1、电学综合练1一、选择题(第13题为单项选择题，第45题为多项选择题)1.如图，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻()A用电器增加时，变压器输出电压增大B用电器增加时，变压器的输入功率增加C用电器增加时，输电线的热损耗减少D要提高用户的电压，滑动触头P应向下滑解析：选B用电器增加，表示负载阻值减小，输出功率会变大，但变压器输出电压不变，故A错误；用电器增加时，电压不变，负载阻值减小，由P出知变压器的输出功率增加，又P入P出，故输入功率也增加，B正确；用电器增加时，变压器的输出功率增加，输出电压不变，由P出UI知，输电电流I变
2、大，根据P热I2R知输电线的热损耗增加，故C错误；要提高用户的电压，根据可知，应使副线圈匝数增加，滑动触头P应向上滑，故D错误。2.如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形金属线圈，宽度为L，线圈悬挂于右盘且下端处于匀强磁场中，磁场方向水平且垂直于纸面，开始时天平平衡。当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的右臂低左臂高，在左盘中增加质量为m的砝码，天平重新平衡，则下列分析正确的是()A磁场的方向垂直于纸面向外B本装置必须用顺时针方向电流C可测得BD线圈匝数越少测量得越精确解析：选C当线圈中通有顺时针方向的电流I时，发现天平的右臂低左臂高，说明线圈所受的安
3、培力向下，根据左手定则判断出磁场的方向垂直于纸面向里，故A错误；本装置施加的电流方向与磁场方向有关，不是必须用顺时针方向电流，故B错误；根据平衡关系可知，增加的安培力等于左盘中增加的砝码的重力，故mgNBIL，解得：B，故C正确；线圈的匝数越少，受到的安培力越小，测量增加的砝码质量误差越大，越不精确，故D错误。3.如图所示，在O点固定一负点电荷，实线为其中几条对称分布的电场线，虚线为以Oe电场线上的O点为圆心的一个圆，a、b、c、d、e、f、g、h为圆与电场线的交点，下列说法正确的是()Ab、h两点的电场强度相同Ba点电势比e点电势高Cd、b两点间电势差大于e、b两点间电势差D将电子沿圆周由h
4、点移到d点与由h点移到f点，电场力做功相等解析：选D由题图可知，b、h两点电场强度的大小相等，但方向不同，而电场强度是矢量，所以b、h两点的电场强度不同，故A错误；根据顺着电场线电势逐渐降低可知，离点电荷O越远，电势越高，故a点电势低于e点电势，故B错误；e点电势大于d点电势，则e、b两点间电势差大于d、b两点间电势差，故C错误；d、f两点电势相等，则将电子沿圆周由h点移到d点与由h点移到f点，电场力做功相等，故D正确。4如图(a)所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图(b)所示。不考虑电表对电路的影响，则()A定值电阻R0为10 B
5、电源内阻r为10 C电源电动势E为3.4 VD定值电阻R0的最大电功率为0.9 W解析：选AD定值电阻R0两端的电压随电流的增大而增大，由题图(b)中下侧图线的斜率得R0 10 ，故A正确；电压表V2测得的是电源的路端电压，题图(b)中上侧图线斜率的绝对值等于电源的内阻，r 2 ，故B错误；当电流为0.1 A时，电压表V2的读数为3.4 V，根据闭合电路欧姆定律EUIr(3.40.12)V3.6 V，故C错误；当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路电流最大，I A0.3 A，定值电阻R0的最大电功率PI2R00.3210 W0.9 W，故D正确。5间距为 m的无限长光滑金属导轨水平放置，导轨中
6、间分布有磁感应强度为1 T 的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线，一长为2 m的光滑导体棒以1 m/s的速度匀速向右滑动，如图所示，导轨电阻不计，导体棒总电阻为20 ，定值电阻为10 ，则下列分析正确的是()A电流表的示数为 AB电压表的示数为0.5 VC导体棒运动到图示虚线位置时，导体棒的瞬时电流从C到DD导体棒上消耗的热功率为0.025 W解析：选BD当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势为EBLv，由于磁场边界为正弦曲线，则有效切割长度按正弦规律变化，且当磁场反向时，感应电流反向，故产生正弦式交流电，导体棒有效切割长度最长等于 m，交流电的最大值是：EmBLv11 V V，有效值为E1 V，由
7、于导体棒接入导轨的有效长度为总长度的一半，所以接入的有效电阻为10 ，定值电阻也为10 ，则电压表的示数为UE0.5 V，选项B正确；电流表的示数为I A0.05 A，选项A错误；导体棒运动到题图所示虚线位置时，磁感应强度等于0，瞬时电流等于0，选项C错误；导体棒上消耗的热功率为PrI2r0.05210 W0.025 W，选项D正确。二、非选择题6某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻。步骤如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为_mm。(2)用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为_cm。(3)用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表
8、盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为_。(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1(量程04 mA，内阻约50 )电流表A2(量程010 mA，内阻约30 )电压表V1(量程03 V，内阻约10 k)电压表V2(量程015 V，内阻约25 k)直流电源E(电动势4 V，内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围015 ，允许通过的最大电流2.0 A)滑动变阻器R2(阻值范围020 k，允许通过的最大电流0.5 A)开关S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图4方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。解析：(1)游标卡尺
9、的读数为：50 mm30.05 mm50.15 mm。(2)螺旋测微器的读数为：4.5 mm19.80.01 mm4.698 mm0.469 8 cm。(3)欧姆表的读数为：2210 220 。(4)由于电压表V2量程太大(量程的大于电源的电动势)，所以电压表应选择V1；根据欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为Imax A14 mA，所以电流表应选择A2；根据实验要求多测几组数据可知，滑动变阻器应采用分压式接法，应选择阻值范围小的滑动变阻器R1以方便调节；由于待测电阻满足，电流表应采用外接法，所以电路应是“分压外接”电路，如图所示。答案：(1)50.15(2)0.469 8(3)220(4)
10、见解析图7.如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为，PQ板带正电，MN板带负电，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电的粒子，以速度v从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场，不计粒子重力。求：(1)两金属板间所加电场的场强大小；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。解析：(1)粒子在平行金属板间做类平抛运动，有：t，在沿电场方向上有：t2，解得E。(2)粒子出电场时沿电场方向上的速度vyatv，则进入磁场的速度为vv，速度与水平方向的夹角为45，粒子在磁场中的运动轨迹如图所
11、示。根据几何关系得r，根据qvBm得，r，解得B。答案：(1)(2)8如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L1 m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接一阻值为R0.40 的电阻，质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中金属棒ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10 m/s2(忽略金属棒ab运动过程中对原磁场的影响)。(1)判断金属棒ab两端a、b的电势哪端高；(2)求磁感应强度B的大小；(3)
12、在金属棒ab从开始运动的1.5 s内，电阻R上产生的热量。解析：(1)由右手定则判断可知b端电势高。(2)当金属棒ab匀速下落时，由平衡条件得：mgBIL金属棒ab产生的感应电动势为：EBLvt则电路中的电流为：I由题图乙可得：vt m/s7 m/s解得：B0.1 T。(3)在1.5 s内，以金属棒ab为研究对象，根据动能定理得：mgxW安mvt20解得：W安0.455 J即整个回路产生的总热量为：QW安0.455 J对闭合回路由闭合电路欧姆定律得：E电I(Rr)则电阻R两端的电压UR为：URE电则电阻R上产生的热量为：QRQ0.26 J。答案：(1)金属棒b端的电势高(2)0.1 T(3)0.26 J