专题04 电场与电流(2大考点)(山东专用)2026年高考物理二模分类汇编
2026-05-18
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3份
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58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 | 电流 |
| 使用场景 | 高考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.90 MB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-18 |
| 作者 | 资料正在通过审核 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57911046.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
高中物理电场与电流专题二模试题汇编,涵盖静电场、交直流电及电学实验,精选山东各地模拟题,注重真实情境应用与能力梯度设计。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----------|----------|
|单选题|13题|电场强度叠加(等量电荷电场)、交流电产生(线圈转动)|结合科技情境(静电除尘、风力发电)|
|多选题|11题|电势分布(点电荷系统)、变压器动态分析(滑片移动)|注重综合推理(受力平衡与电场结合)|
|实验题|11题|欧姆表使用、电源电动势测量(伏安法)|贴近高考实验命题趋势(误差分析、器材选择)|
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·山东济宁·二模)如图所示,A、B是等量正点电荷,点为AB连线的中点,点位于AB连线的中垂线上,AB间的距离为,间的距离为,此时点的电场强度大小为;若仅将点电荷换成等量的负点电荷,点的电场强度大小变为。为使小于,和的大小应满足的关系为( )
A. B.
C. D.
2.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,一半径为R的橡胶圆环,固定在绝缘支架上,圆环上均匀分布着同种电荷。现从圆环上截去长为s的一小段圆弧,剩余部分在圆环中心处产生的场强大小为E,再从圆环上截去长为2s的一小段圆弧,剩余部分在圆环中心产生的场强大小为,不考虑因截取导致的电荷分布变化,则( )
A.的最大值小于3E B.的最大值等于3E
C.的最小值等于E D.的最小值大于E
3.(2026·山东省部分高中高三·模拟预测)如图所示,电荷量为的均匀带电圆盘B固定在竖直面内,为过圆盘中心的中轴线,、到点的距离均为。绝缘细线一端固定在点,另一端连接电荷量为、质量为的金属小球,小球恰好在点保持静止,细线与水平面的夹角为,已知静电力常量为,重力加速度为,金属小球可视为点电荷,则点的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
4.(2026·山东淄博·二模)如图所示为某一负电荷在电场中的电势能随位置变化的图像,沿轴正方向,电场强度为正,则负电荷从运动到过程中( )
A.电场力先做负功再做正功
B.处电势能最小
C.处电场强度为负
D.处电势最低
5.(2026·山东德州·二模)如图所示,在轴上坐标原点和负半轴上的点各固定一个点电荷,以无穷远处为零势能点,轴正半轴上各点的电势随变化规律如图所示,点的点电荷电荷量的绝对值为点的点电荷电荷量的绝对值为。下列判断正确的是( )
A.点的点电荷为正电荷
B.点的点电荷为负电荷
C.两点电荷量的关系为
D.在轴上紧邻处由静止释放一正点电荷,该点电荷将在附近做简谐运动
6.(2026·山东省多校高三·模拟预测)如图所示,电荷量分别为和的两个点电荷固定,两点电荷连线水平,在、之间放置内壁光滑的竖直绝缘细管,细管的上、下端口恰好在、连线的中垂线上。电荷量为的小球从上端管口无碰撞进入细管,小球在细管中运动的过程中机械能始终守恒,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.除无穷远外,、所在直线上电场强度为0的点位于左侧
D.除无穷远外,、所在直线上电场强度为0的点位于右侧
7.(2026·山东枣庄·二模)如图所示,正三角形的中心在点,边长为分别是三条边的中点,各顶点分别固定一个正点电荷,电荷量均为。已知元电荷为,若取无限远处的电势为零,则与点电荷距离为的某点的电势为静电力常量。下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的电场强度相同
B.点的电场强度大小为
C.点的电势为
D.电子在的电势能为
二、多选题
8.(2026·山东东营·二模)家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用,如图所示,空气从进气口C进入新风系统,先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒,再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃,A为金属管,接高电压正极,B为金属丝,接高电压负极,空气分子电离,使灰尘带上负电。有关静电除尘,下列说法正确的是( )
A.灰尘会被吸附到金属管A
B.灰尘做匀加速运动
C.a、b两点电场强度相同
D.吸附过程灰尘的电势能减小
9.(2026·山东菏泽·二模)如图所示,A、B、C为真空中边长为a的正三角形的三个顶点,三个顶点上分别固定了电荷量为+5q、+3q、+q的点电荷,O为正三角形的中心,若规定,点电荷产生的电势(k为静电力常量,Q为点电荷电量,r为到点电荷的距离),下列说法正确的是( )
A.O点的电势为
B.O点的电场强度大小为
C.O点的电场强度的方向平行于AC指向C
D.固定在B点的点电荷受到另外两个点电荷的作用力大小为
10.(2026·山东日照·二模)在真空中原来不带电的金属块abcd附近固定一带正电的点电荷,其截面如图所示,e、f为金属块内的两点。则达到静电平衡后( )
A.ad面上各点电场强度相同
B.e点的电势等于f点的电势
C.bc面带正电
D.e点的电场强度大于f点的电场强度
11.(2026·山东聊城·二模)如图所示,横截面为半圆的光滑绝缘柱体固定在水平面上,两个带电量大小均为q的小球甲、乙(均可看作点电荷)因相互作用分别静止在圆弧面上的A、B两点,A、B、C、D处于同一半圆弧上,O为半圆的圆心,OC方向竖直,OA与OC的夹角为30°,OB与OC的夹角为60°,OD与OC的夹角为30°,两小球电量保持不变。取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A.小球甲的质量比小球乙的质量大
B.在圆弧BC间一定存在一个电势为0的点
C.C、D两点的电场强度大小相等
D.保持小球甲位置不变,若将小球乙向下移动一微小距离,小球乙仍可能保持静止
12.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,一根长为l的轻杆,一端连接质量为m、电荷量为的小球,另一端可绕O点在竖直面内自由转动,空间中存在竖直向下的匀强电场。在最低点A给静止小球一个水平向右的初速度,当小球运动到与O点等高的B点时,杆上的弹力恰为0,已知重力加速度大小为g,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为
B.电场强度的大小为
C.小球刚获得初速度时,轻杆上弹力大小为
D.若初速度变为,则小球可以做完整的圆周运动
交直流电及电学实验
考点02
1、 单选题
1.
(2026·山东青岛第五十八中学·模拟预测)如图所示,直流电路中电源电动势为E,内阻为r,、为定值电阻,为滑动变阻器,已知,电容器电容为C。现闭合,断开,下列说法正确的是( )
A.将滑片逐渐向左滑动,电压表示数U增大,电流表示数减小
B.将滑片逐渐向左滑动,电容器两端电势差保持不变
C.将滑片逐渐向左滑动,的功率一定减小
D.滑片置于中点,闭合,电容器两端电压减小
2. (2026·山东日照·二模)如图所示,理想变压器的原副线圈匝数之比n1:n2=2:1,定值电阻R0=10 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω,电流表和电压表均为理想电表,原线圈M、N之间接有电压为220 V的正弦交流电源。当滑动变阻器( )
A.接入电路的电阻减小时,电流表的示数减小
B.接入电路的电阻增大时,电压表示数不变
C.接入电路的电阻为3Ω时,电流表的示数为20 A
D.接入电路的电阻为10Ω时,变压器的输出功率最大
3.
