”或“右”)端,再接通开关;保持断开,闭合,调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置,记下电流。
③断开,______(填写实验步骤),调节电阻箱在左右再闭合,调节使电流表读数为,此时的读数即为电阻的阻值。
(2)乙同学设计了图(c)所示的电路进行实验,他多次改变电阻箱的值,并记录对应的电流表读数,作出图线如图(d)所示,已知图线纵截距为,斜率为,则待测电阻的阻值______(用、表示)。
(3)图(a)方案,产生系统误差的原因是______;图(c)方案待测电阻的测量值______真实值(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
14.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)某实验小组的同学利用如图甲所示的电路图测量了电源的电动势和内阻,其中ab为一段粗细均匀的电阻丝,P为可左右移动的金属夹子。
(1)该实验小组的同学首先用多用电表粗略测量了电阻丝的电阻值,将旋钮置于“”倍率时,指针非常靠近最右端的0刻线处,通过分析,应将旋钮置于________(选填“”或“”)倍率处,然后进行欧姆调零,再将红黑表笔与电阻丝接触,多用电表的读数如图乙所示,则电阻丝的阻值约为________Ω。
(2)图甲中,电键闭合前,夹子P应置于________(选填“a”或“b”)处。
(3)在测量电源电动势和内阻时,测量夹子P到b的距离为L,同时读出电压表的示数U,改变夹子的位置,同时记录多组L和U的数据,该小组的同学利用图像处理实验数据时,以L为横轴,为了拟合成一条直线,应以________(选填“”“U”或“”)为纵轴,若电阻丝单位长度的电阻值为,定值电阻的阻值为,图像的斜率为k,纵截距为b,则电源的电动势为________,电源的内阻为________(均用题中字母表示)。
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