精品解析：四川省广安加德学校2022-2023学年高二上学期第三次月考物理试题

广安加德学校2022-2023学年度上期高2021级第三次月考 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单选题（共8小题，每一小题3分，共24分） 1. 一点电荷周围的电场线分布如图所示，a、b分别为其中两条电场线上的两点。下列说法正确的是（　　） A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. 该点电荷带正电 C. a点的电势高于b点的电势 D. a、b两点的电场强度方向相同 2. 如图所示，平行板电容器的一个极板与静电计连接，外壳与另一个极板同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转表示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，下列说法正确的是（ ） A. 仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小 B. 仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变大 C. 仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大 D. 若将M板拿走，静电计指针张角变小 3. 如图所示电路中，电压表是内阻无穷大的理想电压表，电流表是内阻为的理想电流表，电源电压恒定为，定值电阻，。关于电表示数，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为，电流表的示数为 B. 电压表的示数为，电流表的示数为 C. 电压表的示数为，电流表的示数为 D. 电压表的示数为，电流表的示数为 4. 如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻丝的U-I图线，用该电源和电阻丝组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势为3V，内阻为1Ω B. 电阻丝的电阻为2Ω C. 电路的路端电压为2V D. 电阻丝的电功率为9W 5. 在如图所示的电路中，，，，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为，当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为，则（　　） A. B. C. D. 6. 地球也是个磁体，周围磁感线分布如图所示。地磁的南、北极与地理北、南极并不重合，存在磁偏角。结合上述材料，下列说法正确的是（ ） A. 地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近 B. 地磁场的磁感线不闭合、不相交 C. 地球表面各处的地磁场方向与地面平行 D. 由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面东西放置时实验现象最明显 7. 如图所示，条形磁铁放置在固定斜面上，在其上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以方向垂直纸而向外的电流。条形磁铁始终静止。在导线通电前后关于条形磁铁的受力，下列说法正确的是（　　） A. 斜面对磁铁的支持力一定减小，磁铁可能受到斜面的摩擦力作用 B. 斜面对磁铁的支持力一定减小，磁铁一定受到斜面的摩擦力作用 C. 斜面对磁铁的支持力一定增大，磁铁可能受到斜面的摩擦力作用 D. 斜面对磁铁的支持力一定增大，磁铁一定受到斜面的摩擦力作用 8. 如图所示，通电直导线ab在磁铁上方能自由活动，当导线通入图示电流后，ab的运动情况是（从上向下看）（　　） A. 逆时针转动 B. 顺时针转动 C. 逆时针转动且向下运动 D. 顺时针转动且向下运动 二、多项选择题（共6小题，每小题4分，共24分，少选得2分，多选或错选得0分） 9. 如图所示，虚线表示仅在电场力作用下一带电粒子的运动轨迹，A、B是轨迹上两点，图中带箭头的实线表示电场线，则（　　） A. 带电粒子一定从A向B运动 B. 粒子带负电 C. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 D. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 10. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，图中ab间距小于bc间距，则以下判断正确的是（ ） A. 的电荷量可能比的少 B. 对的静电力可能是斥力 C. 对的静电力一定是引力 D. 的电荷量一定比的少 11. 如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（　　） A. 电压表示数变小 B. 液滴将向上运动 C. 保持不变 D. 电源的输出功率增大 12. 用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为0∼5V和0∼10V的电压表，串联后接在12V的电压上，则（　　） A. 两表的电压示数相同 B. 两表头的指针偏角相同 C. 两表头的指针偏角不相同 D. 两表的电压示数不相同 13. 锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机锂电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　） A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为 C. 锂电池产生的热功率为 D. 充电器的充电效率为 14. 如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态。现逐渐增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是（　　） A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 始终为零 三、实验题（共计12分，15题每空1分，16题每空2分） 15. （1）电压表的量程一般有两种：0~3V、0~15V，如图所示。当接0~3V量程时，电压表的读数为______V；当接0~15V量程时，电压表的读数为______V。 （2）某同学用一20分度的游标卡尺和一螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，示数如图所示。该游标卡尺示数为______mm，螺旋测微器示数为______mm。 16. 某同学为了描绘标称为“，”的小灯泡的伏安特性曲线，设计电路图如图甲所示。 （1）所选电流表内阻未知，请将实物图补充完整；___________ （2）为了保护电学元件的安全，请分析电键闭合前，滑动触头应位于___________（填“a”或“b”）端； （3）设计好电路后，测量了多组实验数据，并根据数据描绘出了伏安特性曲线，如图乙所示，当流过该小灯泡的电流为时，该小灯泡的电阻值约为___________；如果取两个完全相同的小灯泡连成如图丙所示的电路，已知电源的电动势、内阻为，则该电源的输出功率为___________W。 四、解答题（共计40分，写出必要的文字说明、物理方程和结果，只写出答案不给分） 17. 如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L，金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求： （1）若匀强磁场方向垂直斜面向上，B需要多大； （2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止。 18. 如图所示，电阻R1=3 Ω，R2=6 Ω，电容器的电容C=30 μF，电源电动势E=10 V，内阻r=1 Ω。闭合开关S，电路中电流稳定后。 （1）求R1两端的电压； （2）断开开关S后，直到电路中电流再次稳定，求通过R1的总电荷量； （3）如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率。 19. 利用电动机通过如图所示的电路提升重物。已知电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.30kg，当将重物固定且电动机不转动时时，理想电压表的示数为U1=8V。当重物不固定且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U2=11V，不计摩擦，g取10m/s2求： （1）重物固定时流过电源的电流I1为多大； （2）电动机内部线圈的电阻r0为多大； （3）重物匀速上升时的速度为多大？ 20. 如图所示，固定在竖直平面内的、离地足够高的光滑绝缘圆弧轨道AB圆心为O，半径为R，OA连线位于水平方向，OB连线位于竖直方向，射线AC位于竖直方向。整个空间中存在水平向右的匀强电场。一个质量为m、电量为q的带正电的小球，从A点由静止释放。已知当地重力加速度为g，小球离开B点时的速率为。求： （1）电场强度E的大小 （2）小球在轨道上最大速率 （3）小球从B点运动到A点正下方时（即运动到AC线）距离A点的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广安加德学校2022-2023学年度上期高2021级第三次月考 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单选题（共8小题，每一小题3分，共24分） 1. 一点电荷周围的电场线分布如图所示，a、b分别为其中两条电场线上的两点。下列说法正确的是（　　） A. a点的电场强度大于b点的电场强度 B. 该点电荷带正电 C. a点的电势高于b点的电势 D. a、b两点的电场强度方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．电场线越密集的地方电场强度越大，a点位置的电场线分布比b点位置的电场线分布密集一些，则a点的电场强度大于b点的电场强度，A正确； B．图中电场强度方向指向点电荷，则该点电荷带负电，B错误； C．根据点电荷等势线的分布是以点电荷为中心的同心圆，沿着电场线方向电势逐渐降低，a点的电势低于b点的电势，C错误； D．a、b两点的电场强度方向不同， D错误。 故选A。 2. 如图所示，平行板电容器的一个极板与静电计连接，外壳与另一个极板同时接地，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，静电计指针的偏转表示电容器两极板间的电势差，撤去电源后，下列说法正确的是（ ） A. 仅增大两板间的距离，静电计指针张角变小 B. 仅将玻璃板插入两板之间，静电计指针张角变大 C. 仅将M板稍微上移，静电计指针张角变大 D. 若将M板拿走，静电计指针张角变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．静电计的原理是电势差U变大（小），指针张角变大（小）。由公式 知，当d变大时，C变小，再由 得：U变大，指针张角变大，A错误； B．当插入玻璃板时，相对介电常数εr，增大，C变大，U变小，指针张角变小，B错误； C．当M板上移时，极板正对面积S变小，C也变小，U变大，指针张角变大，C正确； D．当将M板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，指针张角变大，D错误。 故选C。 3. 如图所示电路中，电压表是内阻无穷大的理想电压表，电流表是内阻为的理想电流表，电源电压恒定为，定值电阻，。关于电表示数，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表的示数为，电流表的示数为 B. 电压表的示数为，电流表的示数为 C. 电压表的示数为，电流表的示数为 D. 电压表的示数为，电流表的示数为 【答案】A 【解析】 【详解】左图中，理想电压表内阻无穷大，相当于断路，和串联，和串联，然后两条支路并联，所以流过、的电流 流过、的电流 则两端的电压为 两端的电压为 所以电压表的读数为 右图中，和并联，和并联，然后整体串联，所以干路中的电流为 则和两端的电压为 和两端的电压为 流过的电流为 流过的电流为 所以电流表的读数为 故选A。 4. 如图所示，直线A为电源的U-I图线，直线B为电阻丝的U-I图线，用该电源和电阻丝组成闭合电路，下列说法正确的是（　　） A. 电源的电动势为3V，内阻为1Ω B. 电阻丝的电阻为2Ω C. 电路的路端电压为2V D. 电阻丝的电功率为9W 【答案】C 【解析】 【详解】A．由 可得，图线A纵截距等于电源的电动势，斜率的绝对值等于电源的内阻，则 故A错误； BC．两图线的交点表示电阻丝的工作点，此时电路中电流为I=2A，电阻丝两端电压即路端电压为U=2V，所以电阻丝的电阻为 故B错误，C正确； D．电阻丝的电功率为 P=UI=4W 故D错误。 故选C。 5. 在如图所示的电路中，，，，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为，当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当开关闭合时，电容器两端电压等于电阻R2两端电压 当开关断开时，回路无电流，电阻不分压，则电容器两端电压等于电源电动势E，根据 可知 故选A。 6. 地球也是个磁体，周围磁感线分布如图所示。地磁的南、北极与地理北、南极并不重合，存在磁偏角。结合上述材料，下列说法正确的是（ ） A. 地球内部也存在磁场，地磁北极在地理南极附近 B. 地磁场的磁感线不闭合、不相交 C. 地球表面各处的地磁场方向与地面平行 D. 由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面东西放置时实验现象最明显 【答案】A 【解析】 【详解】A．地球内部也存在磁场，且地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。故A正确； B．地磁场的磁感线是闭合的曲线、但不相交，故B错误； C．只有地球赤道附近上方的地磁场才与地面平行，故C错误； D．由于地磁场的影响，在奥斯特发现电流磁效应的实验中，通电导线相对水平地面南北放置时实验现象最明显，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，条形磁铁放置在固定斜面上，在其上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以方向垂直纸而向外的电流。条形磁铁始终静止。在导线通电前后关于条形磁铁的受力，下列说法正确的是（　　） A. 斜面对磁铁的支持力一定减小，磁铁可能受到斜面的摩擦力作用 B. 斜面对磁铁的支持力一定减小，磁铁一定受到斜面的摩擦力作用 C. 斜面对磁铁的支持力一定增大，磁铁可能受到斜面的摩擦力作用 D. 斜面对磁铁的支持力一定增大，磁铁一定受到斜面的摩擦力作用 【答案】B 【解析】 【详解】通电后，条形磁铁的受力分析如图所示 由图可知，磁铁一定受到斜面的摩擦力的作用，垂直于斜面方向重力的分力等于斜面对磁铁的支持力与通电导线对磁铁的作用力在垂直于斜面方向的分力之和，而通电前重力垂直于斜面方向的分力等于斜面对磁铁的支持力，所以通电后斜面对磁铁的支持力一定减小。 故选B。 8. 如图所示，通电直导线ab在磁铁上方能自由活动，当导线通入图示电流后，ab的运动情况是（从上向下看）（　　） A. 逆时针转动 B. 顺时针转动 C. 逆时针转动且向下运动 D. 顺时针转动且向下运动 【答案】D 【解析】 【详解】我们以导线右侧的一小段导线为研究对象，磁场竖直方向分量竖直向上，由左手定则判断，该小段受到的安培力垂直纸面向外。将右侧所有小段导线受到的安培力合成，则右侧导线受到的安培力垂直纸面向外。同理分析，可知，左侧导线受到的安培力垂直纸面向里。所以从上往下看，导线顺时针转动。我们分析当导线转动90°时，此时电流方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，安培力向下。由上述分析可知，导线在顺时针转动的同时，向下运动。故选D。 二、多项选择题（共6小题，每小题4分，共24分，少选得2分，多选或错选得0分） 9. 如图所示，虚线表示仅在电场力作用下一带电粒子的运动轨迹，A、B是轨迹上两点，图中带箭头的实线表示电场线，则（　　） A. 带电粒子一定从A向B运动 B. 粒子带负电 C. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能 D. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因为不知道初速度的方向，所以无法确定带电粒子是从A到B还是从B到A，故A错误； B．根据做曲线运动的物体所受合力指向曲线的内侧可知，粒子受到的电场力方向与电场强度方向相反，则粒子带负电，故B正确； C．因为沿电场线方向电势降低，所以A点电势小于B点电势，根据电势能与电势的关系可得负电荷在电势低的位置电势能大，所以带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，故C正确； D．电场线的疏密度表示电场强弱，A点的场强大于B点的场强，所以带电粒子在A点的电场力大，加速度大，故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，图中ab间距小于bc间距，则以下判断正确的是（ ） A. 的电荷量可能比的少 B. 对的静电力可能是斥力 C. 对的静电力一定是引力 D. 的电荷量一定比的少 【答案】CD 【解析】 【详解】A．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两大夹一小”，可知a的电量比b大，c的电量比b大，故A错误； BC．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两同夹一异”，可知a对b的静电力一定是引力，故B错误，C正确； D．对b受力分析知 由图可得 所以 故D正确。 故选CD。 11. 如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量的绝对值为，电压表和电流表均视为理想电表，定值电阻，和电池内阻r阻值相等，则（　　） A. 电压表示数变小 B. 液滴将向上运动 C. 保持不变 D. 电源的输出功率增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，则滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，总电流减小，所以电压表的示数根据 电压表示数变大，故A错误； B．电压表示数变大，则电容器两极板电压增大，根据 可知电场强度变大，液滴受到向上的电场力变大，合力向上，液滴向上运动，故B正确； C．根据 可知 故C正确； D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，因为 可知滑动变阻器阻值增大，电源的输出功率减小，故D错误。 故选BC。 12. 用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为0∼5V和0∼10V的电压表，串联后接在12V的电压上，则（　　） A. 两表的电压示数相同 B. 两表头的指针偏角相同 C. 两表头的指针偏角不相同 D. 两表的电压示数不相同 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．表头改装成电压表需要串联定值电阻，两电压表量程不同，则串联的分压电阻阻值不同，电压表的内阻不同，由于两电压表串联在电路中，则流过电压表的电流相同，但内阻不同，所以读数不同，故A错误，D正确； BC．由于两电压表串联，所以流过表头的电流相同，所以表头的指针偏角相同，故B正确，C错误。 故选BD。 13. 锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机锂电池的内阻为r，下列说法正确的是（　　） A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为 C. 锂电池产生的热功率为 D. 充电器的充电效率为 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．锂电池充电消耗的功率 锂电池内阻消耗的热功率 锂电池电能转化为化学能的功率为 AC正确； B．充电器输出的电功率等于锂电池充电消耗的功率，即等于，B错误； D．充电器的充电效率为 D错误。 故选AC。 14. 如图所示，一根通电的直导线放在倾斜的粗糙导轨上，置于图示方向的匀强磁场中，处于静止状态。现逐渐增大电流，导体棒仍静止，则在增大电流过程中，导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是（　　） A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 始终为零 【答案】AC 【解析】 【详解】根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向沿斜面向上，导体棒处于静止状态，所受外力的合力为0。当 时，随电流的增大，导体棒有沿斜面向上运动的趋势，摩擦力方向沿斜面向下，且 增大电流，安培力增大，摩擦力增大。当 时，导体棒开始有沿斜面向下运动的趋势，摩擦力方向沿斜面向上，且 增大电流，安培力增大，摩擦力先减小，当安培力大小等于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力减为0，之后随安培力的进一步增大，导体棒有沿斜面向上运动的趋势，摩擦力方向沿斜面向下，此时增大电流，安培力增大，摩擦力增大，即摩擦力先减小，后增大。 故选AC。 三、实验题（共计12分，15题每空1分，16题每空2分） 15. （1）电压表的量程一般有两种：0~3V、0~15V，如图所示。当接0~3V量程时，电压表的读数为______V；当接0~15V量程时，电压表的读数为______V。 （2）某同学用一20分度的游标卡尺和一螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，示数如图所示。该游标卡尺示数为______mm，螺旋测微器示数为______mm。 【答案】 ①. 1.90 ②. 9.5 ③. 100.50 ④. 3.200 【解析】 【详解】（1）[1]接0~3V量程时，每一小格示数为0.1V，共19.0格（含估读位数），故读数为 [2]接0~15V量程时，每一小格示数为0.5V，共19格（不含估读位数），则 19×0.5V＝9.5V 估读部分为 ×0.5V＝0.0V 则读数为 （2）[3]游标卡尺示数为 [4]螺旋测微器示数为 16. 某同学为了描绘标称为“，”的小灯泡的伏安特性曲线，设计电路图如图甲所示。 （1）所选电流表内阻未知，请将实物图补充完整；___________ （2）为了保护电学元件的安全，请分析电键闭合前，滑动触头应位于___________（填“a”或“b”）端； （3）设计好电路后，测量了多组实验数据，并根据数据描绘出了伏安特性曲线，如图乙所示，当流过该小灯泡的电流为时，该小灯泡的电阻值约为___________；如果取两个完全相同的小灯泡连成如图丙所示的电路，已知电源的电动势、内阻为，则该电源的输出功率为___________W。 【答案】 ①. ②. a ③. 5 ④. 1.2 【解析】 【详解】（1）[1]由于灯泡的电压和电流从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法；小灯泡的内阻较小，所以电流表采用外接法，则图为 （2）[2]为了保护测量电路，电键闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至最左端（即a端）； （3）[3]由伏安特性曲线可知，当电流为时小灯泡两端的电压为，此时小灯泡的电阻为 [4] 如果取两个完全相同的小灯泡连成如图丙所示的电路，已知电源的电动势、内阻为，假设流过每个小灯泡的电流为I，小灯泡两端的电压为U，由闭合电路的欧姆定律得 整理得 在图乙中作出该伏安特性曲线如图所示 则两图像的交点为 则每只小灯泡消耗的实际功率为 所以电源的输出功率为 四、解答题（共计40分，写出必要的文字说明、物理方程和结果，只写出答案不给分） 17. 如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L，金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求： （1）若匀强磁场方向垂直斜面向上，B需要多大； （2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）金属杆正好能静止，受力分析得 解得 （2）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得 解得 18. 如图所示，电阻R1=3 Ω，R2=6 Ω，电容器的电容C=30 μF，电源电动势E=10 V，内阻r=1 Ω。闭合开关S，电路中电流稳定后。 （1）求R1两端的电压； （2）断开开关S后，直到电路中电流再次稳定，求通过R1的总电荷量； （3）如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率。 【答案】（1）3 V；（2）1.2×10－4 C；（3）6.25 W 【解析】 【详解】（1）闭合开关S，根据闭合电路欧姆定律得： R1两端的电压为 U1=IR1=1×3 V=3 V （2）闭合开关S后，电容器两端的电压等于R2两端电压，为 U2=IR2=1×6 V=6 V 断开开关S后，电容器两端的电压变化量为 ΔU=E-U2=4 V 通过R1的总电荷量为 ΔQ=CΔU=30×10－6×4 C=1.2×10－4 C （3）若R2消耗的电功率最大，则此时 R2=R1＋r=4 Ω 则有 19. 利用电动机通过如图所示的电路提升重物。已知电源电动势E=12V，电源内阻r=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.30kg，当将重物固定且电动机不转动时时，理想电压表的示数为U1=8V。当重物不固定且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U2=11V，不计摩擦，g取10m/s2求： （1）重物固定时流过电源的电流I1为多大； （2）电动机内部线圈的电阻r0为多大； （3）重物匀速上升时的速度为多大？ 【答案】（1）2A；（2）1Ω；（3）1.5m/s 【解析】 【详解】（1）因为 E=U1+I1r 解得 I1=2A （2）由题意 U1=I1（r0+R） 解得 r0=1Ω （3）因为 E=U2+I2r 解得 I2=0.5A 又 U2I2-I22（r0+R）=mgv 解得 v=1.5m/s 20. 如图所示，固定在竖直平面内的、离地足够高的光滑绝缘圆弧轨道AB圆心为O，半径为R，OA连线位于水平方向，OB连线位于竖直方向，射线AC位于竖直方向。整个空间中存在水平向右的匀强电场。一个质量为m、电量为q的带正电的小球，从A点由静止释放。已知当地重力加速度为g，小球离开B点时的速率为。求： （1）电场强度E的大小 （2）小球在轨道上最大速率 （3）小球从B点运动到A点正下方时（即运动到AC线）距离A点的距离 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由A到B，由动能定理可得 代入 解得 【小问2详解】 定义电场力与重力的合力为等效重力，设等效重力与水平方向成角斜向右下，则，即 如图在圆弧上找到K点，满足，则K点就是轨道上等效重力场中的最低点。由能量关系，K点就是小球在轨道上动能最大时的位置，K点就是小球在轨道上速率最大时的位置，设最大速度为，则由动能定理可得 解得 【小问3详解】 考虑水平方向分运动，以向左为正方向，欲到AC线，则水平位移 水平方向加速度 水平方向初速度 根据位移公式 代入得 解得（负根舍去） 竖直方向位移为 则小球从B点运动到A点正下方时距离A点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $