内容正文:
海南华侨中学2026—2027学年第一学期
高二年级上第一次阶段考物理科
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题包括8小题,每小题3分,共24分。每小题四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 关于电源电动势,下列说法正确的是( )
A. 电动势就是电源供给电路的能量
B. 电动势是反映电源将其它形式能转化成电能的本领
C. 电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势
D. 电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
2. 如图,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,说法中正确的是( )
A. 当时,上获得最小功率
B. 当时,获得最大功率
C. 当时,获得最大功率
D. 当时,电源的输出功率最大
3. 如图所示是有两个量程的某种电表,该电表是( )
A. 电压表,接a、b两个端点时量程较小 B. 电压表,接a、c两个端点时量程较小
C. 电流表,接a、b两个端点时量程较小 D. 电流表,接a、c两个端点时量程较小
4. 如图所示,直线表示某电源路端电压与电流的图像,直线为某一电阻的图像,将该电源直接与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 该电源的输出功率为
B. 该电源电动势为,内阻为
C. 该电源的效率为60%
D. 若将两个相同电阻串联接入该电源,则电流变为原来的一半
5. 某电场的等势面如图所示,P、Q两点位于同一等势面上,一个带正电的点电荷沿直线从移动到的过程中( )
A. 电场力保持不变 B. 电场力一直做负功
C. 电势能先减小后增大 D. 动能先减小后增加
6. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小 B. 按键的过程中,电容器的电量减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
7. 有三个电阻串联,如图所示,电流表是完好的,合上开关S后,发现电流表示数为零,在不拆开电路的前提下,通过电压表测量各连接点的电压值,可判断故障原因,电压表测量数据为Uab=Ucd=0,Uac≠0,则该电路的故障原因可能是( )
A. R1断路 B. R2断路
C. R3断路 D. R1、R2、R3均断路
8. 在如图所示的电路中,、、和皆为定值电阻,为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表的读数为,电流表的读数为,电压表的示数为,电压表的读数为,当的滑片向a端移动过程中,电流表的读数变化量大小为,电流表的读数变化量大小为,电压表的读数变化量大小为,电压表的读数变化量大小为,则( )
A. 变小,变小,不变 B. 变大,变小
C. 变小,变小,变小 D. 变大,不变
二、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有两个或三个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 一台电动机,线圈电阻为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是( )
A. 电动机消耗的电能为 B. 电动机消耗的电能为
C. 电动机线圈产生的热量为 D. 电动机线圈产生的热量为
10. 甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,是待测电阻,下列说法正确的是( )
A. 乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B. 在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C. 甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零
D. 要求上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
11. 如图所示,闭合开关,L1、L2均正常发光,当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时( )
A. L1变亮
B. L1变暗
C. L2变亮
D. L2变暗
12. 如图所示的电路中,定值电阻分别为R1= R2=6Ω和R3=R4=3Ω,现在 M、N两点间加12V 的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A. M、N间的总电阻为9Ω
B. R1和R2两端的电压比为2:1
C. 流过R2和R3的电流比为1:2
D. R1和R4两端的电压比为1:2
13. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球,另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点,整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场,带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,俯视图如图甲所示,PQ为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点,小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示,其中。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 从P点到Q点电场力对小球做功为
C. 小球运动过程中速度的最小值为
D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(本大题共2小题,共20分,把答案写在答题卡指定的位置,不要求写出演算过程。)
14.
(1)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为__mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为___ cm。电压表的读数为_____ V;电流表的读数为_____ A。
(2)某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻,该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表,电阻箱、和保护电阻,电键S,导线若干。请回答以下问题:
①将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表,电阻箱的阻值应该调节为________;
②可备选用的定值电阻有以下几种规格,则应选用________;
A. B.,10W C.
③该小组选取为(2)中所选择的定值电阻,将改装好的新电压表(虚线框内)正确接在A、C之间,如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线,在图乙中将实物图连接成完整电路________。
④正确连接电路后,闭合开关S,调节电阻箱,测出多组的阻值和原电压表的示数,根据实验数据,用描点法绘出图像,如图丙所示。依据图像,可得电源的电动势________V,内阻________。(结果均保留两位有效数字)
15. 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
①为使测量尽量准确,电压表选用_______,电流表选用_______,电源选用_______。(均填器材的字母代号);
②画出测量Rx阻值的实验电路图_______。
③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会_______其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_______。
四、解答题(本大题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。)
16. 某同学在实验室找到了一个内阻Rg=900Ω满偏电流Ig=100μA的灵敏电流计、一个单刀三掷开关、电动势为E=1.5V内阻可以忽略的电池及导线若干,并根据所学的知识自制一个简易多用电表,已知电流表的测量范围为0~1mA,电压表的测量范围为0~1V,电路图如图所示,请你帮他计算:
(1)R1、R2的阻值是多少欧姆;
(2)滑动变阻器R的阻值最少需要多少欧姆才能使欧姆表调零;
(3)用自制的表测量电阻,测量前已经调零,当测量某一电阻时,指针指在75μA处,该电阻的阻值是多少欧姆?
17. 如图所示,电源输出电压恒为20V,定值电阻,,,滑动变阻器最大阻值为,竖直正对放置的平行板电容器间距,电容。将一质量,带电荷量的小球用绝缘细线悬挂在平行板间,缓慢滑动变阻器的滑片使小球恰好静止,此时细线与竖直方向的夹角为,重力加速度g取。求:
(1)此时上的电压;
(2)此时变阻器的接入阻值。
(3)将滑动变阻器的滑片从该位置滑到最右端,电容器所带电荷量的变化量是多少?
18. 如图所示的电路中,直流电源的电动势E=9V,内电阻r=1.5Ω,R1=4.5,R2为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置:另两个平行金属板C、D水平放置,板长L=30cm板间的距离d=20cm,MN为荧光屏,C、D的右端到荧光屏的距离L'=10cm,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,P为O点下方的一点,当电阻箱的阻值调为R2=3(时。闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间,不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
(1)求AB板间电压U1和CD板间电压U2各多大?
(2)求带电粒子从极板C、D离开时速度大小?
(3)使粒子恰好打到P点,R2的阻值应调到多大?
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海南华侨中学2026—2027学年第一学期
高二年级上第一次阶段考物理科
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2、请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题包括8小题,每小题3分,共24分。每小题四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 关于电源电动势,下列说法正确的是( )
A. 电动势就是电源供给电路的能量
B. 电动势是反映电源将其它形式能转化成电能的本领
C. 电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势
D. 电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
【答案】B
【解析】
【详解】A.电动势是电源将其他形式能转化为电能的能力的物理量,并非直接供给电路的能量,故A错误;
B.电动势的物理意义正是反映电源转化其他形式能为电能的本领,故B正确;
C.电源接入电路时,路端电压为,仅当电流,即断路时,故C错误;
