精品解析:福建厦门市集美区第十中学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题
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内容正文:
厦门市第十中学2026-2027学年第一学期高二期中质量检测
物理试题
满分100分 考试时间75分钟
班级:__________姓名:__________座号:__________
一、单选题:本小题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。
1. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其放回原处,则两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】接触前,两球电荷分别为和,库仑力大小为
接触后,总电荷为,均分后每球电荷为,放回原处后,库仑力大小为
对比得
故选A。
2. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量少
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. a点的电势高于b点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电场线的指向和电场线的密集程度,可知两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多,故A错误;
B. b点电场线更密集,b点电场强度更大,故带电粒子在b点受电场力更大,故B正确;
C.由粒子运动轨迹可知,粒子受电场力大致向左,可知粒子带负电,故C错误;
D .沿电场线方向电势逐渐降低,故a点的电势低于b点的电势,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅受电场力作用,沿实线路径运动,A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 场源电荷带正电
B. 该带电粒子带负电
C. 该带电粒子在B、G两点处的动能不同
D. 带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向可知,则由题图可知,产生电场的点电荷带负电;带电粒子的运动轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力方向向下,即带电粒子受到排斥力的作用。由于同种电荷相互排斥,所以带电粒子带负电,故A错误,B正确;
C.图中虚线为等势面,由题图可知B、G两点在同一等势面上,则有
所以带电粒子从B到G的过程中,电场力做的总功为0。由于只有电场力做功,则由动能定理可知,带电粒子从B到G的过程中动能的变化为零,所以该带电粒子在B、G两点的动能相同,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
可知电场强度越大的地方,该带电粒子的加速度越大。由可知,带电粒子在D点的电场强度大于在G点的电场强度,所以带电粒子在D点的加速度大于在G点的加速度,故D错误。
故选 B。
4. 如图所示,边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q,已知静电力常量为,则该三角形中心O点处的场强为( )
A. ,方向由C指向O B. ,方向由O指向C
C. ,方向由C指向O D. ,方向由O指向C
【答案】B
【解析】
【详解】三个点电荷在O点的场强大小均为
A处的电荷在O点的场强方向沿AO方向,B处的电荷在O点的场强方向沿BO方向,C处的电荷在O点的场强方向沿OC方向,则合场强为,方向由O指向C。
故选B。
二、双项选择题:本小题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。
5. 当人的手指靠近木门的金属门把手时,有时候会有一种被电击的感觉。这是因为身体带有静电,当手指靠近门把手时,二者之间产生了瞬间放电现象。若手指带负电,关于放电前手指靠近但未接触金属门把手的过程中,下列说法正确的是( )
A. 门把手内部的电场强度为零 B. 门把手与手指之间电场强度大小不变
C. 门把手左端电势等于右端电势 D. 门把手右端带负电荷
【答案】AC
【解析】
【详解】BD.放电前手指靠近金属门把手的过程中,门把手在手的影响下,发生静电感应,在其右端感应出正电荷,左端感应出负电荷,由于异种电荷相互吸引,手接近的过程中,门把手右端的正电荷密度越来越大,故与手指之间电场强度逐渐增大,故BD错误;
AC.门把手处于静电平衡状态,内部电场强度处处为零,门把手是等势体,两端电势相等,故AC正确。
故选AC。
6. 静电植绒技术于3000多年前在中国首先起步。如图所示为植绒流程示意图,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带负电,容器与带电极板之间加恒定电压,绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上。已知绒毛到达布料表面时速率越大,植绒效果越好。带电极板与布料间距忽略不计,下列正确的是( )
A. 带电极板带正电
B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中,电势能不断减少
C. 带电量相同,质量大的绒毛,植绒效果越好
D. 若增大容器与带电极板之间的距离,植绒效果越好
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由于绒毛带负电,成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上,所以电场力向下,带电极板带正电,故A正确;
B.绒毛成垂直状加速飞到植绒的布料表面上,则电场力做正功,电势能不断减小,故B正确;
C.设绒毛带的电荷量为,容器与带电极板之间的电势差为,则根据动能定理有
解得绒毛到达植绒表面时的速度大小为
由于带电量相同,容器与带电极板之间加恒定电压,所以质量大的绒毛,到达植绒表面的速度越小,植绒效果越不好,故C错误;
D.由可知,当增大容器与带电极板之间的距离时,由于容器与带电极板之间加恒定电压,故绒毛到达植绒物体表面的速度不变,因此植绒效果不变,故D错误。
故选AB。
7. 在如图所示的电路中,电源的内阻不为0,当闭合开关后,若将滑动变阻器的滑片向下调节,下列说法正确的是( )
A. 灯变亮,灯变暗 B. 灯变暗,灯变亮
C. 电容器的电荷量增大 D. 电容器的电荷量减少
【答案】AD
【解析】
【详解】将滑动变阻器的滑片向下调节,变阻器的阻值减小,灯与滑动变阻器间接串联,灯和电容器与滑动变阻器并联,电流表与滑动变阻器串联,根据串反并同规律可知,灯变亮,灯变暗,电流表示数增大,电容器两极板间的电压减小,根据
可知电容器所带电荷量减少,故BC错误,AD正确。
故选AD。
8. 如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为,,重力加速度为g,静电力常量为k。则( )
A. 小球a的线速度为 B. 小球b的角速度为
C. 小球c的向心加速度大小为 D. 外力F竖直向上,大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.通过分析,a、b、c一定带同种电荷,d与a、b、c一定带异种电荷,设连线与水平方向的夹角为,则对小球a受力分析有
,
对a球,根据牛顿第二定律可得
可得
A错误;
B.对小球b,有
解得
B正确;
C.对c,有
解得
C正确;
D.对d球受力分析,由平衡条件得:
解得
D错误。
故选BC。
二、填空题与实验题:本题共3小题,每空2分,共24分。
9. 在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻,满偏电流,将它与一个阻值为900 Ω电阻R串联,改装成一个电压表,则改装后的电压表量程为__________V。
【答案】1
【解析】
【详解】电流表与电阻串联,流过二者的电流相同。设改装后电压表的量程为,表头满偏时,电路电流为。由串联电路的电压关系和欧姆定律得
代入数据得
10. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计的金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小,可推知电容器两极板间电势差的大小。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)某同学用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质材料)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后各自接出引线,如图乙、丙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。
①为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________(填正确答案的标号)。
A.增大电容纸的厚度 B.增大锡箔纸的厚度
C.减小电容纸的厚度 D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积
②用如图丁所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻放电,在图戊中所描绘的、、三条放电电流的图线中,对应电阻最小的一条是__________(填“”“b”或“c”)。
③、、三条曲线中,曲线与横轴围成的面积__________(填“大于”“小于”或“等于”)曲线与横轴围成的面积。
【答案】(1)电势差 (2) ①. CD ②. b ③. 等于
【解析】
【小问1详解】
静电计的作用就是测量、观察两极板间的电势差变化,无法直接测量电容或电荷量。
【小问2详解】
[1]AC.两片锡箔纸做电极,电容纸为绝缘介质,两片锡箔纸可以等效为平行板电容器,由于用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,改变电容纸的厚度相当于改变极板之间的间距,根据电容决定式 ,当电容纸的厚度增大时,极板间距增大,电容减小,当电容纸的厚度减小时,极板间距减小,电容增大,故A错误,C正确;
B.结合上述,增大锡箔纸的厚度时,极板间距不变,电容不变,故B错误;
D.结合上述可知,同时增大锡箔纸和电容纸的面积,相当于增大极板正对面积,则电容增大,故D正确。
故选CD。
[2]电容器充电稳定后,极板之间电压的最大值一定,根据欧姆定律可知,电阻越小,电流的最大值越大,可知a、b、c三条曲线中,对应电阻最小的一条是b。
[3]由于三次充电电量相等,所以三条曲线与横轴围成面积相等。
11. 某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为___________cm,直径D为___________mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻Rx大约为500Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ)
D.电流表A1(量程0~25mA,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程0~250mA,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R, 阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择___________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择___________(选填“A1”或“A2”)。请在图中虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)。___________
(3)如果电压表示数为U,电流表示数为I,则此圆柱工件材料的电阻率为___________ (用题中所给符号表示)。考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值___________(填“大于”、“小 于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. 10.220 ②. 5.900
(2) ①. ②. ③.
(3) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知该工件的高度为
[2]螺旋测微器的精确值为,由图乙可知该工件的直径为
【小问2详解】
[1]因为电源电动势为,则电压表应选择;
[2]通过工件的最大电流约为
所以电流表应选择;
[3]因为滑动变阻器最大阻值远小于,所以滑动变阻器应采用分压式接法;又因为,所以电流表应采用内接法,电路原理图如图所示
【小问3详解】
[1]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
[2]由于电流表的分压作用,使得电阻值测量偏大,则电阻率的测量值大于真实值。
四、解答题:本题共3大题,共36分,解答应写出必要的文字说明和相关公式。
12. 如图,已知:电源电动势E为20 V,内阻r为2 Ω,电阻R1为2 Ω,R2为4 Ω。电动机的线圈电阻RM为1.0 Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作,且通过R1的电流为3.0 A。求:
(1)电动机正常工作的额定电压UM;
(2)通过电阻R2的电流I2;
(3)电动机正常工作的额定功率PM;
(4)电动机的输出功率P出。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电阻与电动机、电阻组成的并联部分串联,因此通过的电流就是电源的总电流。电动机正常工作,其两端电压等于额定电压。由闭合电路欧姆定律及串联电路的电压关系得
解得电动机的额定电压为
【小问2详解】
电阻与电动机并联,两端电压相等。对电阻应用欧姆定律得,代入得
【小问3详解】
设通过电动机的电流为,由并联电路的电流规律得
解得
电动机正常工作时的额定功率是其输入电功率,由电功率公式得,代入得
【小问4详解】
电动机将输入的电能转化为机械能和线圈的内能。由焦耳定律,线圈的发热功率为
代入得
由能量守恒可得
所以电动机的输出功率为
13. 如图,直流电源和电流表的内阻不计,电动势为,定值电阻阻值,滑动变阻器的最大阻值也为,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为L。多个质量为m的带电微粒以初速度v0沿水平方向从电容器的中间进入电容器。闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器。此过程中,微粒未与极板发生碰撞,重力加速度大小为g,微粒不计重力。开关闭合后,调节滑动变阻器的滑片移到最右端且电路稳定后,问:
(1)电流表的示数I和电容器两板间的电势差U;
(2)电容器两板之间的场强大小E;
(3)带电微粒所带电荷的电性及电荷量;
(4)若滑动变阻器可自由调节,此时在距离电容器右边缘的右侧L处有一竖直挡板,求带电微粒离开电容器后,打到挡板上距离O点的范围大小。
【答案】(1),;(2);(3);(4)在O点下方,距离O点。
【解析】
【详解】(1)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,滑动变阻器没有接入电路,由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数
电容器两板间的电势差
(2)电容器两板之间的场强大小
(3)电容器上极板带正电,带电微粒以初速度v0沿水平方向从电容器的中间进入电容器,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器。说明带电微粒所受电场力竖直向下,带电微粒带正电。
带电微粒在电容器中做类平抛运动,则
, ,
解得
(4)闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器时竖直方向的速度
带电微粒离开电容器后做匀速直线运动,则
解得带电微粒离开电容器后,打到挡板上电容器下板下面的距离
打到挡板上距离O点的距离
开关闭合后,调节滑动变阻器的滑片移到最左端且电路稳定后,电容器两端的电压
带电微粒离开电容器时
, ,
解得
闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最左端时,离开电容器时竖直方向的速度
带电微粒离开电容器后做匀速直线运动,则
解得带电微粒离开电容器后,打到挡板上向下偏移的距离
打到挡板上距离O点的距离
所以打到挡板上距离O点的范围大小是在O点下方,距离O点。
14. 如图所示,倾角、长度L=3m的光滑绝缘斜面底端Q点与竖直光滑绝缘圆弧轨道QMN平滑连接,圆弧轨道的MN段为光滑管道(管道粗细远小于轨道半径且略大于物块尺寸),O为圆心,ON与OM分别为竖直和水平半径。过Q点的竖直虚线右侧空间(包含虚线边界)存在水平向右的匀强电场,电场强度大小E=5×105V/m。一带电小物块(可视为质点)在斜面顶端P处由静止释放,已知小物块的质量、电量q=-2×10-5C,整个过程中小物块电量始终保持不变,忽略空气阻力,重力加速度,,。
(1)求小物块第一次到达Q点时的速度大小;
(2)若圆弧轨道半径R=0.9m,求小物块第一次经过Q点瞬间对圆弧轨道的压力大小;
(3)要使小物块第一次沿圆弧轨道向上运动过程中,能进入MN段管道但不从N点飞出,求圆轨道半径R的取值范围。(结果可保留分数)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块从到由动能定理可知
解得小物块第一次到达Q点时的速度大小为;
【小问2详解】
若圆弧轨道半径R=0.9m,小物块第一次经过Q点瞬间,受力分析受到重力、电场力和支持力,由径向合力提供向心力,有
由牛顿第三定律可知
联立解得物块对圆弧轨道的压力大小为;
【小问3详解】
设电场力和重力的合力为,其方向与竖直方向的夹角为,设此力为等效重力,则由勾股定理
由几何关系
即
即点为接下来做圆周运动的最低点,则过点和圆心的反向延长线,交于圆周点,为等效最高点;过圆心做直径的垂线交于圆周于点,如图所示
则由分析可知,当小物块第一次沿圆弧轨道到达点时,速度为零,小物块不脱离轨道也不从点飞出,由动能定理可知
代入数据得,即圆轨道半径的取值范围为;
由分析可知,当圆轨道半径较小时,小物块第一次沿圆弧轨道到达点时,速度为零,小物块不脱离轨道也不从点飞出,由动能定理可知
代入数据得,即圆轨道半径的取值范围为;
假设第一次沿圆弧轨道到达点时, 与轨道之间弹力为零,设此时速度为,则
由动能定理可知
代入数据得
即圆轨道半径的取值范围为。
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厦门市第十中学2026-2027学年第一学期高二期中质量检测
物理试题
满分100分 考试时间75分钟
班级:__________姓名:__________座号:__________
一、单选题:本小题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求。
1. 两个分别带有电荷量和的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为的两处,它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其放回原处,则两球间的库仑力大小为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量少
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. a点的电势高于b点的电势
3. 如图所示,三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅受电场力作用,沿实线路径运动,A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 场源电荷带正电
B. 该带电粒子带负电
C. 该带电粒子在B、G两点处的动能不同
D. 带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度
4. 如图所示,边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q,已知静电力常量为,则该三角形中心O点处的场强为( )
A. ,方向由C指向O B. ,方向由O指向C
C. ,方向由C指向O D. ,方向由O指向C
二、双项选择题:本小题共4小题,每小题6分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。
5. 当人的手指靠近木门的金属门把手时,有时候会有一种被电击的感觉。这是因为身体带有静电,当手指靠近门把手时,二者之间产生了瞬间放电现象。若手指带负电,关于放电前手指靠近但未接触金属门把手的过程中,下列说法正确的是( )
A. 门把手内部的电场强度为零 B. 门把手与手指之间电场强度大小不变
C. 门把手左端电势等于右端电势 D. 门把手右端带负电荷
6. 静电植绒技术于3000多年前在中国首先起步。如图所示为植绒流程示意图,将绒毛放在带负电荷的容器中,使绒毛带负电,容器与带电极板之间加恒定电压,绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上。已知绒毛到达布料表面时速率越大,植绒效果越好。带电极板与布料间距忽略不计,下列正确的是( )
A. 带电极板带正电
B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中,电势能不断减少
C. 带电量相同,质量大的绒毛,植绒效果越好
D. 若增大容器与带电极板之间的距离,植绒效果越好
7. 在如图所示的电路中,电源的内阻不为0,当闭合开关后,若将滑动变阻器的滑片向下调节,下列说法正确的是( )
A. 灯变亮,灯变暗 B. 灯变暗,灯变亮
C. 电容器的电荷量增大 D. 电容器的电荷量减少
8. 如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为,,重力加速度为g,静电力常量为k。则( )
A. 小球a的线速度为 B. 小球b的角速度为
C. 小球c的向心加速度大小为 D. 外力F竖直向上,大小为
二、填空题与实验题:本题共3小题,每空2分,共24分。
9. 在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻,满偏电流,将它与一个阻值为900 Ω电阻R串联,改装成一个电压表,则改装后的电压表量程为__________V。
10. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计的金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小,可推知电容器两极板间电势差的大小。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)某同学用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质材料)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后各自接出引线,如图乙、丙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。
①为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________(填正确答案的标号)。
A.增大电容纸的厚度 B.增大锡箔纸的厚度
C.减小电容纸的厚度 D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积
②用如图丁所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻放电,在图戊中所描绘的、、三条放电电流的图线中,对应电阻最小的一条是__________(填“”“b”或“c”)。
③、、三条曲线中,曲线与横轴围成的面积__________(填“大于”“小于”或“等于”)曲线与横轴围成的面积。
11. 某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为___________cm,直径D为___________mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻Rx大约为500Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ)
D.电流表A1(量程0~25mA,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程0~250mA,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R, 阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择___________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择___________(选填“A1”或“A2”)。请在图中虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)。___________
(3)如果电压表示数为U,电流表示数为I,则此圆柱工件材料的电阻率为___________ (用题中所给符号表示)。考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值___________(填“大于”、“小 于”或“等于”)真实值。
四、解答题:本题共3大题,共36分,解答应写出必要的文字说明和相关公式。
12. 如图,已知:电源电动势E为20 V,内阻r为2 Ω,电阻R1为2 Ω,R2为4 Ω。电动机的线圈电阻RM为1.0 Ω。开关闭合后,电动机恰好正常工作,且通过R1的电流为3.0 A。求:
(1)电动机正常工作的额定电压UM;
(2)通过电阻R2的电流I2;
(3)电动机正常工作的额定功率PM;
(4)电动机的输出功率P出。
13. 如图,直流电源和电流表的内阻不计,电动势为,定值电阻阻值,滑动变阻器的最大阻值也为,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为L。多个质量为m的带电微粒以初速度v0沿水平方向从电容器的中间进入电容器。闭合开关,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,恰从电容器下板右侧边缘离开电容器。此过程中,微粒未与极板发生碰撞,重力加速度大小为g,微粒不计重力。开关闭合后,调节滑动变阻器的滑片移到最右端且电路稳定后,问:
(1)电流表的示数I和电容器两板间的电势差U;
(2)电容器两板之间的场强大小E;
(3)带电微粒所带电荷的电性及电荷量;
(4)若滑动变阻器可自由调节,此时在距离电容器右边缘的右侧L处有一竖直挡板,求带电微粒离开电容器后,打到挡板上距离O点的范围大小。
14. 如图所示,倾角、长度L=3m的光滑绝缘斜面底端Q点与竖直光滑绝缘圆弧轨道QMN平滑连接,圆弧轨道的MN段为光滑管道(管道粗细远小于轨道半径且略大于物块尺寸),O为圆心,ON与OM分别为竖直和水平半径。过Q点的竖直虚线右侧空间(包含虚线边界)存在水平向右的匀强电场,电场强度大小E=5×105V/m。一带电小物块(可视为质点)在斜面顶端P处由静止释放,已知小物块的质量、电量q=-2×10-5C,整个过程中小物块电量始终保持不变,忽略空气阻力,重力加速度,,。
(1)求小物块第一次到达Q点时的速度大小;
(2)若圆弧轨道半径R=0.9m,求小物块第一次经过Q点瞬间对圆弧轨道的压力大小;
(3)要使小物块第一次沿圆弧轨道向上运动过程中,能进入MN段管道但不从N点飞出,求圆轨道半径R的取值范围。(结果可保留分数)
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