2016-2017学年江苏省盐城市射阳二中高二上学期期中物理试卷（选修）
一、单选题
1．（2016高二上·射阳期中）近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”，交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻．以下关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间的关系的图象，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】解：A、B由传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，得到 =kC，k为比例系数，根据闭合电路欧姆得
I= = ，可见电流与C是非线性关系，图象是曲线，故AB错误．
C、D将上式变形得 = ，可见 与 是线性关系，而且是增函数，故C正确，D错误．
故选C
【分析】由传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，得到 =kC，k为比例系数，根据闭合电路欧姆得出电流的表达式，根据数学知识分析电流与C是线性关系还是非线性关系．应用数学变形得出电流的倒数与C的关系，分析 与C是线性关系还是非线性关系，再选择图象．
2．（2016高二上·射阳期中）关于磁感线的说法不正确的是（ ）
A．磁感线可以用来表示磁场的强弱和磁场的方向
B．磁感线是闭合曲线
C．磁感线从条形磁铁的N极出发，终止于S极
D．磁通量表示穿过垂直于磁场中某个面的磁感线的条数
【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】解：A、磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向．故A正确，但不选；
B、磁感线是闭合曲线，故B正确，但不选；
C、磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极，故C不正确；
D、磁通量可形象描述穿过垂直某个面积的磁感线的条数，故D正确，但不选；
故选：C
【分析】磁感线是描述磁场分布而假想的；磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极；磁通量可形象描述穿过磁感线的条数．
3．（2016高二上·射阳期中）如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为（ ）
A．质量小，重力可以忽略不计
B．受到棋盘对它向上的摩擦力
C．棋盘对它的吸引力与重力平衡
D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】解：A、物体质量小而重力小时，若没有其他阻力存在，仍会向下运动，故A错误．
B、棋子没有支撑物还不下落，很明显是由于跟棋盘接触而同时由于两者材料的特点而产生吸力互相挤压，使得两者的摩擦力较大，从而不会向下落，故B正确．
C、吸引力和重力不共线，不是平衡力，故C错误．
D、棋子不下落的原因不是空气对它的浮力，也不是受到棋盘的吸引，而是由于最大静摩擦力大于重力，故D错误．
故选：B．
【分析】首先对棋子进行受力分析，根据棋子的运动状态，结合二力平衡的条件可知棋子不会掉下来的原因．
4．（2016高二上·射阳期中）关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是（ ）
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
【答案】D
【知识点】安培力；左手定则
【解析】【解答】解：根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面．但磁感线不一定垂直于电流，故只有D正确，ABC均错误；
故选：D
【分析】左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．根据左手定则的内容判断安培力的方向．
5．（2017高二上·全椒期末）如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】解：当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，并联部分的电阻增大，外电路的电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律得知，总电流I减小，路端电压增大，则电压表示数变大．并联部分的电压U并=E﹣I（R1+r），I减小，其他量不变，可见，U并增大，通过R2的电流I2增大，流过电流表的电流IA=I﹣I2，I减小，I2增大，IA减小，则电流表示数变小．所以电压表示数变大，电流表示数变小．
故选A
【分析】电压表测量路端电压．当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，分析变阻器接入电路的电阻如何变化，确定外电路总电阻的变化，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，判断电压表示数的变化．由欧姆定律判断并联部分电压的变化，确定通过R2的电流如何变化，由总电流和通过通过R2电流的变化分析电流表示数的变化．
6．（2015高二上·温州期中）一段长0.2m、通有2.5A电流的直导线，在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是（ ）
A．如果B=2 T，F一定是1 N
B．如果F=0，B也一定为零
C．如果B=4 T，F有可能是l N
D．如果F有最大值，通电导线一定与B平行
【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：长度为0.2m的通电直导线，若放置于匀强磁场的磁感应强度中，通入电流为2.5A，
A、如果B=2T，当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×2.5×0.2N=1N．若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N，故A错误；
B、如果F=0，直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；
C、如果B=4 T，若垂直放置时，则安培力大小为F=BIL=4×2.5×0.2N=2N．因此F有可能是1N，故C正确；
D、如果F有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误，
故选C
【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BILsinθ求出安培力大小，当夹角为零时没有安培力； 当夹角为90°时，安培力最大； 则安培力在最大值与零之间．学会运用F=BIL计算安培力的大小，注意公式成立的条件是B与I相互垂直．若不垂直则可将磁感应强度沿直导线与垂直导线两方向进行分解，则平行的没有安培力，垂直的安培力可用F=BIL计算安培力的大小．
二、多项选择题
7．（2016高二上·射阳期中）如图所示，外电路接一个滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，电源消耗的总电功用W1表示，滑动变阻器消耗的总电功用W2表示，流过电源的电荷量用q表示．则关于W1﹣q的图象和W2﹣q的图象，与下面图象最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：A、B，根据电动势的定义式E= ，得到电源消耗的总电功W1=qE，E是电源的电动势，不变，则W1与q成正比，W1﹣q的图象为过原点的倾斜直线．故A正确，B错误．
C、D，滑动变阻器消耗的总电功用W2=qU，U是变阻器的电压，得到U= ，U等于W2﹣q图象上的点与原点连线的斜率K大小，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，U增大，斜率K增大，故C正确，D错误．
故选AC
【分析】根据电动势的定义E= ，判断电源消耗的总电功与流过电源的电荷量的关系．电流通过导体做功，实质上是电场力对电荷做功，根据W=qU公式，并利用图线上的点与原点连线的斜率判断W2如何变化．
8．（2016高二上·益阳期中）在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断中，正确的是（ ）
A．灯泡L1的电阻为12Ω
B．通过灯泡L1的电流为L2的电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.30W
【答案】A,C,D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】解：A、C、当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图2读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1= = Ω=12Ω，功率P1=U1I1=0.75W，故A、C正确；
B、D、灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，则I1=1.25I2，灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W，故B错误，D正确；
故选：ACD．
【分析】当开关闭合后，灯泡L1的电压等于3V，由图读出其电流I，由欧姆定律求出电阻，并求出其电功率．灯泡L2、L3串联，电压等于1.5V，由图读出电流，求出电功率．
9．（2016高二上·射阳期中）一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为
B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU﹣I2R
D．电动机的功率可写作IU=I2R=
【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：
A、电动机的总功率为 P=UI，由于它工作时其电路是非纯电阻电路，故I≠ ，故P≠ ，故A错误；
B、电动机的发热功率，根据焦耳定律，可得 P热=I2R．故B正确．
C、电动机的输出功率P出=P﹣P热=UI﹣I2R．故C正确．
D、因为P＞P热，即UI＞I2R，U＞IR，欧姆定律不适用．故UI≠I2R、 ，故D错误．
故选：BC．
【分析】电动机工作时，输入功率P=UI，内部发热的功率为P热=I2R，输出功率P出=P﹣P热．
10．（2017·红桥模拟）如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）
A．适当增大电流 B．使电流反向并适当减小
C．保持电流I不变，适当增大B D．使电流I反向，适当减小
【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场；
故选：AC．
【分析】当ab通以如图所示的电流I时，导线所受安培力方向向上，悬线张力不为零，要使悬线张力为零，安培力方向要向上，再根据左手定则判断．
三、填空题
11．（2016高二上·射阳期中）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
（A）电压表V：0﹣3﹣15V；
（B）电流表A：0﹣0.6﹣3A；
（C）变阻器R1（总电阻20Ω）；
（D）变阻器R2（总电阻100Ω）；以及电键S和导线若干．
（1）你觉得应该选择上面给出的变阻器中总电阻为 Ω的变阻器．
（2）如图所示的U﹣I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线．
（3）由图线求得r= Ω．
【答案】（1）20
（2）解：利用描点法可正确画出图象，注意让直线尽量多的穿过点，不能穿过的均匀分布在直线的两侧，具体图象如下所示：
（3）0.52
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解：（1）由于电源内阻一般较小，因此选择变阻器R1（总电阻20Ω）足够，若选择变阻器R2（总电阻100Ω），阻值太大，不便于条件．故答案为：20．（3）根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，U=E﹣Ir，因此在U﹣I图线中，图象的斜率表示电源的内阻，有图象可知： ，在范围0.50～0.55内皆可．故答案为：0.52．
【分析】（1）选择滑动变阻器要从安全、方便调节、有利于减小误差的角度进行．（2）利用描点法可正确画出图象，注意让直线尽量多的穿过点，不能穿过的均匀分布在直线的两侧．（3）根据闭合电路欧姆定律结合数学知识可知，该图象的斜率表示内阻的大小．
12．（2016高二上·射阳期中）某同学测量一只未知阻值的电阻．
（1）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图（甲）所示．请你读出其阻值大小为 ．为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着测量前应该应该完成下列步骤中的
A．换“×1”档再机械调零；
B．换“×1”档再欧姆调零；
C．换“×100”档再机械调零；
D．换“×100”档再欧姆调零
（2）若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图（乙）所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，变阻器阻值为50Ω．图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，测量电路应该采用安培表 接法；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用 接法．
（3）请你在图（乙）完成其余的连线．
【答案】（1）1000Ω；D
（2）内；分压
（3）解：连接实验电路如下：
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解：（1）所测电阻的阻值为：100×10=1000Ω；
从刻度盘读数看，该同学所选欧姆档倍率过小，误差较大，为使测量结果更准确应该选倍率更大的档位测量，选档后需重新进行欧姆调零，故选：D．（2）被测电阻约1000Ω，与电压表内阻较为接近，属于大电阻，故应采用电流表内接法；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用分压接法；
【分析】欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表的读数；用欧姆表测电阻时要选择合适的档位，使指针指在表盘中央刻度线附近，使用欧姆表测电阻时，换挡要重新进行欧姆调零；伏安测电阻时若R＞ 采用电流表内接，反之采用电流表外接；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用分压接法．
四、计算题
13．（2016高二上·射阳期中）如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：
（1）电源的电动势E和内阻r；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
【答案】（1）解：由闭合电路欧姆定律得：
E=U1+ r，代入得：E=4+ r=4+2r…①
E=U2+ r，代入得：E=5+ r=5+r…②
联立上式并代入数据解得：E=6V，r=1Ω
即电源电动势为6V，内阻为1Ω
（2）解：电源的输出功率表达式为：P=I2R= R
将上式变形为：P=
根据数学知识知：因为R =r2，所以R= ，即 R=r=1Ω时，P有最大值为：
Pm= = W=9W
【知识点】电功率和电功；欧姆定律
【解析】【分析】（1）运用闭合电路欧姆定律，分别研究电阻为R1和R2的情况，列出含有电动势和内阻的方程组求解．（2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，再求解Pm．
14．（2016高二上·射阳期中）如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L正常发光，内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机也恰能正常工作，求
（1）电路中的电流；
（2）电动机的额定工作电压；
（3）电动机的输出功率．
【答案】（1）解：灯泡的额定电流即为电路中的电流
（2）解：电动机的额定工作电压
代入数据：U=20﹣3﹣1.5×（1+4）
得U=9.5V
（3）解：电动机的输出功率
代入数据：
得
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】由电路图可知，灯泡、电阻、电动机串联接入电路，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等；（1）灯泡正常发光，由电功率的变形公式可以求出灯泡的额定电流，即电路电流．（2）由串联电路特点可以求出电动机额定电压，（3）由功率公式可以求出电动机的输入功率与热功率，然后求出电动机的输出功率．
15．（2016高二上·射阳期中）有一个圆形线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，
（1）为使通过此线框的磁通量最大，线框应如何放置？磁通量的最大值是多少？
（2）为使通过此线框的磁通量最小，线框应如何放置，磁通量的最小值是多少？
【答案】（1）解：根据Φ=BSsinθ可知，为使通过此线框的磁通量最大，线框应垂直于磁场方向，其最大值为BS
（2）解：要使磁通量最小，则应平行放置，最小值为零
【知识点】磁通量
【解析】【分析】明确磁通量的定义式Φ=BSsinθ，知道θ为磁场和线圈平面的夹角，从而明确何时磁通量最大，何时磁通量最小．
16．（2016高二上·射阳期中）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？
（2）安培力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）
【答案】（1）解：由题设条件，炮弹水平方向受恒定磁场力作用，由动能定理有：
FB S= mvm2﹣0
又安培力大小为 FB=BIL
即得：BILS= mvm2，
则得：B= = =55T
（2）解：由题知，当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，则：
Pm=BIL vm=55×10×2×104W=1.1×107W
【知识点】动能定理的综合应用；安培力；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）金属杆受到安培力作用，做加速运动，使弹体获得了速度，根据动能定理和安培力公式求解匀强磁场的磁感应强度．（2）当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，由公式P=Fv求解．
2016-2017学年江苏省盐城市射阳二中高二上学期期中物理试卷（选修）
一、单选题
1．（2016高二上·射阳期中）近年来，酒驾几乎成为一种“社会公害”，交警用来检测酒驾的酒精测试仪的工作原理如图所示，其中P是半导体型酒精气体传感器，该传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，R0为定值电阻．以下关于电流表的示数I与酒精气体浓度C之间的关系的图象，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2016高二上·射阳期中）关于磁感线的说法不正确的是（ ）
A．磁感线可以用来表示磁场的强弱和磁场的方向
B．磁感线是闭合曲线
C．磁感线从条形磁铁的N极出发，终止于S极
D．磁通量表示穿过垂直于磁场中某个面的磁感线的条数
3．（2016高二上·射阳期中）如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来．原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的．棋子不会掉落是因为（ ）
A．质量小，重力可以忽略不计
B．受到棋盘对它向上的摩擦力
C．棋盘对它的吸引力与重力平衡
D．它一方面受到棋盘的吸引，另一方面受到空气的浮力
4．（2016高二上·射阳期中）关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是（ ）
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
5．（2017高二上·全椒期末）如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数变小
6．（2015高二上·温州期中）一段长0.2m、通有2.5A电流的直导线，在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是（ ）
A．如果B=2 T，F一定是1 N
B．如果F=0，B也一定为零
C．如果B=4 T，F有可能是l N
D．如果F有最大值，通电导线一定与B平行
二、多项选择题
7．（2016高二上·射阳期中）如图所示，外电路接一个滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，电源消耗的总电功用W1表示，滑动变阻器消耗的总电功用W2表示，流过电源的电荷量用q表示．则关于W1﹣q的图象和W2﹣q的图象，与下面图象最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2016高二上·益阳期中）在如图1所示的电路中，电源电动势为3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的判断中，正确的是（ ）
A．灯泡L1的电阻为12Ω
B．通过灯泡L1的电流为L2的电流的2倍
C．灯泡L1消耗的电功率为0.75W
D．灯泡L2消耗的电功率为0.30W
9．（2016高二上·射阳期中）一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它工作时，下述说法中正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为
B．电动机的发热功率为I2R
C．电动机的输出功率为IU﹣I2R
D．电动机的功率可写作IU=I2R=
10．（2017·红桥模拟）如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）
A．适当增大电流 B．使电流反向并适当减小
C．保持电流I不变，适当增大B D．使电流I反向，适当减小
三、填空题
11．（2016高二上·射阳期中）用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
（A）电压表V：0﹣3﹣15V；
（B）电流表A：0﹣0.6﹣3A；
（C）变阻器R1（总电阻20Ω）；
（D）变阻器R2（总电阻100Ω）；以及电键S和导线若干．
（1）你觉得应该选择上面给出的变阻器中总电阻为 Ω的变阻器．
（2）如图所示的U﹣I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线．
（3）由图线求得r= Ω．
12．（2016高二上·射阳期中）某同学测量一只未知阻值的电阻．
（1）他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图（甲）所示．请你读出其阻值大小为 ．为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着测量前应该应该完成下列步骤中的
A．换“×1”档再机械调零；
B．换“×1”档再欧姆调零；
C．换“×100”档再机械调零；
D．换“×100”档再欧姆调零
（2）若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图（乙）所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，变阻器阻值为50Ω．图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，测量电路应该采用安培表 接法；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用 接法．
（3）请你在图（乙）完成其余的连线．
四、计算题
13．（2016高二上·射阳期中）如图所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：
（1）电源的电动势E和内阻r；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？
14．（2016高二上·射阳期中）如图所示，已知电源电动势E=20V，内阻r=1Ω，当接入固定电阻R=4Ω时，电路中标有“3V 4.5W”的灯泡L正常发光，内阻r′=0.5Ω的小型直流电动机也恰能正常工作，求
（1）电路中的电流；
（2）电动机的额定工作电压；
（3）电动机的输出功率．
15．（2016高二上·射阳期中）有一个圆形线框面积为S，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，
（1）为使通过此线框的磁通量最大，线框应如何放置？磁通量的最大值是多少？
（2）为使通过此线框的磁通量最小，线框应如何放置，磁通量的最小值是多少？
16．（2016高二上·射阳期中）电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？
（2）安培力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】传感器
【解析】【解答】解：A、B由传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，得到 =kC，k为比例系数，根据闭合电路欧姆得
I= = ，可见电流与C是非线性关系，图象是曲线，故AB错误．
C、D将上式变形得 = ，可见 与 是线性关系，而且是增函数，故C正确，D错误．
故选C
【分析】由传感器的电阻r′的倒数与酒精气体的浓度C成正比，得到 =kC，k为比例系数，根据闭合电路欧姆得出电流的表达式，根据数学知识分析电流与C是线性关系还是非线性关系．应用数学变形得出电流的倒数与C的关系，分析 与C是线性关系还是非线性关系，再选择图象．
2．【答案】C
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】解：A、磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向．故A正确，但不选；
B、磁感线是闭合曲线，故B正确，但不选；
C、磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极，故C不正确；
D、磁通量可形象描述穿过垂直某个面积的磁感线的条数，故D正确，但不选；
故选：C
【分析】磁感线是描述磁场分布而假想的；磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线某点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，而内部是从S极到N极；磁通量可形象描述穿过磁感线的条数．
3．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】解：A、物体质量小而重力小时，若没有其他阻力存在，仍会向下运动，故A错误．
B、棋子没有支撑物还不下落，很明显是由于跟棋盘接触而同时由于两者材料的特点而产生吸力互相挤压，使得两者的摩擦力较大，从而不会向下落，故B正确．
C、吸引力和重力不共线，不是平衡力，故C错误．
D、棋子不下落的原因不是空气对它的浮力，也不是受到棋盘的吸引，而是由于最大静摩擦力大于重力，故D错误．
故选：B．
【分析】首先对棋子进行受力分析，根据棋子的运动状态，结合二力平衡的条件可知棋子不会掉下来的原因．
4．【答案】D
【知识点】安培力；左手定则
【解析】【解答】解：根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面．但磁感线不一定垂直于电流，故只有D正确，ABC均错误；
故选：D
【分析】左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．根据左手定则的内容判断安培力的方向．
5．【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】解：当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，并联部分的电阻增大，外电路的电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律得知，总电流I减小，路端电压增大，则电压表示数变大．并联部分的电压U并=E﹣I（R1+r），I减小，其他量不变，可见，U并增大，通过R2的电流I2增大，流过电流表的电流IA=I﹣I2，I减小，I2增大，IA减小，则电流表示数变小．所以电压表示数变大，电流表示数变小．
故选A
【分析】电压表测量路端电压．当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，分析变阻器接入电路的电阻如何变化，确定外电路总电阻的变化，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，判断电压表示数的变化．由欧姆定律判断并联部分电压的变化，确定通过R2的电流如何变化，由总电流和通过通过R2电流的变化分析电流表示数的变化．
6．【答案】C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：长度为0.2m的通电直导线，若放置于匀强磁场的磁感应强度中，通入电流为2.5A，
A、如果B=2T，当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为F=BIL=2×2.5×0.2N=1N．若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N，故A错误；
B、如果F=0，直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；
C、如果B=4 T，若垂直放置时，则安培力大小为F=BIL=4×2.5×0.2N=2N．因此F有可能是1N，故C正确；
D、如果F有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误，
故选C
【分析】通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BILsinθ求出安培力大小，当夹角为零时没有安培力； 当夹角为90°时，安培力最大； 则安培力在最大值与零之间．学会运用F=BIL计算安培力的大小，注意公式成立的条件是B与I相互垂直．若不垂直则可将磁感应强度沿直导线与垂直导线两方向进行分解，则平行的没有安培力，垂直的安培力可用F=BIL计算安培力的大小．
7．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：A、B，根据电动势的定义式E= ，得到电源消耗的总电功W1=qE，E是电源的电动势，不变，则W1与q成正比，W1﹣q的图象为过原点的倾斜直线．故A正确，B错误．
C、D，滑动变阻器消耗的总电功用W2=qU，U是变阻器的电压，得到U= ，U等于W2﹣q图象上的点与原点连线的斜率K大小，当滑动变阻器的滑片P由A向B滑动时，U增大，斜率K增大，故C正确，D错误．
故选AC
【分析】根据电动势的定义E= ，判断电源消耗的总电功与流过电源的电荷量的关系．电流通过导体做功，实质上是电场力对电荷做功，根据W=qU公式，并利用图线上的点与原点连线的斜率判断W2如何变化．
8．【答案】A,C,D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】解：A、C、当开关闭合后，灯泡L1的电压U1=3V，由图2读出其电流I1=0.25A，则灯泡L1的电阻R1= = Ω=12Ω，功率P1=U1I1=0.75W，故A、C正确；
B、D、灯泡L2、L3串联，电压U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A，则I1=1.25I2，灯泡L2、L3的功率均为P=UI=1.5V×0.20A=0.30W，故B错误，D正确；
故选：ACD．
【分析】当开关闭合后，灯泡L1的电压等于3V，由图读出其电流I，由欧姆定律求出电阻，并求出其电功率．灯泡L2、L3串联，电压等于1.5V，由图读出电流，求出电功率．
9．【答案】B,C
【知识点】电功率和电功
【解析】【解答】解：
A、电动机的总功率为 P=UI，由于它工作时其电路是非纯电阻电路，故I≠ ，故P≠ ，故A错误；
B、电动机的发热功率，根据焦耳定律，可得 P热=I2R．故B正确．
C、电动机的输出功率P出=P﹣P热=UI﹣I2R．故C正确．
D、因为P＞P热，即UI＞I2R，U＞IR，欧姆定律不适用．故UI≠I2R、 ，故D错误．
故选：BC．
【分析】电动机工作时，输入功率P=UI，内部发热的功率为P热=I2R，输出功率P出=P﹣P热．
10．【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】解：棒处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，则安培力必须增加．所以适当增加电流强度，或增大磁场；
故选：AC．
【分析】当ab通以如图所示的电流I时，导线所受安培力方向向上，悬线张力不为零，要使悬线张力为零，安培力方向要向上，再根据左手定则判断．
11．【答案】（1）20
（2）解：利用描点法可正确画出图象，注意让直线尽量多的穿过点，不能穿过的均匀分布在直线的两侧，具体图象如下所示：
（3）0.52
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】解：（1）由于电源内阻一般较小，因此选择变阻器R1（总电阻20Ω）足够，若选择变阻器R2（总电阻100Ω），阻值太大，不便于条件．故答案为：20．（3）根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，U=E﹣Ir，因此在U﹣I图线中，图象的斜率表示电源的内阻，有图象可知： ，在范围0.50～0.55内皆可．故答案为：0.52．
【分析】（1）选择滑动变阻器要从安全、方便调节、有利于减小误差的角度进行．（2）利用描点法可正确画出图象，注意让直线尽量多的穿过点，不能穿过的均匀分布在直线的两侧．（3）根据闭合电路欧姆定律结合数学知识可知，该图象的斜率表示内阻的大小．
12．【答案】（1）1000Ω；D
（2）内；分压
（3）解：连接实验电路如下：
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解：（1）所测电阻的阻值为：100×10=1000Ω；
从刻度盘读数看，该同学所选欧姆档倍率过小，误差较大，为使测量结果更准确应该选倍率更大的档位测量，选档后需重新进行欧姆调零，故选：D．（2）被测电阻约1000Ω，与电压表内阻较为接近，属于大电阻，故应采用电流表内接法；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用分压接法；
【分析】欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表的读数；用欧姆表测电阻时要选择合适的档位，使指针指在表盘中央刻度线附近，使用欧姆表测电阻时，换挡要重新进行欧姆调零；伏安测电阻时若R＞ 采用电流表内接，反之采用电流表外接；为使测量电路的电压可调范围较宽，滑动变阻器应该采用分压接法．
13．【答案】（1）解：由闭合电路欧姆定律得：
E=U1+ r，代入得：E=4+ r=4+2r…①
E=U2+ r，代入得：E=5+ r=5+r…②
联立上式并代入数据解得：E=6V，r=1Ω
即电源电动势为6V，内阻为1Ω
（2）解：电源的输出功率表达式为：P=I2R= R
将上式变形为：P=
根据数学知识知：因为R =r2，所以R= ，即 R=r=1Ω时，P有最大值为：
Pm= = W=9W
【知识点】电功率和电功；欧姆定律
【解析】【分析】（1）运用闭合电路欧姆定律，分别研究电阻为R1和R2的情况，列出含有电动势和内阻的方程组求解．（2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，再求解Pm．
14．【答案】（1）解：灯泡的额定电流即为电路中的电流
（2）解：电动机的额定工作电压
代入数据：U=20﹣3﹣1.5×（1+4）
得U=9.5V
（3）解：电动机的输出功率
代入数据：
得
【知识点】电功率和电功；串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】由电路图可知，灯泡、电阻、电动机串联接入电路，由串联电路特点可知，通过它们的电流相等；（1）灯泡正常发光，由电功率的变形公式可以求出灯泡的额定电流，即电路电流．（2）由串联电路特点可以求出电动机额定电压，（3）由功率公式可以求出电动机的输入功率与热功率，然后求出电动机的输出功率．
15．【答案】（1）解：根据Φ=BSsinθ可知，为使通过此线框的磁通量最大，线框应垂直于磁场方向，其最大值为BS
（2）解：要使磁通量最小，则应平行放置，最小值为零
【知识点】磁通量
【解析】【分析】明确磁通量的定义式Φ=BSsinθ，知道θ为磁场和线圈平面的夹角，从而明确何时磁通量最大，何时磁通量最小．
16．【答案】（1）解：由题设条件，炮弹水平方向受恒定磁场力作用，由动能定理有：
FB S= mvm2﹣0
又安培力大小为 FB=BIL
即得：BILS= mvm2，
则得：B= = =55T
（2）解：由题知，当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，则：
Pm=BIL vm=55×10×2×104W=1.1×107W
【知识点】动能定理的综合应用；安培力；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）金属杆受到安培力作用，做加速运动，使弹体获得了速度，根据动能定理和安培力公式求解匀强磁场的磁感应强度．（2）当弹体被加速到最大速度时，磁场力有最大功率，由公式P=Fv求解．
