精品解析：辽宁沈阳市东北育才学校2026-2027学年高二上学期第一次阶段检测物理试卷

东北育才高中2026—2027学年度上学期 高二年级物理科第一次月考试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 功率 P B. 电流强度 C. 磁感应强度 D. 磁通量 【答案】C 【解析】 【详解】矢量既有大小又有方向且遵从平行四边形定则。 A．功率只有大小没有方向，为标量，A错误； B．电流强度虽然有大小和方向，但其运算不符合平行四边形定则，为标量，B错误； C．磁感应强度既有大小又有方向且遵从平行四边形定则，为矢量，C正确； D、磁通量只有大小没有方向，为标量，D错误； 故选C。 2. 如图所示为探究通电螺线管外部磁场分布的实验装置，下列说法中正确的是（ ） A. 闭合开关前，小磁针S极的指向为该点地磁场方向 B. 闭合开关后，小磁针静止时N极指向左端 C. 仅改变螺线管电流方向，小磁针所在处磁场不发生变化 D. 若没有小磁针，则通电螺线管周围仍然存在磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．地磁场的方向定义为该点小磁针静止时N极的指向，而非S极指向，故A错误； B．据安培右手螺旋定则，结合图中电源正负极可判断，通电螺线管的右端为N极，螺线管外部磁场从N极指向S极，因此小磁针所在位置的磁场方向向右，小磁针静止时N极指向右端，故B错误； C．仅改变螺线管的电流方向，螺线管的磁极会反向，小磁针所在处的螺线管产生的磁场方向也会反向，因此该处的合磁场会发生变化，故C错误； D．磁场是通电螺线管自身产生的特殊物质，磁场的存在与否和小磁针（探测工具）无关，即使没有小磁针，通电螺线管周围的磁场仍然客观存在，故D正确。 故选D。 3. 某同学绘制了四幅磁场的磁感线分布图，其中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．图中磁感线出现了明显的交叉相交，违反了磁感线不能相交的性质，故A错误； B．图中的磁感线两侧的箭头都指向中间，不符合磁场方向唯一性规律，故B错误； C．图中的磁感线在向右延伸的过程中突然分叉走向完全不同的方向，违反了磁感线是连续闭合曲线的特征，故C错误； D．图中的磁感线是一组同心圆，其上的箭头方向顺时针连续一致。这符合由恒定电流产生的磁场分布特征，磁感线闭合且不相交，方向连续，故D正确。 故选D。 4. 下列关于磁现象的描述正确的是（ ） A. 奥斯特利用图甲所示的装置研究电流的磁效应，将小磁针上方的导线沿南北方向摆放有利于观察小磁针的明显偏转 B. 在图乙所示的环形导线中通以逆时针方向的电流，小磁针的N极垂直纸面向内 C. 假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，如图丙所示电流方向与地球自转方向相同 D. 如图丁所示，匀强磁场方向沿x轴的正方向，且线段，线段，通过面积、的磁通量分别为、，则 【答案】A 【解析】 【详解】A．在奥斯特发现电流磁效应的实验中，应该将通电导线沿南北方向、平行于小磁针放置，此时导线会在小磁针所在的位置产生东西方向的磁场，该磁场与地磁场叠加，与原来地磁场方向存在偏角，会让小磁针发生明显偏转，故A正确； B．根据安培定则，图乙中环形导线通以逆时针方向电流时，环形导线内部的磁场方向垂直纸面向外，小磁针静止时N极指向磁场方向，即垂直纸面向外，故B错误； C．地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，地球内部磁感线由地理北极指向地理南极。根据安培定则，右手大拇指指向地理南极，四指弯曲方向为自东向西，而地球自转方向为自西向东，所以电流方向与地球自转方向相反，故C错误； D．磁通量计算公式为其中S为线圈在垂直于磁场方向上的投影面积。磁场方向沿x轴正方向，垂直于磁场方向的平面为yOz平面。由图可知，面MNCD位于yOz平面内，其磁通量 面MEFD在yOz平面上的投影面积即为（因为E、F在yOz平面的投影分别为N、C），所以 即，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，则下列说法正确的是（ ） A. c、d两点的磁感应强度相同 B. a、b两点的磁感应强度方向相同 C. a、b两点的磁感应强度方向相反 D. a、b、c、d四点的磁感应强度大小关系为 【答案】D 【解析】 【详解】由安培定则，中心的通电直导线在a、b、c、d四点的磁感应强度大小相等，设为B'，方向如图所示： 可知a、b、c、d四点的合磁感应强度大小关系为，c、d两点的磁感应强度的方向不同，设匀强磁场的磁感应强度大小为B，由于不知道B与B'的大小关系，a、b两点的磁感应强度方向可能相同，也可能相反，故D正确； 故选D。 6. 下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B. 图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 C. 图丙中与通电长直导线在同一平面内的金属线框通顺时针电流，线框受到的合力水平向右 D. 由知，一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，A、B在C处产生磁场的磁感应强度方向之间的夹角为60°，根据矢量叠加可知，C处磁场的合磁感应强度大小，故A错误； B．图中条形磁体内部磁场方向向上，外部线圈所在位置磁场方向向下，通过线圈整体的磁场方向向上，可知，图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，故B正确； C．