(2026·山东淄博·二模)为了研究交流电的产生过程,小齐进行了如下实验:第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中,线圈绕转轴按图示方向匀速转动(过、的中点),并从图甲所示位置开始计时,产生的感应电流图像如图乙所示。第二次仅将转轴右侧的磁场去掉,则第二次线框内产生的感应电流图像为( )
A. B.
C. D.
4.
(2026·山东潍坊·二模)如图甲所示,边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连,变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场,其磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化,另一部分为倾斜直线,变压器原副线圈匝数比,不计正方形线圈及导线的电阻,取,则电阻R在1min内产生的热量为( )
A.150J B.300J C.586J D.1172J
5.
(2026·山东聊城·二模)如图所示,在MN、PQ间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域宽度为2L。“L”型铝线框,在水平面上以速度向左匀速穿过磁场区域,运动过程中af与MN始终平行,铝线框边长,。则在线框穿过磁场区域的过程中,产生的感应电动势有效值为( )
A. B.
C. D.
6.
(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
二、多选题
7.
(2026·山东德州·二模)如图所示,面积为、阻值为、匝数为的矩形金属线框,绕中轴线以角速度匀速转动,中轴线右侧空间存在磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场,线框通过电刷与可变理想变压器相连,副线圈接有阻值为的定值电阻,原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为2∶1,电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.线框从图示位置转过时,电流表示数为0
B.线框从图示位置转过时,电动势的瞬时值为
C.电压表的示数为
D.滑动触头向上移动时,电流表示数变大
8. (2026·山东东营·二模)如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图,风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电,并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A.用电高峰期相当于滑片向下移动,则电压表的示数变大
B.t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零
C.将输电电压提高到原来的10倍,输电线路上损失的功率变为原来的
D.若风速增大时,转速增加,输电线上损失的功率增大
9. (2026·山东菏泽·二模)如图,“”形导线框置于范围足够大,磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直,各边长均为L,电阻均不计。线框绕a、d所在直线以角速度ω顺时针匀速转动。t=0时,面abcd水平,线框接到理想变压器上。下列说法正确的是( )
A.线框产生的感应电动势瞬时表达式为
B.线框转过一周,线框中产生的平均感应电动势为零
C.保持不动,滑片向右滑动的过程中,电流表变小,电压表示数变大
D.保持不动,滑片向下滑动的过程中,消耗的功率增大
10.
(2026·山东济宁·二模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈电路中为定值电阻,灯泡、完全相同,阻值均为,额定电压均为。当输入端的电压为时,两灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
11.
(2026·山东省多校高三·模拟预测)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,、是两个完全相同的灯泡,两定值电阻的阻值分别为、。当交流电源输出电压为时,闭合开关、断开开关,两灯泡均可正常发光;当交流电源输出电压为时,断开开关、闭合开关,两灯泡仍可正常发光,则( )
A.电源的输出电压 B.电源的输出电压
C.定值电阻的阻值 D.定值电阻的阻值
12.
(2026·山东枣庄·二模)风力发电机的输出电压随时间的变化关系图像为正弦曲线,如图甲所示,该发电机的最大输出电流为,它与变压器之间导线的总电阻。图乙所示为远距离输电的电路,当理想变压器的输入功率为时,经变压器后电压升至100kV,通过总电阻的输电线输送到变电站。下列说法正确的是( )
A.发电机输出的交流电的频率为100Hz
B.发电机实际输出的电流为
C.该变压器原、副线圈匝数之比为1∶40
D.输电线上消耗的功率为40kW
13.
(2026·山东枣庄·二模)如图甲所示,输液报警器能自动判定输液管中是否有药液。其内部电路如图乙所示,电源的电压恒定,为定值电阻,单刀双掷开关S不断在1、2之间自动切换,系统监测每次充电电流随时间的变化情况,有药液时,报警器中电容器的电容值大。图丙中的曲线a、b为两次监测的结果。下列说法正确的是( )
A.两次监测结果中,没有药液的是图线a
B.充电时,两极板间的电场强度保持不变
C.充电过程中定值电阻中的电流从左向右
D.减小的电阻值,充满电时两极板间的电压变大
三、实验题
1.
(2026·山东淄博·二模)某欧姆表的内部示意图如图甲所示,该表有“”“”两个挡位。现用该表测量一个阻值约为300 Ω的定值电阻。
(1)图甲为________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)欧姆表选择“”挡位,选择开关应与________(选填“”或“”)相连;
(3)测量时,先将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在________(选填“电流”或“电阻”)零刻度线;
(4)保持欧姆表选择“”挡,测量时指针位置如图乙所示,欧姆表读数为________。
2.(2026·山东聊城·二模)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_______位置时,电表可测量直流电流,且量程较大。
(2)该多用电表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能欧姆调零,正确使用欧姆挡测量某一个电阻时,测得的电阻值相比真实值____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为9.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程600μA,内阻90Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻;
E.导线若干,红、黑表笔各一只
①若在图乙中,保持断开,表盘上300μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②若在图乙中,闭合,这相当于欧姆表换挡,则换挡前、后倍率之比为____________。
2. (2026·山东·模拟预测)某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为______cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取______(选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率______(用题目中给出的字母来表示)。
3. (2026·山东枣庄·二模)实验小组准备测量电压表V的内电阻。可选用的器材有:
多用电表;
电源(电动势5V);
待测电压表V(量程3V);
电压表(量程5V;内阻约);
定值电阻(阻值为);
滑动变阻器(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
开关S,导线若干。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡测量电压表V的内电阻。将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置,___________(填“红”或“黑”)表笔与电压表正接线柱相连,指针位置如图甲所示,测得该电压表的内电阻为___________。
(2)为提高测量的精度,实验小组设计如图乙所示的电路,滑动变阻器应选___________(填“”或“”);
(3)闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时,电压表、待测电压表V的示数分别为,待测电压表V的内电阻为___________(结果保留3位有效数字)。
4.
(2026·山东潍坊·二模)某实验小组利用如图甲所示的实验电路测量某电源的电动势和内阻,所用两电源分别为、,其内阻分别为、,其中一块电源为待测电源,另一块为辅助电源。
该小组的主要实验步骤如下:
①按图甲连接好实验电路,将两滑动变阻器、的滑片滑到合适位置,闭合开关、,调节、,使灵敏电流计G的示数为零,读出此时电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组I和U,根据所得数据作出图像如图乙所示。
由以上信息可知:
(1)待测电源是________(选填“”或“”);
(2)由图乙可知,待测电源的电动势为________V,内阻为________(结果均保留2位小数);
(3)在操作步骤①的过程中,若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,为使灵敏电流计G的示数再次为零,则应缓慢________(选填“向左”或“向右”)调节滑动变阻器的滑片。
5.
(2026·山东菏泽·二模)某同学设计了两种倍率的欧姆表,其内部电路如图甲所示,已知表头内阻,电源电动势未知,内阻不可忽略,则:
(1)开关S________(选填“闭合”或者“断开”)时,倍率较大;
(2)选择开关S断开时,进行欧姆调零后,A、B两表笔之间接不同的标准电阻时,表头G的示数I与的关系如图乙所示,电源的电动势E=________;
(3)再把开关S闭合,两表笔短接发现表头指针刚好半偏,________;
(4)电源由于长时间使用,电动势略有减小,内阻略有增大,用该表测电阻时测量值会________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
6. (2026·山东德州·二模)为了测量干电池A的电动势和内阻,某学习小组设计了图甲所示的电路图,电流表和电压表内阻未知。
(1)用甲图方案测得的干电池A的内阻比真实值___________(选填“偏大”或“偏小”),其误差主要来源于___________(选填“A”或“B”)。
A.电流表分压
B.电压表分流
(2)为了提高实验精度,该小组又设计了如图乙所示的电路,主要实验操作如下:
①闭合、,调节滑动变阻器,使灵敏电流计的指针指在零刻度线,记录此时电压表的示数、电流表的示数;
②改变滑动变阻器的滑片位置,重复步骤①,记录此时电压表的示数、电流表的示数。可算出电池的电动势___________,内阻___________。(结果均保留两位小数)
7. (2026·山东青岛第五十八中学·模拟预测)某实验小组使用某种型号多用电表测量导体的电阻以及利用多用电表分析电路故障。
(1)某次测量时,多用电表指针指在图1所示的位置,下列说法正确的 (多选)。
A.若此时选用的是欧姆挡“×100”倍率,则应该更换“×10”倍率重新测量
B.重新选择合适的欧姆挡倍率后,无需欧姆调零即可直接使用
C.用多用电表电流挡测直流电流时,应让红表笔接外电路的负极,黑表笔接外电路的正极
D.测二极管的正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)用多用电表的欧姆挡去测量电压表(0~15V量程)的内阻,将选择开关拨至欧姆“×10k”挡,多用电表和电压表的示数分别如图2、3所示,多用电表的示数为____________kΩ,电压表的示数为____________V。已知多用电表欧姆挡表盘中间刻度值为15,则该多用电表内电池的电动势为____________V(结果保留2位有效数字)。
(3)图4是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数均不变且不为零,电流表的示数始终为零。为查找故障,在其他连接不变的情况下,使用多用电表的直流电压挡进行检测,将红表笔连接在e位置并保持不动,另一表笔分别试触b、c、d三个位置。发现试触b、c时均有示数;试触d时,没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路
8. (2026·山东日照·二模)某学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。除了干电池、若干导线和开关外,实验室还提供了如下器材:
电流表A1(量程为10 mA,内阻rA=1 Ω)
电流表A2(量程为150 mA,内阻约为2 Ω)
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω,允许的最大电流为1 A)
(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5 V的电压表,电阻箱接入电路的阻值R0=______Ω。
(2)学习小组设计的部分电路如图甲所示,为尽量减小误差,电流表A2应接在______处(选填“1”或“2”)。电流表A2正确接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,绘制I1-I2图像如图乙所示,已知图线斜率的绝对值为k,与纵轴的截距为b,则电源的电动势E=______,内阻r=______。(用R0、rA、k、b表示)
9. (2026·山东省多校高三·模拟预测)某学习小组想要设计一个“×10”和“×100”双倍率的欧姆表,可供使用的实验器材如下:
直流电源(电动势为1.5V,内阻为1Ω)
灵敏电流计(满偏电流为1mA,内阻为150Ω)
滑动变阻器(阻值变化范围为0~9999Ω)
定值电阻(阻值为1200Ω)
定值电阻
红、黑表笔,开关、,导线若干
(1)按照如图所示的电路连接实验器材,其中红表笔应接在______端(选填“A”或者“B”);
(2)闭合,断开,若使外接电阻为0时灵敏电流计达到满偏,应将滑动变阻器阻值调节为______Ω;
(3)闭合时,该欧姆表的倍率为______(选填“×10”或者“×100”),定值电阻的阻值大小为______Ω。
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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·山东济宁·二模)如图所示,A、B是等量正点电荷,点为AB连线的中点,点位于AB连线的中垂线上,AB间的距离为,间的距离为,此时点的电场强度大小为;若仅将点电荷换成等量的负点电荷,点的电场强度大小变为。为使小于,和的大小应满足的关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设电荷量的大小为Q,,当两电荷为等量正电荷时,M点的电场强度大小为
其中
当两电荷电性一正一负时,M点的电场强度大小为
其中
当时,有
所以
故选B。
2.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,一半径为R的橡胶圆环,固定在绝缘支架上,圆环上均匀分布着同种电荷。现从圆环上截去长为s的一小段圆弧,剩余部分在圆环中心处产生的场强大小为E,再从圆环上截去长为2s的一小段圆弧,剩余部分在圆环中心产生的场强大小为,不考虑因截取导致的电荷分布变化,则( )
A.的最大值小于3E B.的最大值等于3E
C.的最小值等于E D.的最小值大于E
【答案】A
【详解】因截取一段圆弧后,剩余的部分在圆心处产生的场强与截取的部分在圆心处产生的场强等大反向,截去长为s的一小段圆弧,剩余部分在圆环中心处产生的场强大小为E1=E;再截取2s后剩余部分在圆环中心产生的场强大小E2应小于2E大于等于E(当三段等分圆周时);而应该是E1和E2两部分场强的矢量和,由于两场强不能共线,则最大值小于3E,最小值为零。
故选A。
3.(2026·山东省部分高中高三·模拟预测)如图所示,电荷量为的均匀带电圆盘B固定在竖直面内,为过圆盘中心的中轴线,、到点的距离均为。绝缘细线一端固定在点,另一端连接电荷量为、质量为的金属小球,小球恰好在点保持静止,细线与水平面的夹角为,已知静电力常量为,重力加速度为,金属小球可视为点电荷,则点的电场强度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据平衡条件可知,小球受到的电场力为
则均匀带电圆盘B在小球静止处的电场强度大小为
结合对称性及电场叠加可知点的电场强度为圆盘和金属小球产生电场矢量和,大小为
故选D。
4.(2026·山东淄博·二模)如图所示为某一负电荷在电场中的电势能随位置变化的图像,沿轴正方向,电场强度为正,则负电荷从运动到过程中( )
A.电场力先做负功再做正功
B.处电势能最小
C.处电场强度为负
D.处电势最低
【答案】C
【详解】A.负电荷从运动到过程中,电势能先减小后增加,可知电场力先做正功再做负功,A错误;
BD.由图可知,处电势能最小,因电荷带负电,则处电势最高,BD错误;
C.因从x1到x2电势能减小,可知电场力做正功,电场力方向沿x轴正向,因电荷带负电,可知处电场强度为负,C正确。
故选C。
5.(2026·山东德州·二模)如图所示,在轴上坐标原点和负半轴上的点各固定一个点电荷,以无穷远处为零势能点,轴正半轴上各点的电势随变化规律如图所示,点的点电荷电荷量的绝对值为点的点电荷电荷量的绝对值为。下列判断正确的是( )
A.点的点电荷为正电荷
B.点的点电荷为负电荷
C.两点电荷量的关系为
D.在轴上紧邻处由静止释放一正点电荷,该点电荷将在附近做简谐运动
【答案】C
【详解】AB.由时可知点电荷为正电荷;由处图像切线斜率为零可知该处场强为零,即点电荷在处产生的向右场强与点电荷在处产生的向左场强抵消,故点电荷为负电荷,故AB错误;