D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极移送到正极的做功越多,故D错误。
故选B。
2. 如图,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,说法中正确的是( )
A. 当时,上获得最小功率
B. 当时,获得最大功率
C. 当时,获得最大功率
D. 当时,电源的输出功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】电路中的定值电阻 、可变电阻 与电源E,r 串联,电流为 ,四项说法逐一按功率表达式判断。
A.定值电阻 消耗的功率为
可知当 时分母最小, 取得最大值而非最小功率,故A错误;
B.由A中的表达式可知,随增大而减小,当时最大,与无对应关系,故B错误;
C.可变电阻消耗的功率为
将与视为等效内阻,由均值不等式可知当时分母最小,最大,故C正确;
D.电源的输出功率为
当外电路总电阻 时输出功率最大,与 无必然关系,故D错误。
故选C。
3. 如图所示是有两个量程的某种电表,该电表是( )
A. 电压表,接a、b两个端点时量程较小 B. 电压表,接a、c两个端点时量程较小
C. 电流表,接a、b两个端点时量程较小 D. 电流表,接a、c两个端点时量程较小
【答案】A
【解析】
【详解】表头与定则电阻串联,则为电压表;
串联的阻值越大,能够测量的电压范围越大,量程越大,即接a、b两个端点时量程较小。
故选A。
4. 如图所示,直线表示某电源路端电压与电流的图像,直线为某一电阻的图像,将该电源直接与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A. 该电源的输出功率为
B. 该电源电动势为,内阻为
C. 该电源的效率为60%
D. 若将两个相同电阻串联接入该电源,则电流变为原来的一半
【答案】B
【解析】
【详解】A.电源的输出功率为
故A错误;
B.由图像可知电源电动势为,内阻为
故B正确;
C.电源的总功率为
电源的效率为
故C错误;
D.根据图像信息,有
若将两个相同电阻串联接入该电源,则电流为
故D错误。
故选B。
5. 某电场的等势面如图所示,P、Q两点位于同一等势面上,一个带正电的点电荷沿直线从移动到的过程中( )
A. 电场力保持不变 B. 电场力一直做负功
C. 电势能先减小后增大 D. 动能先减小后增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.等差等势面的疏密反映电场强度大小,越靠近中心等势面越密,电场强度越大,可知粒子所受电场力是变化的,故A错误;
BC.由图可知,等势面越靠近中心电势越低,粒子沿直线从右侧外部向左侧运动,在该过程中电势先减小后增大,粒子带正电,根据可知,粒子电势能先减小后增大,根据功能关系可知,该过程中电场力先做正功后做负功,故B错误,C正确;
D.动能变化取决于合力做功情况,由题中条件只知道电场力做功,无法判断动能的变化,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行间距为d的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小 B. 按键的过程中,电容器的电量减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从a流向b D. 按键的过程中,电容器两极板间的电场强度增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据平行板电容器的电容计算公式
得知,按键过程中,板间距离d减小,电容C增大,故A错误;
B.电容C变大,由于U不变,根据
Q=CU
可知Q增大,故B错误;
C.因C增大,U不变,根据
Q=CU
知Q增大,电容器充电,电流方向从b流向a,故C错误;
D.按键过程中,板间距离d减小,由于U不变,根据可知,电容器两极板间的电场强度增大,故D正确。
故选D。
7. 有三个电阻串联,如图所示,电流表是完好的,合上开关S后,发现电流表示数为零,在不拆开电路的前提下,通过电压表测量各连接点的电压值,可判断故障原因,电压表测量数据为Uab=Ucd=0,Uac≠0,则该电路的故障原因可能是( )
A. R1断路 B. R2断路
C. R3断路 D. R1、R2、R3均断路
【答案】B
【解析】
【详解】A.若R1断路,Uab≠0,A错误;
B.若R2断路,Uab=Ucd=0,Uac≠0,且电流表的示数为零,B正确;
C.若R3断路,Ucd≠0,C错误;
D.若R1、R2、R3断路,Uac=0,D错误;
故选B。
8. 在如图所示的电路中,、、和皆为定值电阻,为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表的读数为,电流表的读数为,电压表的示数为,电压表的读数为,当的滑片向a端移动过程中,电流表的读数变化量大小为,电流表的读数变化量大小为,电压表的读数变化量大小为,电压表的读数变化量大小为,则( )
A. 变小,变小,不变 B. 变大,变小
C. 变小,变小,变小 D. 变大,不变
【答案】A
【解析】
【详解】AC.当的滑片向端移动过程中,接入电路的阻值减小,由闭合电路欧姆定律得
又
当变小,变小,不变,变大。
根据闭合电路欧姆定律得
当变大,变小。
根据闭合电路欧姆定律得
当变大,变小。
根据欧姆定律得
当变小,变小。
为图像的斜率,根据公式得
所以不变。
综上,变小,变小,不变;变大,变小,不变,故A正确,C错误;
BD.根据AC解析得,变大。
根据闭合电路欧姆定律得
根据闭合电路欧姆定律得
相同,可得
为图像的斜率,根据公式得
所以不变。
综上,变大,,不变,故B错误,D错误。
故选A。
二、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有两个或三个选项是符合题目要求的。全部选对的,得4分;选对但不全的,得2分;有选错的,得0分)
9. 一台电动机,线圈电阻为R,电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作时间为t,下列说法中正确的是( )
A. 电动机消耗的电能为 B. 电动机消耗的电能为
C. 电动机线圈产生的热量为 D. 电动机线圈产生的热量为
【答案】AC
【解析】
【详解】电动机正常工作时,电动机消耗的电能为UIt,电动机为非纯电阻电路线圈产生的热量为。
AB.电动机正常工作时,两端的电压为U,通过的电流为I,工作的时间为t,所以电动机消耗的电能为UIt,所以A正确,B错误;
CD.电动机为非纯电阻电路线圈产生的热量为,不能用来计算,所以C正确,D错误;
故选AC。
10. 甲、乙两电路图分别是滑动变阻器R的两种连接方式。P是滑动变阻器的滑片,a、b是滑动变阻器的两端,是待测电阻,下列说法正确的是( )
A. 乙电路中的滑动变阻器只有两个接线柱连入电路
B. 在闭合开关前,甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C. 甲、乙两图中待测电阻上的电压都可以调到零
D. 要求上电压和电流调节范围比较大时,选择图乙电路连接
【答案】BD
【解析】
【详解】A.乙图电路中的滑动变阻器采用分压式接法,是一上两下共有三个接线柱连入电路,A错误;
B.在闭合开关测量前,甲图中滑动变阻器应该全部接入电路,滑片P应置于b端,乙图中两端的电压应该从零开始变化,滑片P也应置于b端,B正确;
C.图甲属于限流式接法,滑片滑到b时,待测电阻两端的电压最小,但无法调节到零,C错误;
D.乙图中电压和电流都可以从零开始,而甲图中电压和电流都无法调节到零,故图乙的电压和电流调节范围较大,故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,闭合开关,L1、L2均正常发光,当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时( )
A. L1变亮
B. L1变暗
C. L2变亮
D. L2变暗
【答案】BD
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时,电路中总电阻减小,总电流增大,则电源内部电压增大,外电路电压减小,根据串、并联电路电压特点,L1、L2两端电压均减小,L1、L2均变暗。
故选BD。
12. 如图所示的电路中,定值电阻分别为R1= R2=6Ω和R3=R4=3Ω,现在 M、N两点间加12V 的稳恒电压,下列说法正确的是( )
A. M、N间的总电阻为9Ω
B. R1和R2两端的电压比为2:1
C. 流过R2和R3的电流比为1:2
D. R1和R4两端的电压比为1:2
【答案】CD
【解析】
【详解】A.该电路是R1、R2和R3并联后再和R4串联,并联的总电阻为
解得
则M、N间的总电阻为
故A错误;
B.R1和R2并联关系,则两端的电压比为,故B错误;
C.R2和R3并联,两端的电压相等,则流过R2和R3的电流比
故C正确;
D.和R4串联,电流相等,故R1和R4两端的电压比为
故D正确。
故选CD。
13. 长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球,另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点,整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场,带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,俯视图如图甲所示,PQ为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点,小球运动过程中的电势能与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示,其中。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为
B. 从P点到Q点电场力对小球做功为
C. 小球运动过程中速度的最小值为
D. 小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据电势能(x为沿电场方向的位移,根据乙图可知在转过,即转过到达A点时
转过,即转过到达B点时
从P到A电场力做负功最多,故电场方向为;
根据几何关系可知,沿电场方向的位移,则,所以电场强度,A正确;
B.根据几何关系可知,从P点到Q沿电场方向距离为L,故电势能增加了,根据电场力做功与电势能变化的关系,电场力对小球做功为,B错误;
C.在A点电势能最大,动能最小,速度最小。
小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动,在A点根据牛顿第二定律
根据,解得,故C正确;
D.在B点电势能最小,动能最大,速度最大。小球运动过程中只有电场力做功,则电势能与动能之和守恒,根据能量守恒,
则
又
解得,
在B点根据牛顿第二定律,(为绳子最大拉力,
联立可得,D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(本大题共2小题,共20分,把答案写在答题卡指定的位置,不要求写出演算过程。)
14.
(1)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为__mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为___ cm。电压表的读数为_____ V;电流表的读数为_____ A。
(2)某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻,该电池的电动势E约为、内阻r约为、允许通过的最大电流为。现有量程为、内阻为的电压表,电阻箱、和保护电阻,电键S,导线若干。请回答以下问题:
①将电压表和电阻箱改装成量程为的新电压表,电阻箱的阻值应该调节为________;
②可备选用的定值电阻有以下几种规格,则应选用________;
A. B.,10W C.
③该小组选取为(2)中所选择的定值电阻,将改装好的新电压表(虚线框内)正确接在A、C之间,如图甲所示。请根据甲图中的电路图用笔画线代替导线,在图乙中将实物图连接成完整电路________。
④正确连接电路后,闭合开关S,调节电阻箱,测出多组的阻值和原电压表的示数,根据实验数据,用描点法绘出图像,如图丙所示。依据图像,可得电源的电动势________V,内阻________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. ②. ③. ④.
(2) ①. ②. B ③. ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲读数为
[2]图乙读数为
[3]电压表量程为3V,分度值为,读数为
[4]电流表量程为,分度值为,读数为
【小问2详解】
①[1]要将的电压表改装成10V的电压表,量程扩大到原来的n倍,则
需要串联的电阻为
②[2]电路中的最小电阻约为
故定值电阻可以选的,电流最大时的功率为
故选B。
③[3]根据电路图连接实物图如图所示:
④[4]由于的阻值远小于改装后的电压表的阻值,所以可以忽略其影响,根据闭合电路欧姆定律可得
整理得
图像的纵截距为
解得
[5]结合图像可得斜率
解得
15. 某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1V,内阻约10kΩ)
B.电压表(量程0~10V,内阻约100kΩ)
C.电流表(量程0~1mA,内阻约30Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.05Ω)
E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)
F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)
①为使测量尽量准确,电压表选用_______,电流表选用_______,电源选用_______。(均填器材的字母代号);
②画出测量Rx阻值的实验电路图_______。
③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会_______其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_______。
【答案】 ①. B ②. C ③. F ④. ⑤. 大于 ⑥. 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压
【解析】
【分析】①由于本题的被测电阻达到10kΩ,所以电源要选择电动势大的,然后根据电路电流选择电流表,电压表;
②若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,根据和的关系分析电流表的接法;
③根据电流表的接法判断实验误差所在;
【详解】①[1][3]若选用电源1.5V,由于被测电阻很大,电路中电流非常小,不利于实验,即电源选用12V的,即F;则电压表就应该选取B;
[2]电路中的最大电流为
故选用电流表C。
②[4]因为给的滑动变阻器的最大阻值只有10Ω,若采用限流接法,则电路中电流和电压变化不明显,故采用滑动变阻器的分压接法,由于,所以采用电流表内接法,电路图如图所示
③[5][6]由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流准确,根据可知测量值偏大;
【点睛】滑动变阻器的分压和限流接法的区别和选用原则:
区别:(1)限流接法线路结构简单,耗能少;
(2)分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节;
选用原则:(1)优先限流接法,因为它电路结构简单,耗能较少;
(2)下列情况之一者,须采用分压接法:
①当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流法不能满足要求时(本题就是该例子);
②当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从零开始调节;
③电源电动势比电压表量程大得多,限流法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时。
电流表内接和外接的选用:
当时,宜采用内接法,即大电阻用内接法;
当时,宜采用外接法,即小电阻用外接法;可记忆为“大内,小外”。
四、解答题(本大题共3小题,共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。)
16. 某同学在实验室找到了一个内阻Rg=900Ω满偏电流Ig=100μA的灵敏电流计、一个单刀三掷开关、电动势为E=1.5V内阻可以忽略的电池及导线若干,并根据所学的知识自制一个简易多用电表,已知电流表的测量范围为0~1mA,电压表的测量范围为0~1V,电路图如图所示,请你帮他计算:
(1)R1、R2的阻值是多少欧姆;
(2)滑动变阻器R的阻值最少需要多少欧姆才能使欧姆表调零;
(3)用自制的表测量电阻,测量前已经调零,当测量某一电阻时,指针指在75μA处,该电阻的阻值是多少欧姆?
【答案】(1)100Ω,910Ω
(2)500Ω (3)500Ω
【解析】
【小问1详解】
当S掷1时为电流表,根据并联电路分流原理可知
解得
此时,电流表的内阻为
当S掷2时为电压表,根据串联电路分压原理,可得
解得
【小问2详解】
当S掷3时为欧姆表,调节滑动变阻器,指针满偏时有
解得
即滑动变阻器的最大阻值至少需要500Ω;
【小问3详解】
若电流表指针指在75μA处,此时干路中电流为
则
解得
故刻度应该为500Ω。
17. 如图所示,电源输出电压恒为20V,定值电阻,,,滑动变阻器最大阻值为,竖直正对放置的平行板电容器间距,电容。将一质量,带电荷量的小球用绝缘细线悬挂在平行板间,缓慢滑动变阻器的滑片使小球恰好静止,此时细线与竖直方向的夹角为,重力加速度g取。求:
(1)此时上的电压;
(2)此时变阻器的接入阻值。
(3)将滑动变阻器的滑片从该位置滑到最右端,电容器所带电荷量的变化量是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球能够静止说明受力平衡,小球受到重力、绳的拉力与静电力,如图所示
根据平衡条件可知
同时极板间的电场强度为
根据电路图可知,电压U同时也是滑动变阻器与电阻两端的电压。
代入数据,可解得电容器两端的电压大小
电源的输出电压恒为20V,所以电阻两端的电压为
【小问2详解】
根据欧姆定律可知,流经的电流为
流经电阻的电流为
根据并联电流的特点,流经滑动变阻器的电流应为
所以滑动变阻器接入电路的阻值大小为
【小问3详解】
滑动变阻器在该位置时,根据电容器的定义式可求得电容器两极板上的电荷量为
当滑动变阻器的滑片移动到最右端时,变阻器接入电路的阻值大小为60Ω,此时与并联后的阻值大小为
电容器两端的电压变为
电容器两极板上的电荷量变为
所以电荷量的变化量为
18. 如图所示的电路中,直流电源的电动势E=9V,内电阻r=1.5Ω,R1=4.5,R2为电阻箱。两带小孔的平行金属板A、B竖直放置:另两个平行金属板C、D水平放置,板长L=30cm板间的距离d=20cm,MN为荧光屏,C、D的右端到荧光屏的距离L'=10cm,O为C、D金属板的中轴线与荧光屏的交点,P为O点下方的一点,当电阻箱的阻值调为R2=3(时。闭合开关K,待电路稳定后,将一带电量为质量为的粒子从A板小孔从静止释放进入极板间,不考虑空气阻力、带电粒子的重力和极板外部的电场。
(1)求AB板间电压U1和CD板间电压U2各多大?
(2)求带电粒子从极板C、D离开时速度大小?
(3)使粒子恰好打到P点,R2的阻值应调到多大?
【答案】(1)4.5V;3V;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律有
AB板间电压为
CD板间电压为
(2)从A到B,根据动能定理有
粒子在CD板间,根据牛顿第二定律有
竖直方向有
水平方向有
根据运动的合成可知
代入数据解得
与水平方向夹角满足
(3)设调整R2后,R1、R2上的电压分别为与,可知
速度偏转角
由类平抛运动规律可知,速度反向延长线交于水平位移中点,则有
又由于
联立解得
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