图丙中据安培定则，直线电流在其右边产生的磁场方向垂直纸面向里，据左手定则线框左边受安培力向左，右边受安培力向右，但因左边距离直线电流近，所在位置磁场强，受安培力大，故线框受到的合力水平向左，故C错误； D．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，可能是电流方向与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值：红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零；红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω；红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．多用电表欧姆挡特性，黑表笔接内部电源正极，电势高于红表笔；理想二极管正向导通电阻为0，反向截止电阻无穷大，二极管符号中三角形为正极，竖线为负极，正向电流沿箭头方向。 已知，三个电阻均为；测量结果为，红接1、黑接2，（二极管正向导通），说明二极管正极接2、负极接1（黑接2电势高，满足正极高、负极低的导通条件）；红接2、黑接1，（二极管反向截止，电流走电阻通路）， 符合一个10Ω串联两个并联10Ω的电阻结构；红接3、黑接1，，说明1、3之间直接接一个电阻。 1只接二极管，二极管截止后1、2之间开路，电阻无穷大，不符合的条件，故A错误； B．1、3之间为两个电阻串联，总电阻，不符合红3黑1测得的条件，故B错误； C．二极管正极接2、负极接1，满足红1黑2导通电阻为0；二极管截止时，1→3（10Ω）→两个并联10Ω→2，总电阻，符合红2黑1的测量结果；1、3之间直接为一个10Ω电阻，满足红3黑1测得10Ω的条件，完全符合，故C正确； D．1、3之间为两个电阻并联，总电阻，不符合的条件，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，共18分（每题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，有错选或不答的得0分）。 8. 如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.现用其来测量匀强磁场的磁感应强度.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（　　） A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度大小为 C. 磁感应强度大小为 D. 以上结果都不对 【答案】BC 【解析】 【详解】若磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；若磁感应强度B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，有托盘的质量为 左面加上质量为m的钩码后 解得 ， 所以 故选BC。 9. 如图所示，由均匀电阻丝制成的圆形导线框竖直放置于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框上的、两点与电源相连，、连线水平。通电后，圆形导线框受到的安培力大小为。已知圆弧导线所对的圆心角为60°，不考虑通电后线框的形变，下列说法正确的是（ ） A. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向上 B. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向下 C. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向下 D. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向上 【答案】AD 【解析】 【详解】根据题意，圆弧导线和圆弧导线并联。电流方向都是a到d。它们可以等效成长为L的直导线，L为之间的弦长。根据左手定则可得安培力方向都是竖直向上，故设圆弧导线电阻为R1，圆弧导线电阻为R2。根据并联电路电流与电阻成反比可得 根据 可得圆弧导线和圆弧导线受到的安培力大小之比 根据圆形导线框受到的安培力大小为 解得圆弧导线受到的安培力大小为，圆弧导线受到的安培力大小为。 故选AD。 10. 长度L远大于半径的通电直螺线管内部为匀强磁场，在其轴线上的磁感应强度分布如图所示，已知管口截面中心处磁感应强度为管内的一半，若在管口截面上距中心为r（管半径）处的磁感应强度为B，则可能有（ ） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】把题图所示长螺线管的管内匀强磁场记为。本题按管口截面内偏离中心的位置理解，即，其中为管半径。将两个相同的半无限长螺线管在管口处对接，可组成近似无限长螺线管。设单个半无限长螺线管在截面内点产生的磁感应强度大小为，方向与轴线夹角为。两部分磁场的对称合成关系如图所示。 两个的横向分量抵消，轴向分量相加；对接后的无限长螺线管在点处的磁感应强度为，由磁场叠加得 所以原螺线管管口处的磁感应强度为 由于，有，故，当点靠近管口中心时，接近，此时，当点向管口内边缘移动时，增大并可超过，此时 故选AB。 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分） 11. 如图甲所示，把铜片和锌片相隔约1 cm，较深地插入一个梨中，制成一个水果电池，铜片是电池的正极，锌片是负极。该水果电池电动势较低（约1 V），内阻约几百欧姆。某实验小组利用以下器材测量该电池的电动势和内阻。 电压表V：量程1.5 V，内阻约9 kΩ 电阻箱R：阻值范围0~9999 Ω 开关、导线若干 （1）按图乙中的电路连接好实物电路，将电阻箱调到阻值最大，闭合开关。改变电阻箱的阻值，记录相应的电阻箱阻值R和电压表示数U。图丙是某次测量时的电压表指针位置，其读数为U=________V； （2）利用（1）中测得的7组R和U的数据，作出图像如图丁所示，由图像可以求出水果电池的电动势E=________V和内阻r=________Ω。（结果均保留2位有效数字） （3）考虑电压表的内阻影响，用这种方法测量得出的电动势E与真实值相比较，测量值E________（选填“偏大”“相等”或“偏小”） 【答案】（1）0.80 （2） ①. ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 电压量程为1.5V，最小刻度为0.05V，则示数为0.80V。 【小问2详解】 [1][2]由闭合电路欧姆定律 可得 由图像可知， 解得， 【小问3详解】 若考虑电压表内阻影响，则表达式为 可得 则 而 可知 12. 气压传感器常用于测量气体压强，结构及工作原理如图甲，电阻桥贴附于硅隔膜上，气压作用于硅隔膜，使电阻桥的应变电阻发生横向、纵向应变，引起增大、减小。小天和小亮设计的气压测量电路如图乙，虚线框内为气压传感器，电阻桥输出端为、两端；通电工作时，、间产生与压强对应的电势差，由此可通过测量该电势差得出气体压强。电压表、电流表均为理想电表，进行如下实验操作： （1）连接电路时，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P滑至________（选填“”或“”）端；电压表的正极应连接电路中________（选填“”或“”）端； （2）将传感器置于真空中，已知此时传感器内阻值。闭合开关S，移动滑动变阻器滑片位置至适当位置，电压表的读数为________；此时电压表读数为，对应电流表读数为。 （3）保持滑动变阻器滑片位置不变，将传感器放到待测气体中，受气压作用，传感器内阻值，（由于电桥两支路总电阻不变，电压表读数仍然为，对应电流表读数仍然为）；若此时电压表的读数为，已知与环境气体压强的关系为（和均为与材料有关的常数），则待测气体压强________（用、、、、和表示）。 【答案】（1） ①. f ②. b （2）0 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]滑动变阻器为分压式接法，滑片滑至f端时，传感器所在支路初始分压为0，可保护电路元件，因此滑片应滑到f端。 [2]c为高电势端、d为低电势端，电桥两条支路总电阻始终相等，支路电流相同。气压作用下，a点电势为，b点电势为，可得，因此电压表V2的正极需接高电势的b端。 【小问2详解】 真空时，代入电势公式得，因此a、b间电势差为0，即 【小问3详解】 受气压作用，传感器内阻值，，两支路总电阻均为，且保持不变，因此不变， 电压表V2的大小为 真空状态下等效电阻 联立解得 由题可知，解得 四、解答题：本大题共3小题，共38分（13题10分，14题12分，15题16分）。 13. 如图所示，水平放置电阻不计的固定平行轨道，间距，两端连接电动势、内阻的电源及的电阻，一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为，质量为，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场，磁感应强度大小为，此时金属杆恰好静止，当减小磁场磁感应强度时，金属杆开始向右滑。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属杆与轨道间的动摩擦因数，重力加速度。 （1）在金属杆恰好静止时，流过金属杆的电流大小是多少？ （2）重物的质量是多少? （3）在金属杆恰好静止时，电路通电产生的热量是多少？ 【答案】（1）4A （2）0.34kg （3）14400J 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路的欧姆定律有 【小问2详解】 金属杆恰好静止时，由平衡条件 解得重物的质量是 【小问3详解】 由 14. 某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，定值电阻R=3Ω，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，此时电动机不转动，理想电压表的示数U=8V；当重物质量m=1kg时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时理想电压表的示数U2=9V。（不计摩擦，且转轴与绳间不打滑，g取10m/s2）求： （1）电动机的内阻RM； （2）重物匀速上升时电动机消耗的功率； （3）重物匀速上升的速度大小v。 【答案】（1）1Ω （2）6W （3）0.5m/s 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律，可知 解得 此时电动机不转动，可看成纯电阻电路，根据欧姆定律 解得 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律，可知 解得 电动机消耗的功率 解得 【小问3详解】 对电动机根据功率关系 解得 15. 如图所示，宽度为L的“U”形金属框架与水平面的夹角为，PM间连接电动势为 、内阻为 的直流电源；质量为 、电阻为 的金属棒 垂直放置在框架上，框架及其他电阻不计，重力加速度为 。整个空间有垂直框架向上的匀强磁场。开关S闭合前后，金属棒始终静止在框架上，且摩擦力的大小相等。求： （1）开关闭合后金属棒受到的安培力方向与金属棒受到的摩擦力大小与方向； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 （3）保持磁感应强度 的大小和方向不变，金属棒与框架间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 ①若将电源正负极对调后闭合开关 S，为使金属棒仍能保持静止，求金属棒与框架间的动摩擦因数 应满足的条件； ②若金属棒与框架间动摩擦因数 ，求对调电源正负极并闭合开关 S 的瞬间，金属棒的加速度大小及方向。 【答案】（1）沿金属框架向上； ，方向必须沿框架向下 （2） （3）①②方向沿框架向下 【解析】 【小问1详解】 开关S闭合前，金属棒静止，受重力、支持力和静摩擦力，重力沿斜面向下的分力为，根据平衡条件，静摩擦力，方向沿斜面向上 开关S闭合后，金属棒仍静止且摩擦力大小与之前相等，即。若安培力方向沿斜面向下，则沿斜面方向有，由于 解得，不可能； 若安培力方向沿斜面向上，则沿斜面方向有，代入 解得，方向沿斜面向上，摩擦力方向沿斜面向下。 故开关闭合后金属棒受到的安培力方向沿斜面向上，摩擦力大小为，方向沿斜面向下。 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律有 安培力，又 联立解得 【小问3详解】 ①将电源正负极对调后，电流方向相反，安培力方向变为沿斜面向下，大小仍为。金属棒沿斜面向下的合力为。为使金属棒仍能保持静止，需要沿斜面向上的静摩擦力，且不超过最大静摩擦力，即 解得 r②当时，最大静摩擦力，而沿斜面向下的合力，金属棒不能静止，将沿斜面向下加速。根据牛顿第二定律有 其中， 代入解得，方向沿斜面向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才高中2026—2027学年度上学期 高二年级物理科第一次月考试卷 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 功率 P B. 电流强度 C. 磁感应强度 D. 磁通量 2. 如图所示为探究通电螺线管外部磁场分布的实验装置，下列说法中正确的是（ ） A. 闭合开关前，小磁针S极的指向为该点地磁场方向 B. 闭合开关后，小磁针静止时N极指向左端 C. 仅改变螺线管电流方向，小磁针所在处磁场不发生变化 D. 若没有小磁针，则通电螺线管周围仍然存在磁场 3. 某同学绘制了四幅磁场的磁感线分布图，其中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 下列关于磁现象的描述正确的是（ ） A. 奥斯特利用图甲所示的装置研究电流的磁效应，将小磁针上方的导线沿南北方向摆放有利于观察小磁针的明显偏转 B. 在图乙所示的环形导线中通以逆时针方向的电流，小磁针的N极垂直纸面向内 C. 假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，如图丙所示电流方向与地球自转方向相同 D. 如图丁所示，匀强磁场方向沿x轴的正方向，且线段，线段，通过面积、的磁通量分别为、，则 5. 如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根通电长直导线，电流方向垂直纸面向里，a、b、c、d是以通电直导线为圆心的同一圆周上的四点，则下列说法正确的是（ ） A. c、d两点的磁感应强度相同 B. a、b两点的磁感应强度方向相同 C. a、b两点的磁感应强度方向相反 D. a、b、c、d四点的磁感应强度大小关系为 6. 下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，ABC构成等边三角形，若两通电长直导线A、B在C处产生磁场的磁感应强度大小均为，则C处磁场的合磁感应强度大小是 B. 图乙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 C. 图丙中与通电长直导线在同一平面内的金属线框通顺时针电流，线框受到的合力水平向右 D. 由知，一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 7. 如图所示，某黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，其内部电路由三个阻值均为10Ω的电阻和一个理想二极管构成。现用多用电表电阻挡测量接线柱之间的阻值：红表笔接1、黑表笔接2时测得电阻为零；红表笔接2、黑表笔接1时测得电阻为15Ω；红表笔接3、黑表笔接1时测得电阻为10Ω。则黑箱内部电路可能是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，共18分（每题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，有错选或不答的得0分）。 8. 如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.现用其来测量匀强磁场的磁感应强度.当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（　　） A. 磁感应强度的方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度大小为 C. 磁感应强度大小为 D. 以上结果都不对 9. 如图所示，由均匀电阻丝制成的圆形导线框竖直放置于垂直纸面向里的匀强磁场中，线框上的、两点与电源相连，、连线水平。通电后，圆形导线框受到的安培力大小为。已知圆弧导线所对的圆心角为60°，不考虑通电后线框的形变，下列说法正确的是（ ） A. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向上 B. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向下 C. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向下 D. 圆弧导线受到的安培力大小为，方向竖直向上 10. 长度L远大于半径的通电直螺线管内部为匀强磁场，在其轴线上的磁感应强度分布如图所示，已知管口截面中心处磁感应强度为管内的一半，若在管口截面上距中心为r（管半径）处的磁感应强度为B，则可能有（ ） A. B. C. D. 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分） 11. 如图甲所示，把铜片和锌片相隔约1 cm，较深地插入一个梨中，制成一个水果电池，铜片是电池的正极，锌片是负极。该水果电池电动势较低（约1 V），内阻约几百欧姆。某实验小组利用以下器材测量该电池的电动势和内阻。 电压表V：量程1.5 V，内阻约9 kΩ 电阻箱R：阻值范围0~9999 Ω 开关、导线若干 （1）按图乙中的电路连接好实物电路，将电阻箱调到阻值最大，闭合开关。改变电阻箱的阻值，记录相应的电阻箱阻值R和电压表示数U。图丙是某次测量时的电压表指针位置，其读数为U=________V； （2）利用（1）中测得的7组R和U的数据，作出图像如图丁所示，由图像可以求出水果电池的电动势E=________V和内阻r=________Ω。（结果均保留2位有效数字） （3）考虑电压表的内阻影响，用这种方法测量得出的电动势E与真实值相比较，测量值E________（选填“偏大”“相等”或“偏小”） 12. 气压传感器常用于测量气体压强，结构及工作原理如图甲，电阻桥贴附于硅隔膜上，气压作用于硅隔膜，使电阻桥的应变电阻发生横向、纵向应变，引起增大、减小。小天和小亮设计的气压测量电路如图乙，虚线框内为气压传感器，电阻桥输出端为、两端；通电工作时，、间产生与压强对应的电势差，由此可通过测量该电势差得出气体压强。电压表、电流表均为理想电表，进行如下实验操作： （1）连接电路时，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P滑至________（选填“”或“”）端；电压表的正极应连接电路中________（选填“”或“”）端； （2）将传感器置于真空中，已知此时传感器内阻值。闭合开关S，移动滑动变阻器滑片位置至适当位置，电压表的读数为________；此时电压表读数为，对应电流表读数为。 （3）保持滑动变阻器滑片位置不变，将传感器放到待测气体中，受气压作用，传感器内阻值，（由于电桥两支路总电阻不变，电压表读数仍然为，对应电流表读数仍然为）；若此时电压表的读数为，已知与环境气体压强的关系为（和均为与材料有关的常数），则待测气体压强________（用、、、、和表示）。 四、解答题：本大题共3小题，共38分（13题10分，14题12分，15题16分）。 13. 如图所示，水平放置电阻不计的固定平行轨道，间距，两端连接电动势、内阻的电源及的电阻，一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为，质量为，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场，磁感应强度大小为，此时金属杆恰好静止，当减小磁场磁感应强度时，金属杆开始向右滑。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属杆与轨道间的动摩擦因数，重力加速度。 （1）在金属杆恰好静止时，流过金属杆的电流大小是多少？ （2）重物的质量是多少? （3）在金属杆恰好静止时，电路通电产生的热量是多少？ 14. 某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，定值电阻R=3Ω，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，此时电动机不转动，理想电压表的示数U=8V；当重物质量m=1kg时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时理想电压表的示数U2=9V。（不计摩擦，且转轴与绳间不打滑，g取10m/s2）求： （1）电动机的内阻RM； （2）重物匀速上升时电动机消耗的功率； （3）重物匀速上升的速度大小v。 15. 如图所示，宽度为L的“U”形金属框架与水平面的夹角为，PM间连接电动势为 、内阻为 的直流电源；质量为 、电阻为 的金属棒 垂直放置在框架上，框架及其他电阻不计，重力加速度为 。整个空间有垂直框架向上的匀强磁场。开关S闭合前后，金属棒始终静止在框架上，且摩擦力的大小相等。求： （1）开关闭合后金属棒受到的安培力方向与金属棒受到的摩擦力大小与方向； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 （3）保持磁感应强度 的大小和方向不变，金属棒与框架间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 ①若将电源正负极对调后闭合开关 S，为使金属棒仍能保持静止，求金属棒与框架间的动摩擦因数 应满足的条件； ②若金属棒与框架间动摩擦因数 ，求对调电源正负极并闭合开关 S 的瞬间，金属棒的加速度大小及方向。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $