内蒙古第一机械制造(集团)有限公司第一中学2018-2019高二上学期物理10月月考试卷

内蒙古第一机械制造(集团)有限公司第一中学2018-2019学年高二上学期物理10月月考试卷
一、多选题
1.(2018高二上·内蒙古月考)以下关于电场强度E 的说法中正确的是:(  )
A.电场中某点的场强方向总与正点电荷在该点所受的电场力方向相同
B.公式E=F/q,只适用于匀强电场,用比值F/q可以计算E的大小
C.公式E=U/d,其中d是匀强电场中任意两点间的距离
D.公式E= ,当r一定时,E与Q成正比,此公式只适用于点电荷
2.(2018高二上·内蒙古月考)一平行板电容器充电后与电源断开,然后再将电容器与静电计相连,如图所示.此时静电计的指针偏角为θ.下列说法正确的是 (  )
A.若将a 板向左移动,则θ角变小
B.若将a 板向右移动,则θ角变小
C.若在a、b 板间插入塑料块,则θ角变大
D.若将a 板向上移动,则θ角变大
3.(2018高二上·内蒙古月考)关于电动势下列说法正确的是 (  )
A.电动势是描述电源内部非静电力做功本领的物理量
B.电动势大,说明非静电力在电源内部把1C正电荷从负极搬运到正极所做的功多
C.电动势E的单位与电势差的单位相同,都是伏特,所以电势差就是电动势
D.电源的电动势与外电路结构有关,外电路变化,通常电动势也要变化
4.(2018高二上·内蒙古月考)电动机的线圈电阻值为R ,电动机正常工作时,两端的电压为U ,通过电流强度为I,通电时间为t,则下述说法中正确的是 (  )
A.电动机消耗的电功率为IU B.电动机消耗的热功率为 I 2R
C.电动机机械功率是IU-I2R D.电动机线圈产生的热量为
5.(2018高二上·内蒙古月考)截面直径为d、长为L的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向移动平均速率的影响,下列说法正确的是(  )
A.电压U加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
B.导线长度L加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
C.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
D.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
6.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是(  )
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
二、单选题
7.(2018高二上·内蒙古月考)有一电场的电场线如右图所示,场中A、B两点的电场强度大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示,则(  )
A.EA>EB,φA>φB B.EA>EB,φA<φB
C.EAφB D.EA8.(2018高二上·内蒙古月考)一电池外电路断开时的路端电压为3V ,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V , 则可以判定电池的电动势E 和内电阻r 为(  )
A.2.4V,1Ω B.3V,2Ω C.2.4V,2Ω D.3V,1Ω
9.(2018高二上·内蒙古月考)在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E、内阻为r.设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中的a端移动时(  )
A.I变小 B.I变大 C.U变大 D.U变小
10.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,一段长为a,宽为b,高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,则最小的电阻为(  )
A.R B. C. D.
11.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa,b点电势为φb,则(  )
A.场强方向一定向左,且电势φa>φb
B.场强方向一定向左,且电势φa<φb
C.场强方向一定向右,且电势φa>φb
D.场强方向一定向右,且电势φa<φb
12.(2018高二上·内蒙古月考)阻值相等的四个电阻,电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为 ;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 . 与 的比值为(  )
A. B. C. D.
三、填空题
13.(2018高二上·内蒙古月考)
(1)用20分度的游标卡尺测得某小球的直径如下图所示,则小球的直径为d=   mm。
(2)用螺旋测微器测金属导线的直径,其示数如下图所示,该金属导线的直径为   mm。
14.(2018高二上·内蒙古月考)把电流表改装成电压表的实验中,已知电流表的量程为100μA,内阻为1000Ω,要把它改装成量程为0-3V的电压表,则改装的方法中是给电流表   (填“串联”或“并联”)一个阻值为   Ω的电阻。
四、实验题
15.(2018高二上·内蒙古月考)某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,给定器材及规格为:
电流表A(量程为0~5mA.内阻约为10Ω);
电压表V (量程为0~3V.内阻约为3kΩ);
最大阻值约为10Ω的滑动变阻器;
电源E(电动势约3V);
开关S、导线若干。
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图电路试测,读得电压表示数大约为2.0V.电流表示数大约为4.0mA,则未知电阻阻值Rx大约为   Ω;
(2)经分析,该电路测量误差较大,需要作改进。请在方框内画出改进后的测量原理图;
(3)用改进后的电路进行测量,其测量值   (填“等于”、“小于”、“大于”)真实值。
16.(2018高二上·内蒙古月考)某同学要测绘规格为“2.8V 1.5W”的小灯泡的I-U曲线.除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表(量程3.0V,内阻约为5kΩ)
D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为3.0V,内阻约为0.2Ω)
(1)实验中所用的电流表应选   ;电压表应选   ;滑动变阻器应选   .(填器材前面的字母)
(2)为使实验误差尽可能小,请你设计实验电路图,并画在方框中.
(3)由于电表具有一定的内阻,本实验中,   (填“电流表”或“电压表”)的读数有误差,若测量小灯泡的电阻,则测量值比真实值   (填“偏大”或“偏小”)。
五、解答题
17.如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求:电源的电动势E和内阻r。
18.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距 5cm,b、c相距12cm.将一个带电荷量为4×10﹣8C 的电荷从a点移到b点时,电场力做功为1.2×10﹣7 J.
(1)a、b两点间电势差为多少
(2)匀强电场的场强大小E
(3)b、c两点间电势差为多少.
19.(2019高二下·铁力月考)在如图所示的电路中, 、 均为定值电阻,且 , 阻值未知, 是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.
求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻 的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值.
20.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。若将该小球从电场中某点P以初速度v0竖直向上抛出,重力加速度为g,求:
(1)小球受到的电场力的大小
(2)小球从抛出至最高点的过程中,电势能的变化量
(3)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时,小球的动能
答案解析部分
1.【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A. 规定正电荷在电场中某点所受的电场力的方向为电场强度的方向。A符合题意;
B. 公式E=F/q是电场强度的定义式,对任意电场都适用,B不符合题意;
C. 公式E=U/d,其中d是匀强电场中任意两点间的距离沿电场方向的投影,C不符合题意;
D. 公式E= 是点电荷的电场强度的计算式,Q是场源电荷,当r一定时,E与Q成正比,该公式适用于点电荷的电场;D符合题意。
故答案为:AD.
【分析】公式E=F/q是电场强度的定义式,并不是决定式,不能通过该公式分析电场强度与哪些因素有关系;E= 是电场的决定式,能通过该公式分析电场强度与哪些因素有关系。
2.【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】根据公式C=Q/U、 、U=Ed,有:U= ,平行板电容器充电后与电源断开,电量Q不变。
A. 将a板向左移动将,d增加,根据U= ,故U增加,θ增大,A不符合题意;
B. 若将a 板向右移动,则d减小,根据U= ,故U减小,θ减小,B符合题意;
C. 若在a、b 板间插入塑料块,根据U= ,故U减小,θ减小,C不符合题意;
D. 若将A板向上移动,S减小,根据U= ,故U增加,θ增大,D符合题意;
故答案为:BD.
【分析】结合选项中的具体措施,利用电容器的决定公式求解电容的变化,再结合公式Q=CU求解电容器内部电场强度和电势的变化,进而分析验电器张角的变化。
3.【答案】A,B
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】A. 电动势是描述电源内部非静电力做功本领的物理量,A符合题意;
B. 由E=w/q可知,电动势越大,则非静电力在电源内部把1C正电荷从负极搬运到正极所做的功越多,B符合题意;
C. 电压与电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,C不符合题意;
D. 电源的电动势是电源本身的物理量决定的,与外电路无关,D不符合题意;
故答案为:AB.
【分析】电源电动势就是电源利用非静电力,把低能电子转化为高能电子,是用来衡量电源转化电能的本领。
4.【答案】A,B,C
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】A. 电动机消耗的电功率为IU,A符合题意;
BD.电动机正常工作时,线圈消耗的热功率为I2R,电动机线圈产生的热量为I2Rt,电动机是非纯电阻电路,欧姆定律不适用,B符合题意,D不符合题意;
C.电动机输出的机械功率为IU-I2R,C符合题意。
故答案为:ABC
【分析】电动机是非纯电阻元件,不能直接利用欧姆定律;结合流过电动机的电流和电阻求解电动机线圈两端的电压,即电动机的发热电压,与输入电压做差即为电动机机械能输出的电压,结合功率公式P=UI求解功率即可。
5.【答案】A,C
【知识点】电流的概念
【解析】【解答】A. 电压U加倍时,由欧姆定律得知,电流加倍,由电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v加倍。A符合题意;
B. 导线长度l加倍,由电阻定律得知,电阻加倍,电流减半,则由电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v减半。B不符合题意;
CD、导线横截面的直径d加倍,截面积变为4倍,由电阻定律得知,电阻变1/4倍,电流变为原来的4倍,根据电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v不变。C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC.
【分析】当导线的横截面积不变时,流过导线的电流加倍,那么电子的速度就会加倍,结合欧姆定律求解;当导线的横截面积变化时,结合电流的微观表达式和欧姆定律分析即可。
6.【答案】B,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】两极板间的电荷量恒定,因为a板和Q板接地,b板和P板相连,所以ab间的电势差和PQ间的电势差相等,根据公式 可知缩小a、b间的距离,电容增大,根据公式 可得 减小,则 也减小,即PQ间的电场强度减小,所以偏角变变小,反之增大ab间的距离,则偏角变大,A不符合题意B符合题意;根据公式 可知取出a、b两极板间的电介质,电容ab减小,根据公式 可得 增大,则 也增大,即PQ间的电场强度增大,所以偏角变大,反之换一块形状大小相同,介电常数更大的电介质,偏小变小,C符合题意D不符合题意;
故答案为:BC
【分析】结合选项中的具体措施,利用电容器的决定公式求解电容的变化,再结合公式Q=CU求解电容器内部电场强度的变化,进而分析小球的变化。
7.【答案】D
【知识点】电场强度和电场线;电势差、电势、电势能
【解析】【解答】电场线的疏密表示电场强度大小,电场线越密,电场强度越大,故 ,沿电场线方向电势降低,故 ,D符合题意.
故答案为:D
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
8.【答案】B
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】由题,电池外电路断开时的路端电压为3V,则电池的电动势E=3V.
当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,电路中电流为I=U/R=2.4/8A=0.3A
电源的内阻:r=(E U)/I=(3 2.4)/0.3Ω=2Ω,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B
【分析】结合题目中给出的两组条件,利用全电路欧姆定律列方程联立求解电动势和内阻即可。
9.【答案】A,D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】当R5的滑动触点向图中a端移动时,R5变小,外电路总电阻变小,则由闭合电路欧姆定律知,总电流I变大,路端电压变小,U变小,根据闭合电路欧姆定律,电路中并联部分电压 变小,则I变小,AD符合题意,BC不符合题意;
故答案为:AD。
【分析】滑动变阻器的划片向a缓慢滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,利用串并联电路中的电流和电压规律,结合欧姆定律分析各支路中的电流和各元件两端电压的变化。
10.【答案】D
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】由电阻定律:R= 可知横截面积越小,长度越大,电阻越大;横截面积越大,长度越短,电阻越小。故电阻最大时,横截面积应该最小,即从左右两端接入,此时电阻为:
R=
解得:ρ=
当从上下两个面接入时电阻最小,此时电阻为:
r= = ,D符合题意,ABC不符合题意
故答案为:D.
【分析】题目条件,利用电阻的决定式R= 求出电阻的电阻率,再结合导体的截面积,利用公式R= 求解电阻的阻值。
11.【答案】C
【知识点】电场强度和电场线;电势差、电势、电势能
【解析】【解答】由运动轨迹可知合力偏向曲线凹面,又因粒子只在电场力作用下运动,电场强度方向应该是电场线上某点的切线方向,所以电荷所受电场力向右.由于是带正电荷的粒子,所以场强方向一定向右.沿着电场线的方向电势降低的.作出a、b点的等势面,接着沿着电场线可判定a点的电势大于b点.
故答案为:C。
【分析】粒子的运动轨迹为曲线,受到的电场力直线圆弧的内部,结合粒子的电性求解出电场力的方向,进而判断出电势的大小。
12.【答案】B
【知识点】欧姆定律;电流的概念
【解析】【解答】当开关S断开时,电路总阻值: ,则干路电流I1=E/R总1,电容的电压 ;
当开关S闭合时,电路总阻值: ,则干路电流I2=E/R总2,电容的电压 ;
由C=Q/U可得:Q1:Q2=U1:U2=3:5,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用欧姆定律求解电容器两端的电压,结合电容器的公式再结合公式Q=CU求解电容器电荷量的多少。
13.【答案】(1)
(2)
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】游标卡尺的固定刻度读数为 ,游标尺上第3个刻度游标读数为 ,所以最终读数为: ;螺旋测微器的固定刻度读数为 ,可动刻度读数为 ,所以最终读数为: 。
【分析】明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可。
明确游标卡尺的读数规则进行读数即可。
14.【答案】串联;2.9×104
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】利用串联电阻可进行分压知:改装成电压表需要串联电阻,串联电阻的阻值为 .
故答案为:串联,2.9×104
【分析】通过串联一个大电阻起分压作用,可以把电流计改装成电压表,利用欧姆定律求解量程即可。
15.【答案】(1)500
(2)
(3)大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由欧姆定律R=U/I可得,未知电阻阻值Rx大约为500Ω;(2)待测电阻较大,接近电压表的内阻,为了减小电压表的分流,所以采用电流表内接法。原理图改进如图所示:

(3) 电流表内接法,电压比待测电阻实际电压偏大,电流等于待测电阻实际电流,根据Rx=U/I,测量值大于真实值。
【分析】(1)结合电流表和电压表的示数,利用欧姆定律求解即可;
(2)电压表内阻比较小,对电流的影响大,电路采用电流表内接法;
(3)电流表内接,使得测得的电压偏大,所以利用欧姆定律测得的电阻偏大。
16.【答案】(1)电流表选A;电压表选C;滑动变阻器选F
(2)
(3)电流表;偏小
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)根据小灯泡规格“2.8V,1.5W”可知,额定电流大小为 ,所以电压表应选C,电流表应选A;由于测定伏安特性曲线实验要求电流从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择全电阻小的变阻器F以方便调节;(2)由于小灯泡电阻较小,满足 ,所以电流表应用外接法,又变阻器应采用分压式接法,电流图如图所示:
;(3)把小灯泡与电压表看做一个整体考虑,根据欧姆定律可知,电流表的读数有误差,由于并联电阻小于任一支路的电阻,所以待测电阻测量值应比真实偏小.
【分析】(1)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;分压滑动变阻器选择小阻值的即可,可以比较灵明的调节电压;
(2)为了能得到比较多的数据,采用分压法,电流表内阻比较大,对电压影响比较大,故采用电流表外接法;
(3)电流表外接,使得测得的电流偏大,根据欧姆定律计算得到的电阻偏小。
17.【答案】因为 , 又因为 , 即E=4+2r,E=5+r所以E=6 V,r=1 Ω
【知识点】电功率和电功
【解析】 【分析】本题利用闭合电路欧姆定律 求解电动势和电源内阻,是常考题。
18.【答案】(1)解:根据Wab=qUab得:
(2)解:匀强电场的场强大小:
(3)解:b、c两点间的电势差:Ubc=Edbccos60°=60×0.12× V=3.6V
【知识点】电势差、电势、电势能;电场力做功
【解析】【分析】(1)求解ab两点间的电势差,利用电荷在ab两点电场力做的功除以电荷量即可;
(2)求解电场强度的大小,利用ab两点间的电势差除以ab的长度即可;
(3)同理,求解bc两点间的电势差,利用公式U=ELcosα 求解即可,其中α是电场与L的夹角。
19.【答案】(1)解:由图像可知,电源电动势E=20V,内阻
(2)解:当P滑到R3右端时,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A

(3)解:当P滑到R3左端时,电路参数对应图乙中的A点,即U外=16V、I总=0.2A

因为R外= +R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300Ω
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【分析】(1)对于U-I图像,图像的斜率为电源内阻,电流为零时的电压为电动势;
(2)利用欧姆定律求解R2的阻值即可;
(3)当滑动变阻器的阻值达到最大时,外部电路的电压最大,结合图像和欧姆定律求解即可。
20.【答案】(1)解:根据题设条件可知,合外力和竖直方向夹角为37°,所以电场力大小为:
Fe=mgtan37°= mg,电场力的方向水平向右.
故电场力为 mg,方向水平向右
(2)解:小球沿竖直方向做匀减速运动,有:vy=v0-gt 沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:
小球上升到最高点的时间 ,此过程小球沿电场方向位移: 电场力做功 W=Fxsx= mv02 故小球上升到最高点的过程中,电势能减少 mv02
(3)解:小球从到Q的运动的时间: ,水平位移:
小球从到Q的过程中,由动能定理得:Fe x=EK mv02
由以上各式得出:EK= mv02
【知识点】带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)对小球进行受力分析,结合小球速度方向与竖直方向的夹角求出小球受到的合力方向,水平竖直正交分解求解电场力的大小;
(2)对小球进行受力分析,利用牛顿第二定律求解小球的加速度,利用运动学公式求解小球上升到的最高位置的距离,再利用恒力做功公式七求解电场力做功;
(3)对小球进行受力分析,利用动能定理求解小球的末动能。
内蒙古第一机械制造(集团)有限公司第一中学2018-2019学年高二上学期物理10月月考试卷
一、多选题
1.(2018高二上·内蒙古月考)以下关于电场强度E 的说法中正确的是:(  )
A.电场中某点的场强方向总与正点电荷在该点所受的电场力方向相同
B.公式E=F/q,只适用于匀强电场,用比值F/q可以计算E的大小
C.公式E=U/d,其中d是匀强电场中任意两点间的距离
D.公式E= ,当r一定时,E与Q成正比,此公式只适用于点电荷
【答案】A,D
【知识点】电场强度和电场线
【解析】【解答】A. 规定正电荷在电场中某点所受的电场力的方向为电场强度的方向。A符合题意;
B. 公式E=F/q是电场强度的定义式,对任意电场都适用,B不符合题意;
C. 公式E=U/d,其中d是匀强电场中任意两点间的距离沿电场方向的投影,C不符合题意;
D. 公式E= 是点电荷的电场强度的计算式,Q是场源电荷,当r一定时,E与Q成正比,该公式适用于点电荷的电场;D符合题意。
故答案为:AD.
【分析】公式E=F/q是电场强度的定义式,并不是决定式,不能通过该公式分析电场强度与哪些因素有关系;E= 是电场的决定式,能通过该公式分析电场强度与哪些因素有关系。
2.(2018高二上·内蒙古月考)一平行板电容器充电后与电源断开,然后再将电容器与静电计相连,如图所示.此时静电计的指针偏角为θ.下列说法正确的是 (  )
A.若将a 板向左移动,则θ角变小
B.若将a 板向右移动,则θ角变小
C.若在a、b 板间插入塑料块,则θ角变大
D.若将a 板向上移动,则θ角变大
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】根据公式C=Q/U、 、U=Ed,有:U= ,平行板电容器充电后与电源断开,电量Q不变。
A. 将a板向左移动将,d增加,根据U= ,故U增加,θ增大,A不符合题意;
B. 若将a 板向右移动,则d减小,根据U= ,故U减小,θ减小,B符合题意;
C. 若在a、b 板间插入塑料块,根据U= ,故U减小,θ减小,C不符合题意;
D. 若将A板向上移动,S减小,根据U= ,故U增加,θ增大,D符合题意;
故答案为:BD.
【分析】结合选项中的具体措施,利用电容器的决定公式求解电容的变化,再结合公式Q=CU求解电容器内部电场强度和电势的变化,进而分析验电器张角的变化。
3.(2018高二上·内蒙古月考)关于电动势下列说法正确的是 (  )
A.电动势是描述电源内部非静电力做功本领的物理量
B.电动势大,说明非静电力在电源内部把1C正电荷从负极搬运到正极所做的功多
C.电动势E的单位与电势差的单位相同,都是伏特,所以电势差就是电动势
D.电源的电动势与外电路结构有关,外电路变化,通常电动势也要变化
【答案】A,B
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】A. 电动势是描述电源内部非静电力做功本领的物理量,A符合题意;
B. 由E=w/q可知,电动势越大,则非静电力在电源内部把1C正电荷从负极搬运到正极所做的功越多,B符合题意;
C. 电压与电动势的单位相同,但物理意义不同,是两个不同的物理量,C不符合题意;
D. 电源的电动势是电源本身的物理量决定的,与外电路无关,D不符合题意;
故答案为:AB.
【分析】电源电动势就是电源利用非静电力,把低能电子转化为高能电子,是用来衡量电源转化电能的本领。
4.(2018高二上·内蒙古月考)电动机的线圈电阻值为R ,电动机正常工作时,两端的电压为U ,通过电流强度为I,通电时间为t,则下述说法中正确的是 (  )
A.电动机消耗的电功率为IU B.电动机消耗的热功率为 I 2R
C.电动机机械功率是IU-I2R D.电动机线圈产生的热量为
【答案】A,B,C
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】A. 电动机消耗的电功率为IU,A符合题意;
BD.电动机正常工作时,线圈消耗的热功率为I2R,电动机线圈产生的热量为I2Rt,电动机是非纯电阻电路,欧姆定律不适用,B符合题意,D不符合题意;
C.电动机输出的机械功率为IU-I2R,C符合题意。
故答案为:ABC
【分析】电动机是非纯电阻元件,不能直接利用欧姆定律;结合流过电动机的电流和电阻求解电动机线圈两端的电压,即电动机的发热电压,与输入电压做差即为电动机机械能输出的电压,结合功率公式P=UI求解功率即可。
5.(2018高二上·内蒙古月考)截面直径为d、长为L的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向移动平均速率的影响,下列说法正确的是(  )
A.电压U加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
B.导线长度L加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
C.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率不变
D.导线截面直径d加倍时,自由电子定向移动的平均速率加倍
【答案】A,C
【知识点】电流的概念
【解析】【解答】A. 电压U加倍时,由欧姆定律得知,电流加倍,由电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v加倍。A符合题意;
B. 导线长度l加倍,由电阻定律得知,电阻加倍,电流减半,则由电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v减半。B不符合题意;
CD、导线横截面的直径d加倍,截面积变为4倍,由电阻定律得知,电阻变1/4倍,电流变为原来的4倍,根据电流的微观表达式I=nevS得知,自由电子定向运动的平均速率v不变。C符合题意,D不符合题意。
故答案为:AC.
【分析】当导线的横截面积不变时,流过导线的电流加倍,那么电子的速度就会加倍,结合欧姆定律求解;当导线的横截面积变化时,结合电流的微观表达式和欧姆定律分析即可。
6.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,C为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板;a板接地;P和Q为两竖直放置的平行金属板,在两板间用绝缘线悬挂一带电小球;P板与b板用导线相连,Q板接地.开始时悬线静止在竖直方向,在b板带电后,悬线偏转了角度α.在以下方法中,能使悬线的偏角α变大的是(  )
A.缩小a、b间的距离
B.加大a、b间的距离
C.取出a、b两极板间的电介质
D.换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质
【答案】B,C
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】两极板间的电荷量恒定,因为a板和Q板接地,b板和P板相连,所以ab间的电势差和PQ间的电势差相等,根据公式 可知缩小a、b间的距离,电容增大,根据公式 可得 减小,则 也减小,即PQ间的电场强度减小,所以偏角变变小,反之增大ab间的距离,则偏角变大,A不符合题意B符合题意;根据公式 可知取出a、b两极板间的电介质,电容ab减小,根据公式 可得 增大,则 也增大,即PQ间的电场强度增大,所以偏角变大,反之换一块形状大小相同,介电常数更大的电介质,偏小变小,C符合题意D不符合题意;
故答案为:BC
【分析】结合选项中的具体措施,利用电容器的决定公式求解电容的变化,再结合公式Q=CU求解电容器内部电场强度的变化,进而分析小球的变化。
二、单选题
7.(2018高二上·内蒙古月考)有一电场的电场线如右图所示,场中A、B两点的电场强度大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示,则(  )
A.EA>EB,φA>φB B.EA>EB,φA<φB
C.EAφB D.EA【答案】D
【知识点】电场强度和电场线;电势差、电势、电势能
【解析】【解答】电场线的疏密表示电场强度大小,电场线越密,电场强度越大,故 ,沿电场线方向电势降低,故 ,D符合题意.
故答案为:D
【分析】结合题目中给出的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
8.(2018高二上·内蒙古月考)一电池外电路断开时的路端电压为3V ,接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V , 则可以判定电池的电动势E 和内电阻r 为(  )
A.2.4V,1Ω B.3V,2Ω C.2.4V,2Ω D.3V,1Ω
【答案】B
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】由题,电池外电路断开时的路端电压为3V,则电池的电动势E=3V.
当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V,电路中电流为I=U/R=2.4/8A=0.3A
电源的内阻:r=(E U)/I=(3 2.4)/0.3Ω=2Ω,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B
【分析】结合题目中给出的两组条件,利用全电路欧姆定律列方程联立求解电动势和内阻即可。
9.(2018高二上·内蒙古月考)在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E、内阻为r.设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触点向图中的a端移动时(  )
A.I变小 B.I变大 C.U变大 D.U变小
【答案】A,D
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】当R5的滑动触点向图中a端移动时,R5变小,外电路总电阻变小,则由闭合电路欧姆定律知,总电流I变大,路端电压变小,U变小,根据闭合电路欧姆定律,电路中并联部分电压 变小,则I变小,AD符合题意,BC不符合题意;
故答案为:AD。
【分析】滑动变阻器的划片向a缓慢滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,利用串并联电路中的电流和电压规律,结合欧姆定律分析各支路中的电流和各元件两端电压的变化。
10.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,一段长为a,宽为b,高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路中时,最大的电阻为R,则最小的电阻为(  )
A.R B. C. D.
【答案】D
【知识点】电阻定律
【解析】【解答】由电阻定律:R= 可知横截面积越小,长度越大,电阻越大;横截面积越大,长度越短,电阻越小。故电阻最大时,横截面积应该最小,即从左右两端接入,此时电阻为:
R=
解得:ρ=
当从上下两个面接入时电阻最小,此时电阻为:
r= = ,D符合题意,ABC不符合题意
故答案为:D.
【分析】题目条件,利用电阻的决定式R= 求出电阻的电阻率,再结合导体的截面积,利用公式R= 求解电阻的阻值。
11.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图中的虚线所示,a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa,b点电势为φb,则(  )
A.场强方向一定向左,且电势φa>φb
B.场强方向一定向左,且电势φa<φb
C.场强方向一定向右,且电势φa>φb
D.场强方向一定向右,且电势φa<φb
【答案】C
【知识点】电场强度和电场线;电势差、电势、电势能
【解析】【解答】由运动轨迹可知合力偏向曲线凹面,又因粒子只在电场力作用下运动,电场强度方向应该是电场线上某点的切线方向,所以电荷所受电场力向右.由于是带正电荷的粒子,所以场强方向一定向右.沿着电场线的方向电势降低的.作出a、b点的等势面,接着沿着电场线可判定a点的电势大于b点.
故答案为:C。
【分析】粒子的运动轨迹为曲线,受到的电场力直线圆弧的内部,结合粒子的电性求解出电场力的方向,进而判断出电势的大小。
12.(2018高二上·内蒙古月考)阻值相等的四个电阻,电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为 ;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 . 与 的比值为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】欧姆定律;电流的概念
【解析】【解答】当开关S断开时,电路总阻值: ,则干路电流I1=E/R总1,电容的电压 ;
当开关S闭合时,电路总阻值: ,则干路电流I2=E/R总2,电容的电压 ;
由C=Q/U可得:Q1:Q2=U1:U2=3:5,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用欧姆定律求解电容器两端的电压,结合电容器的公式再结合公式Q=CU求解电容器电荷量的多少。
三、填空题
13.(2018高二上·内蒙古月考)
(1)用20分度的游标卡尺测得某小球的直径如下图所示,则小球的直径为d=   mm。
(2)用螺旋测微器测金属导线的直径,其示数如下图所示,该金属导线的直径为   mm。
【答案】(1)
(2)
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】游标卡尺的固定刻度读数为 ,游标尺上第3个刻度游标读数为 ,所以最终读数为: ;螺旋测微器的固定刻度读数为 ,可动刻度读数为 ,所以最终读数为: 。
【分析】明确螺旋测微器每一个小格代表的数值,并且在最后的读数时注意估读即可。
明确游标卡尺的读数规则进行读数即可。
14.(2018高二上·内蒙古月考)把电流表改装成电压表的实验中,已知电流表的量程为100μA,内阻为1000Ω,要把它改装成量程为0-3V的电压表,则改装的方法中是给电流表   (填“串联”或“并联”)一个阻值为   Ω的电阻。
【答案】串联;2.9×104
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】利用串联电阻可进行分压知:改装成电压表需要串联电阻,串联电阻的阻值为 .
故答案为:串联,2.9×104
【分析】通过串联一个大电阻起分压作用,可以把电流计改装成电压表,利用欧姆定律求解量程即可。
四、实验题
15.(2018高二上·内蒙古月考)某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值,给定器材及规格为:
电流表A(量程为0~5mA.内阻约为10Ω);
电压表V (量程为0~3V.内阻约为3kΩ);
最大阻值约为10Ω的滑动变阻器;
电源E(电动势约3V);
开关S、导线若干。
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图电路试测,读得电压表示数大约为2.0V.电流表示数大约为4.0mA,则未知电阻阻值Rx大约为   Ω;
(2)经分析,该电路测量误差较大,需要作改进。请在方框内画出改进后的测量原理图;
(3)用改进后的电路进行测量,其测量值   (填“等于”、“小于”、“大于”)真实值。
【答案】(1)500
(2)
(3)大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)由欧姆定律R=U/I可得,未知电阻阻值Rx大约为500Ω;(2)待测电阻较大,接近电压表的内阻,为了减小电压表的分流,所以采用电流表内接法。原理图改进如图所示:

(3) 电流表内接法,电压比待测电阻实际电压偏大,电流等于待测电阻实际电流,根据Rx=U/I,测量值大于真实值。
【分析】(1)结合电流表和电压表的示数,利用欧姆定律求解即可;
(2)电压表内阻比较小,对电流的影响大,电路采用电流表内接法;
(3)电流表内接,使得测得的电压偏大,所以利用欧姆定律测得的电阻偏大。
16.(2018高二上·内蒙古月考)某同学要测绘规格为“2.8V 1.5W”的小灯泡的I-U曲线.除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表(量程0.6A,内阻约为1Ω)
B.电流表(量程3.0A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表(量程3.0V,内阻约为5kΩ)
D.电压表(量程15.0V,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为200Ω,额定电流100mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1.0A)
G.电源(电动势为3.0V,内阻约为0.2Ω)
(1)实验中所用的电流表应选   ;电压表应选   ;滑动变阻器应选   .(填器材前面的字母)
(2)为使实验误差尽可能小,请你设计实验电路图,并画在方框中.
(3)由于电表具有一定的内阻,本实验中,   (填“电流表”或“电压表”)的读数有误差,若测量小灯泡的电阻,则测量值比真实值   (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)电流表选A;电压表选C;滑动变阻器选F
(2)
(3)电流表;偏小
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线
【解析】【解答】(1)根据小灯泡规格“2.8V,1.5W”可知,额定电流大小为 ,所以电压表应选C,电流表应选A;由于测定伏安特性曲线实验要求电流从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择全电阻小的变阻器F以方便调节;(2)由于小灯泡电阻较小,满足 ,所以电流表应用外接法,又变阻器应采用分压式接法,电流图如图所示:
;(3)把小灯泡与电压表看做一个整体考虑,根据欧姆定律可知,电流表的读数有误差,由于并联电阻小于任一支路的电阻,所以待测电阻测量值应比真实偏小.
【分析】(1)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;分压滑动变阻器选择小阻值的即可,可以比较灵明的调节电压;
(2)为了能得到比较多的数据,采用分压法,电流表内阻比较大,对电压影响比较大,故采用电流表外接法;
(3)电流表外接,使得测得的电流偏大,根据欧姆定律计算得到的电阻偏小。
五、解答题
17.如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R1=2 Ω时,电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为R2=5 Ω时,电压表读数为U2=5 V.求:电源的电动势E和内阻r。
【答案】因为 , 又因为 , 即E=4+2r,E=5+r所以E=6 V,r=1 Ω
【知识点】电功率和电功
【解析】 【分析】本题利用闭合电路欧姆定律 求解电动势和电源内阻,是常考题。
18.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,在匀强电场中有a、b、c三点,a、b相距 5cm,b、c相距12cm.将一个带电荷量为4×10﹣8C 的电荷从a点移到b点时,电场力做功为1.2×10﹣7 J.
(1)a、b两点间电势差为多少
(2)匀强电场的场强大小E
(3)b、c两点间电势差为多少.
【答案】(1)解:根据Wab=qUab得:
(2)解:匀强电场的场强大小:
(3)解:b、c两点间的电势差:Ubc=Edbccos60°=60×0.12× V=3.6V
【知识点】电势差、电势、电势能;电场力做功
【解析】【分析】(1)求解ab两点间的电势差,利用电荷在ab两点电场力做的功除以电荷量即可;
(2)求解电场强度的大小,利用ab两点间的电势差除以ab的长度即可;
(3)同理,求解bc两点间的电势差,利用公式U=ELcosα 求解即可,其中α是电场与L的夹角。
19.(2019高二下·铁力月考)在如图所示的电路中, 、 均为定值电阻,且 , 阻值未知, 是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的.
求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻 的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值.
【答案】(1)解:由图像可知,电源电动势E=20V,内阻
(2)解:当P滑到R3右端时,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A

(3)解:当P滑到R3左端时,电路参数对应图乙中的A点,即U外=16V、I总=0.2A

因为R外= +R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300Ω
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【分析】(1)对于U-I图像,图像的斜率为电源内阻,电流为零时的电压为电动势;
(2)利用欧姆定律求解R2的阻值即可;
(3)当滑动变阻器的阻值达到最大时,外部电路的电压最大,结合图像和欧姆定律求解即可。
20.(2018高二上·内蒙古月考)如图所示,真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度方向与竖直方向夹角恒为37°(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)。若将该小球从电场中某点P以初速度v0竖直向上抛出,重力加速度为g,求:
(1)小球受到的电场力的大小
(2)小球从抛出至最高点的过程中,电势能的变化量
(3)小球从P点抛出后,再次落回到与P点在同一水平面的某点Q时,小球的动能
【答案】(1)解:根据题设条件可知,合外力和竖直方向夹角为37°,所以电场力大小为:
Fe=mgtan37°= mg,电场力的方向水平向右.
故电场力为 mg,方向水平向右
(2)解:小球沿竖直方向做匀减速运动,有:vy=v0-gt 沿水平方向做初速度为0的匀加速运动,加速度为a:
小球上升到最高点的时间 ,此过程小球沿电场方向位移: 电场力做功 W=Fxsx= mv02 故小球上升到最高点的过程中,电势能减少 mv02
(3)解:小球从到Q的运动的时间: ,水平位移:
小球从到Q的过程中,由动能定理得:Fe x=EK mv02
由以上各式得出:EK= mv02
【知识点】带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】(1)对小球进行受力分析,结合小球速度方向与竖直方向的夹角求出小球受到的合力方向,水平竖直正交分解求解电场力的大小;
(2)对小球进行受力分析,利用牛顿第二定律求解小球的加速度,利用运动学公式求解小球上升到的最高位置的距离,再利用恒力做功公式七求解电场力做功;
(3)对小球进行受力分析,利用动能定理求解小球的末动能。

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