C.在处有
因
故
且为点电荷量,为点电荷量,此时,故C正确;
D.在处电势最低,正电荷势能最低,但在垂直于轴方向上电势并非最低,电荷释放后若受微小扰动偏离轴,将不能回到,且简谐运动要求回复力严格满足,此处仅为近似,故D错误。
故选C。
6.(2026·山东省多校高三·模拟预测)如图所示,电荷量分别为和的两个点电荷固定,两点电荷连线水平,在、之间放置内壁光滑的竖直绝缘细管,细管的上、下端口恰好在、连线的中垂线上。电荷量为的小球从上端管口无碰撞进入细管,小球在细管中运动的过程中机械能始终守恒,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.除无穷远外,、所在直线上电场强度为0的点位于左侧
D.除无穷远外,、所在直线上电场强度为0的点位于右侧
【答案】D
【详解】AB.由于小球在细管中运动的过程中机械能始终守恒,则电场力始终不做功,故细管为等势线,所以电场力与小球的速度方向始终垂直。由分析可知在小球初始位置处的电场强度方向应为斜向右上方,所以在该位置产生的场强应大于在该位置产生的场强,则由可知,由于小球初始位置到两电荷的距离相等,所以有,故AB错误;
CD.由于正电荷产生的场强方向背离正电荷,而负电荷产生的场强方向指向负电荷,所以、所在直线上电场强度为0的点只能在两电荷连线的外侧。又因为,则由可知,两电荷连线上场强为零的点应靠近,所以除无穷远外,、所在直线上电场强度为0的点应位于右侧,故C错误,D正确。
故选D。
7.(2026·山东枣庄·二模)如图所示,正三角形的中心在点,边长为分别是三条边的中点,各顶点分别固定一个正点电荷,电荷量均为。已知元电荷为,若取无限远处的电势为零,则与点电荷距离为的某点的电势为静电力常量。下列说法正确的是( )
A.A、B、C三点的电场强度相同
B.点的电场强度大小为
C.点的电势为
D.电子在的电势能为
【答案】C
【详解】 A.电场强度是矢量,既有大小又有方向。根据对称性可知, 三点的电场强度大小相等,但方向不同(分别沿三角形的高线向外),故A错误;
B.点位于左侧边的中点,上方顶点和左下顶点的电荷在点产生的电场强度大小相等、方向相反,相互抵消。因此点的合场强等于右下顶点电荷在点产生的场强。点到右下顶点的距离为等边三角形的高,则点电场强度大小为,故B错误;
C.点为右侧边的中点,到上方顶点和右下顶点的距离均为,到左下顶点的距离为。则点的电势为 ,故C正确;
D.点为正三角形中心,到三个顶点的距离相等,设为。由几何关系可知
点的电势为
电子带负电,则电子在点的电势能为,故D错误。
故选C。
二、多选题
8.(2026·山东东营·二模)家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用,如图所示,空气从进气口C进入新风系统,先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒,再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃,A为金属管,接高电压正极,B为金属丝,接高电压负极,空气分子电离,使灰尘带上负电。有关静电除尘,下列说法正确的是( )
A.灰尘会被吸附到金属管A B.灰尘做匀加速运动
C.a、b两点电场强度相同 D.吸附过程灰尘的电势能减小
【答案】AD
【详解】A. 金属管接正极,金属丝接负极,电场方向由指向中心,灰尘带负电,受到的电场力方向与电场方向相反,即电场力指向,因此灰尘会被吸附到金属管,A正确;
B. 该电场为辐向非匀强电场,越靠近电场强度越小,根据
可知灰尘受到的电场力不断减小,加速度不断减小,因此灰尘做加速度减小的变加速运动,B错误;
C.电场强度是矢量,、两点的电场方向不同,因此两点电场强度不同,C错误;
D.吸附过程中,灰尘的位移方向与电场力方向一致,电场力做正功,根据电场力做功与电势能的关系可知,灰尘的电势能减小,D正确。
故选AD。
9.(2026·山东菏泽·二模)如图所示,A、B、C为真空中边长为a的正三角形的三个顶点,三个顶点上分别固定了电荷量为+5q、+3q、+q的点电荷,O为正三角形的中心,若规定,点电荷产生的电势(k为静电力常量,Q为点电荷电量,r为到点电荷的距离),下列说法正确的是( )
A.O点的电势为
B.O点的电场强度大小为
C.O点的电场强度的方向平行于AC指向C
D.固定在B点的点电荷受到另外两个点电荷的作用力大小为
【答案】ABC
【详解】、、三处的点电荷到的距离
A.由于,则有点电荷在点的电势为
点电荷在点的电势为
点电荷在点的电势为
所以点的电势为,故A正确;
BC.根据点电荷的场强公式,点电荷在点产生的场强的大小为,方向由点指向点
点电荷在点产生的场强的大小为,方向由点指向点
点电荷在点产生的场强的大小为,方向由点指向点
由于场强、、两两之间的夹角为,根据平行四边形定则,它们的合场强大小,方向与的夹角为,即平行于指向,故BC正确;
D.根据库仑定律有,点电荷与点电荷间的作用力为,方向由点指向点
点电荷与点电荷间的作用力为,方向由点指向点
所以与之间的夹角为,所以固定在点的点电荷受到另外两个点电荷的作用力大小显然小于,故D错误。
故选ABC。
10.(2026·山东日照·二模)在真空中原来不带电的金属块abcd附近固定一带正电的点电荷,其截面如图所示,e、f为金属块内的两点。则达到静电平衡后( )
A.ad面上各点电场强度相同
B.e点的电势等于f点的电势
C.bc面带正电
D.e点的电场强度大于f点的电场强度
【答案】BC
【详解】A.达到静电平衡时,金属块是等势体,ad为等势面,而电场线与等势面正交,则电场线分布如图(与等量异种电荷的电场线分布相似),可知ad面上各点电场强度方向相同,但大小不相等,越靠近ad中点场强越大,A错误;
B.因金属块是等势体,可知e点的电势等于f点的电势,B正确;
C.由静电感应可知,ad面带负电,bc面带正电,C正确;
D.达到静电平衡时,导体内部各点场强均为零,即e点的电场强度等于f点的电场强度,D错误。
故选BC。
11.(2026·山东聊城·二模)如图所示,横截面为半圆的光滑绝缘柱体固定在水平面上,两个带电量大小均为q的小球甲、乙(均可看作点电荷)因相互作用分别静止在圆弧面上的A、B两点,A、B、C、D处于同一半圆弧上,O为半圆的圆心,OC方向竖直,OA与OC的夹角为30°,OB与OC的夹角为60°,OD与OC的夹角为30°,两小球电量保持不变。取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A.小球甲的质量比小球乙的质量大
B.在圆弧BC间一定存在一个电势为0的点
C.C、D两点的电场强度大小相等
D.保持小球甲位置不变,若将小球乙向下移动一微小距离,小球乙仍可能保持静止
【答案】ABC
【详解】A.由题可得
对甲受力分析,在A点切线方向平衡
同理乙在B点切线方向平衡有
联立得
小球甲的质量比小球乙的质量大,故A正确;
B.两球能静止在圆弧两侧,库仑力为引力,说明两球带异种电荷
所以圆弧BC间一定存在一个点使得,故B正确;
C.AC距离等于BD距离, BC距离等于AD距离,场强叠加时,最终矢量叠加后的场强大小相等,故C正确;
D.保持小球甲位置不变,若将小球乙向下移动一微小距离,对乙受力分析,重力切线分量随增大而增大,两球间距增大,库仑力减小,且库仑力的切线分量也减小,切线方向受力不平衡,小球乙不可能保持静止,故D错误。
故选ABC。
12.(2026·山东潍坊·二模)如图所示,一根长为l的轻杆,一端连接质量为m、电荷量为的小球,另一端可绕O点在竖直面内自由转动,空间中存在竖直向下的匀强电场。在最低点A给静止小球一个水平向右的初速度,当小球运动到与O点等高的B点时,杆上的弹力恰为0,已知重力加速度大小为g,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为
B.电场强度的大小为
C.小球刚获得初速度时,轻杆上弹力大小为
D.若初速度变为,则小球可以做完整的圆周运动
【答案】BD
【详解】AB.小球在B点时,杆弹力为0,根据牛顿第二定律,可得
对A到B过程应用动能定理
整理得,A错误,B正确;
C.在A点时,根据牛顿第二定律
解得,C错误;
D.轻杆模型完成完整圆周运动的条件是:能到达最高点(O正上方),即最高点速度即可。
对A到最高点过程用动能定理
整理得 ,说明小球可以到达最高点,完成完整圆周运动,D正确。
故选 BD。交直流电及电学实验
考点02
1、 单选题
1.
(2026·山东青岛第五十八中学·模拟预测)如图所示,直流电路中电源电动势为E,内阻为r,、为定值电阻,为滑动变阻器,已知,电容器电容为C。现闭合,断开,下列说法正确的是( )
A.将滑片逐渐向左滑动,电压表示数U增大,电流表示数减小
B.将滑片逐渐向左滑动,电容器两端电势差保持不变
C.将滑片逐渐向左滑动,的功率一定减小
D.滑片置于中点,闭合,电容器两端电压减小
【答案】D
【详解】A.当闭合、断开并且电路稳定时,电容器支路无电流,外电路只有与串联。设滑动变阻器接入电路的电阻为,则总电流为
滑片逐渐向左滑动时,接入电路的减小,所以增大,而不是减小。电压表测的是路端电压,因此
随着减小,也减小,而不是增大,故A错误。
B.在断开且电路稳定时,电容器支路中无电流,因此上电压为零,电容器两端电压等于路端电压,即
当滑片向左滑动时,减小,所以也随之减小,不会保持不变,故B错误。
C.滑动变阻器的功率为
当 时,随增大而增大;当时,随增大而减小。因此,当滑片向左滑动、减小时,的功率不一定减小,故C错误。
D.设滑片置于中点时,接入电路的滑动变阻器电阻为。闭合重新稳定后,电容器两端电压等于两端的电压,闭合前,电容器电压等于路端电压,显然闭合后,电路重新稳定时电容器两端电压减小,故D正确。
故选D。
2. (2026·山东日照·二模)如图所示,理想变压器的原副线圈匝数之比n1:n2=2:1,定值电阻R0=10 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω,电流表和电压表均为理想电表,原线圈M、N之间接有电压为220 V的正弦交流电源。当滑动变阻器( )
A.接入电路的电阻减小时,电流表的示数减小
B.接入电路的电阻增大时,电压表示数不变
C.接入电路的电阻为3Ω时,电流表的示数为20 A
D.接入电路的电阻为10Ω时,变压器的输出功率最大
【答案】C
【详解】AC.设原线圈电流为,电压为,副线圈电流为,电压为,根据理想变压器规律,
根据欧姆定律原线圈回路满足
副线圈有
联立解得
接入电路的电阻减小时,分母减小,增大,所以电流表的示数增大
接入电路的电阻为时,代入数据可得
故A错误,C正确;
B.同理可得
接入电路的电阻增大时,分母减小,增大,电压表示数变化,故B错误;
D.输出功率
根据均值不等式,当时,变压器的输出功率最大,故D错误。
故选C。
3.
(2026·山东淄博·二模)为了研究交流电的产生过程,小齐进行了如下实验:第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中,线圈绕转轴按图示方向匀速转动(过、的中点),并从图甲所示位置开始计时,产生的感应电流图像如图乙所示。第二次仅将转轴右侧的磁场去掉,则第二次线框内产生的感应电流图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】第一次实验中,线圈两条边( 和 )都切割磁感线,感应电动势最大值,电流最大值
第二次实验仅去掉右侧磁场,线圈转动过程中,始终只有一条边( 或 )在左侧磁场中切割磁感线,另一条边在无磁场区,故感应电动势最大值变为,电流最大值变为 ,第二次实验产生的感应电流仍为正弦式交变电流,从中性面开始,表达式为
故选D。
4.
(2026·山东潍坊·二模)如图甲所示,边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连,变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场,其磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化,另一部分为倾斜直线,变压器原副线圈匝数比,不计正方形线圈及导线的电阻,取,则电阻R在1min内产生的热量为( )
A.150J B.300J C.586J D.1172J
【答案】B
【详解】正弦段B的最大值 ,周期 ,角速度
感应电动势最大值
正弦交流电的有效值
变压器原副线圈匝数比,根据电压匝数关系
可得副线圈电压
均匀变化段B均匀变化,产生的感应电动势恒定,因此原线圈电压恒定,原线圈产生的磁通量恒定,副线圈磁通量变化率为0,因此副线圈电压为0,R不产生热量。 ,总共有 个周期,每个周期内只有前 发热,总热量
故选B。
5.
(2026·山东聊城·二模)如图所示,在MN、PQ间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域宽度为2L。“L”型铝线框,在水平面上以速度向左匀速穿过磁场区域,运动过程中af与MN始终平行,铝线框边长,。则在线框穿过磁场区域的过程中,产生的感应电动势有效值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】进入磁场至进入磁场阶段,切割磁场,感应电动势为
进入磁场至进入磁场阶段, 与切割磁场,感应电动势
进入磁场至出磁场阶段,与切割磁场,感应电动势
出磁场至出磁场阶段,切割磁场,感应电动势
每个阶段位移均为,故每个阶段时间
总时间
根据感应电动势有效值的定义
解得
故选A。
6.
(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。
二、多选题
7.
(2026·山东德州·二模)如图所示,面积为、阻值为、匝数为的矩形金属线框,绕中轴线以角速度匀速转动,中轴线右侧空间存在磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场,线框通过电刷与可变理想变压器相连,副线圈接有阻值为的定值电阻,原线圈和副线圈初始接入电路的匝数之比为2∶1,电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.线框从图示位置转过时,电流表示数为0
B.线框从图示位置转过时,电动势的瞬时值为
C.电压表的示数为
D.滑动触头向上移动时,电流表示数变大
【答案】CD
【详解】线框只有一半在磁场中,有效面积为,感应电动势的最大值
感应电动势有效值。
A.电流表的示数为电路中电流的有效值,虽然瞬时值为零,但电流表示数不为 0,故A错误。
B.线框从图示位置转过时,电动势瞬时值,故B错误;
C.原线圈输入电压,其中是原线圈电流
根据变压器匝数比
解得,
副线圈电路有
所以
联立解得
即电压表示数为,故C正确;
D.滑动触头向上移动时,副线圈匝数增大,根据,可得增大,副线圈电流增大,原线圈电流也增大,电流表示数变大,故D正确。
故选CD。
8. (2026·山东东营·二模)如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图,风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电,并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A.用电高峰期相当于滑片向下移动,则电压表的示数变大
B.t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零
C.将输电电压提高到原来的10倍,输电线路上损失的功率变为原来的
D.若风速增大时,转速增加,输电线上损失的功率增大
【答案】BD
【详解】A.用电高峰期用户增加,并联总电阻减小,相当于滑片向下移动,升压变压器两端电压不变,降压变压器副线圈电流变大,则原线圈电流也增大,输电导线电阻两端电压增大,降压变压器原线圈两端电压减小,即电压表示数减小,故A错误;
B.时,电压,为最大值,所以线圈平面与磁感线平行,穿过线框的磁通量为0,故B正确;
C.将输电电压提高到原来的10倍,根据,可知输电线路上的电流变为原来的,根据输电线路上损失的功率,可知输电线路上损失的功率变为原来的,故C错误;
D.若风速增大,则风轮带动线圈转动更快,发电机转速增大,感应电动势增大,输出电压增大。在变压器变比不变、用户负载不变的情况下,输电线中的电流增大。由于线路损耗功率为,所以输电线上的损失功率增大,故D正确。
故选BD。
9. (2026·山东菏泽·二模)如图,“”形导线框置于范围足够大,磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直,各边长均为L,电阻均不计。线框绕a、d所在直线以角速度ω顺时针匀速转动。t=0时,面abcd水平,线框接到理想变压器上。下列说法正确的是( )
A.线框产生的感应电动势瞬时表达式为
B.线框转过一周,线框中产生的平均感应电动势为零
C.保持不动,滑片向右滑动的过程中,电流表变小,电压表示数变大
D.保持不动,滑片向下滑动的过程中,消耗的功率增大
【答案】BC
【详解】A.两个面的感应电动势相位差,合成后感应电动势瞬时值为,故A错误;
B.线框转过一周,穿过线框的磁通量变化量为0,故线框中产生的平均感应电动势为零,故B正确;
C.由A选项可知,该电流为交变电流,因此有效值是恒定的,即线框输出的有效电压是恒定的,将原线圈等效为电阻,则
则原线圈电流
若保持P1不动,滑片P2向右滑动的过程中,则变大,减小,则电流表示数减小,副线圈电压减小,原线圈电压减小,故电压表示数增大,故C正确;
D.若保持P2不动,滑片P1向下滑动的过程中,减小,根据可知,原线圈电流减小,根据可知,副线圈电流的变化情况无法判断,因此消耗的功率无法判断,故D错误。
故选BC。
10.
(2026·山东济宁·二模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈电路中为定值电阻,灯泡、完全相同,阻值均为,额定电压均为。当输入端的电压为时,两灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】AB.设原线圈两端电压为,副线圈两端电压为。由于灯泡正常发光,且其额定电压为,所以
理想变压器满足
因此
又因为定值电阻与原线圈并联,所以两端的电压也为
灯泡也正常发光,所以其两端电压为
输入电压等于灯泡两端电压与并联部分两端电压之和,所以,故B正确,A错误。
CD.灯泡正常发光时,副线圈电流为
理想变压器满足电流与匝数成反比,因此
所以原线圈中的电流为
定值电阻中的电流为
灯泡与并联部分串联,所以流过灯泡的电流等于并联支路总电流。又因为正常发光,则
于是有
整理得
因此,故C正确,D错误。
故选BC。
11.
(2026·山东省多校高三·模拟预测)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比,、是两个完全相同的灯泡,两定值电阻的阻值分别为、。当交流电源输出电压为时,闭合开关、断开开关,两灯泡均可正常发光;当交流电源输出电压为时,断开开关、闭合开关,两灯泡仍可正常发光,则( )
A.电源的输出电压 B.电源的输出电压
C.定值电阻的阻值 D.定值电阻的阻值
【答案】AC
【详解】AB.灯泡正常发光,灯泡两端电压和流过灯泡的电流始终不变。
副线圈两端电压
原线圈电压
电源的输出电压
所以两次操作后,副线圈两端电压不变,原线圈电压也不变,电源的输出电压也不变,故A正确,B错误;
CD.设灯泡的电阻为。
闭合开关、断开开关,副线圈的电流为灯泡的电流,原线圈的电流为
流过电阻的电流为
电阻两端的电压为
根据欧姆定律得
断开开关、闭合开关,原线圈的电流为灯泡的电流,副线圈的电流为
流过电阻的电流为
电阻两端的电压为
根据欧姆定律得
所以,故C正确,D错误。
故选AC。
12.
(2026·山东枣庄·二模)风力发电机的输出电压随时间的变化关系图像为正弦曲线,如图甲所示,该发电机的最大输出电流为,它与变压器之间导线的总电阻。图乙所示为远距离输电的电路,当理想变压器的输入功率为时,经变压器后电压升至100kV,通过总电阻的输电线输送到变电站。下列说法正确的是( )
A.发电机输出的交流电的频率为100Hz
B.发电机实际输出的电流为
C.该变压器原、副线圈匝数之比为1∶40
D.输电线上消耗的功率为40kW
【答案】BD
【详解】A.由图甲可知,发电机的输出的交流电的周期为
所以,频率为,故A错误;
B.由图可知,发电机的输出的交流电的电压的有效值为
设发电机实际输出的电流为,变压器的输入电压为,则,
解得,故B正确;
C.变压器的输出电流为
则该变压器原、副线圈匝数之比为,故C错误;
D.输电线上R消耗的功率为,故D正确。
故选BD。
13.
(2026·山东枣庄·二模)如图甲所示,输液报警器能自动判定输液管中是否有药液。其内部电路如图乙所示,电源的电压恒定,为定值电阻,单刀双掷开关S不断在1、2之间自动切换,系统监测每次充电电流随时间的变化情况,有药液时,报警器中电容器的电容值大。图丙中的曲线a、b为两次监测的结果。下列说法正确的是( )
A.两次监测结果中,没有药液的是图线a
B.充电时,两极板间的电场强度保持不变
C.充电过程中定值电阻中的电流从左向右
D.减小的电阻值,充满电时两极板间的电压变大
【答案】AC
【详解】A.根据可知,图线与坐标轴所围面积表示电荷量,根据可知,没有药液时电容器的电容小,电荷量小,图线与坐标轴所围面积小,即没有药液的是图线a,故A正确;
B.充电时,根据可知,两极板间的电压不断增大,根据可知,两极板间的电场强度不断增大,故B错误;
C.由图乙可知,充电过程中定值电阻R中的电流从左向右,故C正确;
D.充满电时两极板间的电压等于电源电动势,与定值电阻R的阻值无关,故D错误。
故选AC。
三、实验题
14.
(2026·山东淄博·二模)某欧姆表的内部示意图如图甲所示,该表有“”“”两个挡位。现用该表测量一个阻值约为300 Ω的定值电阻。
(1)图甲为________(选填“红”或“黑”)表笔;
(2)欧姆表选择“”挡位,选择开关应与________(选填“”或“”)相连;
(3)测量时,先将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在________(选填“电流”或“电阻”)零刻度线;
(4)保持欧姆表选择“”挡,测量时指针位置如图乙所示,欧姆表读数为________。
【答案】(1)红
(2)
(3)电阻
(4)
【详解】(1)欧姆表规则为“红进黑出”,即电流从红表笔流入、黑表笔流出欧姆表。由图甲可知,电流从欧姆表内部电源正极流出后,最终从表笔流入欧姆表,因此为红表笔。
(2)欧姆表两表笔短接时,根据
可知总内阻越小,即中值电阻越小,满偏总电流越大,欧姆表倍率越小。接时,并联分流电阻更小,分流更大,总满偏电流更大,内阻更小,对应更小倍率,因此挡位选择开关接。
(3)红黑表笔短接,即被测电阻为0,调节调零旋钮使指针指向电阻零刻度线。
(4)欧姆表读数为表盘示数乘以倍率,由图乙可知,读数为
15. (2026·山东聊城·二模)如图甲所示是一个多量程多用电表的简化电路图,请完成下列问题。
(1)该多用电表的直流电流挡、直流电压挡和欧姆挡各有两个量程。当选择开关S旋到_______位置时,电表可测量直流电流,且量程较大。
(2)该多用电表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能欧姆调零,正确使用欧姆挡测量某一个电阻时,测得的电阻值相比真实值____________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)某实验小组利用下列器材研究欧姆挡不同倍率的原理,组装如图乙所示的简易欧姆表。实验器材如下:
A.干电池(电动势E为9.0V,内阻r不计);
B.电流计G(量程600μA,内阻90Ω);
C.可变电阻器R;
D.定值电阻;
E.导线若干,红、黑表笔各一只
①若在图乙中,保持断开,表盘上300μA刻度线对应的电阻刻度值是____________Ω;
②若在图乙中,闭合,这相当于欧姆表换挡,则换挡前、后倍率之比为____________。
【答案】(1)1
(2)偏大
(3)
【详解】(1)当S旋到位置1时,与表头G并联的电阻较小,此时电流表量程较大。
(2)当电池电动势变小、内阻变大时,由于虚线框内的满偏电流不变,所以重新进行欧姆调零后,由公式可知欧姆表内阻变小,待测电阻的测量值是通过虚线框内的电流示数体现出来的,由可知,当变小时,变小,指针跟原来的位置相比偏左了,故欧姆表的示数变大了,测得的电阻值将偏大。
(3)[1]欧姆表内阻
又有
解得刻度线对应的电阻刻度值。
[2]电流计内阻为,给电流计并联的电阻,则电流计满偏时两端的电压为
此时经过滑动变阻器的电流为
因电流表量程扩大10倍,用该电流表改装成欧姆表,同一刻度对应的电阻值变为原来的,欧姆表换挡前、后倍率之比等于。
16. (2026·山东·模拟预测)某小组采用如图甲所示装置探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系,部分实验步骤如下:
(1)调节气垫导轨水平,导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连,绳子的悬挂点与拉力传感器相连,用游标卡尺测量滑块上遮光条宽度为______cm。
(2)将滑块自轨道右端由静止释放,测得释放时遮光条到光电门的距离为x,释放后遮光条通过光电门的时间为,拉力传感器的读数为F,计算出滑块通过光电门的速度。
(3)从同一位置由静止释放滑块,改变钩码的质量,重复上述步骤。应用图像法处理数据时,为使F随横坐标变化的图像为直线,应选取______(选填“”、“”、“”)为横坐标,该图像的斜率______(用题目中给出的字母来表示)。
【答案】 0.640
【详解】(1)[1]该游标卡尺为20分度,分度值为0.05mm,则遮光条的宽度为
(3)[2]由图可知滑块受到的合力为F,由功能关系可知
滑块通过光电门时的速度大小为
联立可得
化简可得
则应取为横坐标,使F随横坐标变化的图像为直线。
[3]根据图像可知,该图像的斜率为
17. (2026·山东枣庄·二模)实验小组准备测量电压表V的内电阻。可选用的器材有:
多用电表;
电源(电动势5V);
待测电压表V(量程3V);
电压表(量程5V;内阻约);
定值电阻(阻值为);
滑动变阻器(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
开关S,导线若干。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡测量电压表V的内电阻。将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置,___________(填“红”或“黑”)表笔与电压表正接线柱相连,指针位置如图甲所示,测得该电压表的内电阻为___________。
(2)为提高测量的精度,实验小组设计如图乙所示的电路,滑动变阻器应选___________(填“”或“”);
(3)闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时,电压表、待测电压表V的示数分别为,待测电压表V的内电阻为___________(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) 黑 1.6
(2)
(3)1.56
【详解】(1)[1][2]将欧姆表的选择开关置于电阻挡“”位置,黑表笔与电压表正接线柱相连;测得该电压表的内电阻为16×100Ω=1600Ω=1.6。
(2)因滑动变阻器接成分压电路,则滑动变阻器应选阻值较小的;
(3)待测电压表V的内电阻为
18.
(2026·山东潍坊·二模)某实验小组利用如图甲所示的实验电路测量某电源的电动势和内阻,所用两电源分别为、,其内阻分别为、,其中一块电源为待测电源,另一块为辅助电源。
该小组的主要实验步骤如下:
①按图甲连接好实验电路,将两滑动变阻器、的滑片滑到合适位置,闭合开关、,调节、,使灵敏电流计G的示数为零,读出此时电流表和电压表的示数和;
②改变、的阻值,仍使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数和;
③重复②中的操作,得到多组I和U,根据所得数据作出图像如图乙所示。
由以上信息可知:
(1)待测电源是________(选填“”或“”);
(2)由图乙可知,待测电源的电动势为________V,内阻为________(结果均保留2位小数);
(3)在操作步骤①的过程中,若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,为使灵敏电流计G的示数再次为零,则应缓慢________(选填“向左”或“向右”)调节滑动变阻器的滑片。
【答案】(1)
(2)
(3)向左
【详解】(1)当灵敏电流计 G 示数为零时,电路处于补偿平衡状态,电路、两点电势相等,该支路无电流流过;此时电压表测量的电压等于电源的路端电压,电流表的示数等于流过电源的电流,因此根据闭合电路的欧姆定律可知电源的电动势满足
故待测电源是。
(2)[1][2]根据闭合电路的欧姆定律
结合图乙整理得
可知图像与纵轴的截距等于电源的电动势,即
图像的斜率等于电源的内阻,即
(3)若调节后发现灵敏电流计G中有自a流向b的电流,说明a点电势过高,即的分压过小,的阻值过小,因此需向左调节滑片,增大的接入电阻。
19.
(2026·山东菏泽·二模)某同学设计了两种倍率的欧姆表,其内部电路如图甲所示,已知表头内阻,电源电动势未知,内阻不可忽略,则:
(1)开关S________(选填“闭合”或者“断开”)时,倍率较大;
(2)选择开关S断开时,进行欧姆调零后,A、B两表笔之间接不同的标准电阻时,表头G的示数I与的关系如图乙所示,电源的电动势E=________;
(3)再把开关S闭合,两表笔短接发现表头指针刚好半偏,________;
(4)电源由于长时间使用,电动势略有减小,内阻略有增大,用该表测电阻时测量值会________(选填“偏小”、“偏大”或“不变”)。
【答案】(1)断开
(2)3V
(3)240Ω
(4)偏大
【详解】(1)当开关S闭合时,表头满偏时的电路电流比开关S断开时大,电源电动势不变,电路中的电流与电阻成反比关系,则开关S断开时所测电阻倍率较大。
(2)根据题意时,时
则根据闭合电路欧姆定律
代入数据,解得,
(3)闭合开关S,两表笔短接,则有
解得
(4)设欧姆表内部电路总电阻为,流经待测电阻的电流为,实验时内阻增大可以通过欧姆调零时调节消除电源内阻变化带来的影响,但若电动势减小根据
计算时使用的电动势大于实际值,导致电阻测量值偏大。
20. (2026·山东德州·二模)为了测量干电池A的电动势和内阻,某学习小组设计了图甲所示的电路图,电流表和电压表内阻未知。
(1)用甲图方案测得的干电池A的内阻比真实值___________(选填“偏大”或“偏小”),其误差主要来源于___________(选填“A”或“B”)。
A.电流表分压 B.电压表分流
(2)为了提高实验精度,该小组又设计了如图乙所示的电路,主要实验操作如下:
①闭合、,调节滑动变阻器,使灵敏电流计的指针指在零刻度线,记录此时电压表的示数、电流表的示数;
②改变滑动变阻器的滑片位置,重复步骤①,记录此时电压表的示数、电流表的示数。可算出电池的电动势___________,内阻___________。(结果均保留两位小数)
【答案】(1) 偏大 A
(2) 2.90 1.00
【详解】(1)[1][2]在图甲电路中,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量干路电流。根据闭合电路欧姆定律,电源电动势
变形得
实验数据处理时依据进行拟合,对比可知测得的内阻
大于真实值,即测量值偏大。该误差是由于电流表串联在电路中产生了分压,导致电压表未能测得包含电流表分压在内的完整路端电压,故误差来源于电流表分压,选A。
(2)[1][2]在图乙电路中,当灵敏电流计指针指零时,其两端电势相等,此时电压表并联在电源两端,测量的示数即为电源的路端电压。同时,由于中无电流,流过电源的总电流全部流经右侧回路,即电流表的示数等于流过电源的电流。根据闭合电路欧姆定律有
将题中数据;
代入后得、
联立方程解得内阻
电动势
21. (2026·山东青岛第五十八中学·模拟预测)某实验小组使用某种型号多用电表测量导体的电阻以及利用多用电表分析电路故障。
(1)某次测量时,多用电表指针指在图1所示的位置,下列说法正确的 (多选)。
A.若此时选用的是欧姆挡“×100”倍率,则应该更换“×10”倍率重新测量
B.重新选择合适的欧姆挡倍率后,无需欧姆调零即可直接使用
C.用多用电表电流挡测直流电流时,应让红表笔接外电路的负极,黑表笔接外电路的正极
D.测二极管的正向电阻时,应让红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极
(2)用多用电表的欧姆挡去测量电压表(0~15V量程)的内阻,将选择开关拨至欧姆“×10k”挡,多用电表和电压表的示数分别如图2、3所示,多用电表的示数为____________kΩ,电压表的示数为____________V。已知多用电表欧姆挡表盘中间刻度值为15,则该多用电表内电池的电动势为____________V(结果保留2位有效数字)。
(3)图4是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中,闭合开关后,发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置,电压表的示数均不变且不为零,电流表的示数始终为零。为查找故障,在其他连接不变的情况下,使用多用电表的直流电压挡进行检测,将红表笔连接在e位置并保持不动,另一表笔分别试触b、c、d三个位置。发现试触b、c时均有示数;试触d时,没有示数。若电路中仅有一处故障,可判断出 (填正确答案标号)。
A.导线ab断路 B.滑动变阻器断路
C.导线cd断路 D.滑动变阻器短路
【答案】(1)AD
(2) 260 7.0 11
(3)C
【详解】(1)A.图1中指针偏转角度过大,指示阻值较小,说明所选倍率过大,应换用“×10”倍率重新测量,故A正确;
B.欧姆表换挡后必须重新进行欧姆调零,故B错误;
C.使用多用电表电流挡测直流电流时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出,故红表笔应接外电路的正极,黑表笔接外电路的负极,故C错误;
D.欧姆表内部电源负极接红表笔,正极接黑表笔,测二极管正向电阻时,电流应从二极管正极流入,故黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,故D正确。
故选AD。
(2)[1]多用电表欧姆挡倍率为“×10k”,指针指在26刻度处,读数为
[2]电压表量程为,分度值为,读数为。
[3]欧姆表内阻等于中值电阻,即
根据闭合电路欧姆定律,
联立得
(3)电流表示数为零,说明电路断路;电压表示数不变且不为零,说明电压表两端与电源连通。用多用电表直流电压挡检测,表笔接e和b、c时有示数,说明b、c点与电源负极连通;表笔接e和d时无示数,故断路位置在c、d之间,即导线cd断路。
故选C。
22. (2026·山东日照·二模)某学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。除了干电池、若干导线和开关外,实验室还提供了如下器材:
电流表A1(量程为10 mA,内阻rA=1 Ω)
电流表A2(量程为150 mA,内阻约为2 Ω)
电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω,允许的最大电流为1 A)
(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5 V的电压表,电阻箱接入电路的阻值R0=______Ω。
(2)学习小组设计的部分电路如图甲所示,为尽量减小误差,电流表A2应接在______处(选填“1”或“2”)。电流表A2正确接入电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录多组电流表A1和A2的示数分别为I1、I2,绘制I1-I2图像如图乙所示,已知图线斜率的绝对值为k,与纵轴的截距为b,则电源的电动势E=______,内阻r=______。(用R0、rA、k、b表示)
【答案】(1)149
(2) 1
【详解】(1)用电流表A1和电阻箱改装一个量程为1.5V的电压表,需要串联一个电阻,根据电压表改装原理,则有
代入数据解得
(2)[1]电流表A2应接在1处。因为改装的电压表所测的电压为实际路端电压,读出电流表和电流表,可得干路电流为,可知路端电压和干路电流均为真实值。
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合图乙,可知纵截距为
斜率的绝对值为
联立解得,
23. (2026·山东省多校高三·模拟预测)某学习小组想要设计一个“×10”和“×100”双倍率的欧姆表,可供使用的实验器材如下:
直流电源(电动势为1.5V,内阻为1Ω)
灵敏电流计(满偏电流为1mA,内阻为150Ω)
滑动变阻器(阻值变化范围为0~9999Ω)
定值电阻(阻值为1200Ω)
定值电阻
红、黑表笔,开关、,导线若干
(1)按照如图所示的电路连接实验器材,其中红表笔应接在______端(选填“A”或者“B”);
(2)闭合,断开,若使外接电阻为0时灵敏电流计达到满偏,应将滑动变阻器阻值调节为______Ω;
(3)闭合时,该欧姆表的倍率为______(选填“×10”或者“×100”),定值电阻的阻值大小为______Ω。
【答案】(1)A
(2)149
(3) ×10 150
【详解】(1)在电源内部电流由负极流向正极,所以电流从A端流入,则红表笔应接在A端。
(2)使外接电阻为0时灵敏电流计达到满偏,有
求得
(3)[1]闭合后,灵敏电流计满偏时通过电源的电流变大,欧姆表的内阻
所以,欧姆表的内阻变小,而中值电阻等于欧姆表的内阻,则中值电阻变大,欧姆表的倍率变小,所以闭合时,该欧姆表的倍率为×10;
[2]闭合时,欧姆表的倍率变为原来的,测电阻时通过电源的电流为灵敏电流计示数的10倍,设灵敏电流计的示数为,根据并联电路规律有
求得
2 / 25
1 / 25
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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
考点01
静电场
一、单选题
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】C
二、多选题
8.【答案】AD
9.【答案】ABC
10.【答案】BC
11.【答案】ABC
12.【答案】BD
考点02
交直流电及电学实验
一、单选题
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】B
1/3
5.【答案】A
6.【答案】C
二、多选题
7.【答案】CD
8.【答案】BD
9.【答案】BC
10.【答案】BC
11.【答案】AC
12.【答案】BD
13.【答案】AC
三、实验题
3.【答案】(1)红
(2)d
(3)电阻
(4)2802
4.【答案】(1)1
(2)偏大
(3)
1.5×104Ω
10:1
1
5.【答案】
0.640
Md2
(4)2
2x
6.【答案】(1)
黑
1.6
2)R
(3)1.56
7.【答案】(1)E2
(2)
1.48V
1.00Ω
(3)向左
8.【答案】()断开
(2)3V
2/3
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(3)2402
(4)偏大
9.【答案】(1)
偏大
(2)
2.90
1.00
10.【答案】1)AD
(2)
260
7.0
0
3)C
11.【答案】(1)149
(2)1
(Ro+r)b
(R+)k
1-k
1-k
12.【答案】(1DA
(2)149
(3)
×10
150
3/3
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