河北省張家口市高三物理 專題練習（31）電磁感應.doc

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電磁感應 1.如圖所示，電源電動勢為4 V，內阻為1 Ω，電阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，電流表的內阻不計，閉合S，電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，電容器兩極間電壓為(　　)． A. 0 B. 2.3 V C. 3 V D. 3.2 V 【答案】C 【解析】 此電路相當于只有R1連入電路，電容器兩端電壓等于路端電壓，選C 2.某電源的路端電壓與總電流的關系和電阻R1、R2的電壓與電流的關系如圖所示．用此電源和電阻R1、R2組成電路．R1、R2可以同時接入電路，也可以單獨接入電路．為使電源輸出功率最大，可采用的接法是(　　)． A. 將R1單獨接到電源兩端 B. 將R2單獨接到電源兩端 C. 將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端 D. 將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端 【答案】A 【解析】 電源U?I圖像的縱截距表示電源電動勢，則E=3V；斜率為電源內阻，則r=0.5Ω。 電阻U?I圖像的斜率表示電阻，則R1=0.5Ω，R2=1Ω。 電源輸出功率最大時，內外電路的電阻相等，則將R1單獨接到電源兩端時，電源輸出功率最大。故A項正確。 點睛：電源輸出功率P出=ER+r2R=E2(R?r)2R+4r，當內外電路的電阻相等，電源輸出功率最大。 3. 如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內阻r恒定不變，滑片P在變阻器正中位置時，電燈L正常發(fā)光，現(xiàn)將滑片P移到右端，則 A. 電壓表的示數(shù)變大 B. 電流表的示數(shù)變大 C. 電燈L消耗的功率變小 D. 電阻R1消耗的功率變小 【答案】BC 【解析】 試題分析：滑動變阻器的滑片向右端滑動過程中，變阻器接入電路的電阻減小，所以外電路總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律得知總電流I增大，所以電流表示數(shù)變大，故B正確；路端電壓U=E-Ir減小．電燈L的電壓等于路端電壓，所以電燈L的電流減小，而PL=I2RL，所以電燈L消耗的功率變小，故C正確；而總電流增大，所以通過滑動變阻器及R1的電流增大，根據(jù)P1=I2R1可知電阻R1消耗的功率增大，故D錯誤； R1的電壓增大，所以R的電壓減小，所以電壓表的示數(shù)減小，故A錯誤；故本題選BC． 考點：直流電路的動態(tài)分析問題，閉合電路的歐姆定律，電功、電功率 4.如圖所示，甲、乙兩電路中電源完全相同，內阻不能忽略，電阻R1>R2.圖中電壓表為理想表．當在兩電路中通過相同的電荷量q的過程中，下列關于兩電路的比較正確的是(　　)． A. R1上產生的熱量比R2上產生的熱量多 B. 電源內部產生熱量較多的是甲電路 C. 電壓表V1示數(shù)大于電壓表V2示數(shù) D. 甲、乙兩電路電源輸出功率可能相等 【答案】ACD 【解析】 電阻R1>R2根據(jù)串聯(lián)分壓關系可知,C對，產生熱量故R上產生的熱量比R2上產生的熱量多A對，可知電源內部產生熱量較多的是乙電路，B錯，輸出功率P=UI因為但是所以．甲、乙兩電路電源輸出功率可能相等D對 5.如圖甲所示，R為電阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx為未知電阻．(1)斷開K2，閉合K1，逐漸減小電阻箱的阻值，得到多組R、I值，并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R－1I圖線．(2)斷開K2，閉合K1，當R調至某一位置時，電流表的示數(shù)I1＝1.0 A；保持電阻箱的位置不變，斷開K1，閉合K2，此時電流表的示數(shù)為I2＝0.8 A．根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知（ ）． A．電源電動勢為3.0 V B．電源內阻為0.5 Ω C．Rx的阻值為0.5 Ω D．K1斷開、K2閉合時，隨著R的減小，電源輸出功率減小 【答案】BC 【解析】 6.某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.用游標為20分度的游標卡尺測量其長度如圖6甲所示，由圖甲可知其長度為________mm；用螺旋測微器測量其直徑如圖乙，由圖乙可知其直徑為________mm；用多用電表的電阻“10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，該電阻的阻值約為________Ω，則該圓柱體的電阻率ρ＝________Ωm. 【答案】 (1). 50.15 (2). 4.700 (3). 220Ω； (4). 7.610?2Ω?m 【解析】 【詳解】游標卡尺的讀數(shù)為：L=50mm+0.053mm=50.15mm， 螺旋測微器的讀數(shù)為：d=4.5mm+0.0120.0mm=4.700mm， 電阻的阻值：R=2210Ω=220Ω． 根據(jù)電阻定律得：R=ρLS＝ρLπd24，則ρ＝πd2R4L＝3.14(4.710?3)2220450.1510?3=7.610?2Ω?m 7.在做測量一只蓄電池(電動勢約為2.2 V，內阻很小)的電動勢和內阻的實驗時，備有下列器材供選用： A．定值電阻(阻值已知為R1＝1 Ω，額定功率約5 W) B．定值電阻(阻值已知為R2＝10 Ω，額定功率約10 W) C．直流電流表(量程0～0.6 A～3 A，內阻不能忽略) D．直流電壓表(量程0～3 V～15 V，內阻較大) E．滑動變阻器(阻值范圍0～10 Ω) F．滑動變阻器(阻值范圍0～1 000 Ω) G．電鍵 H．導線若干 (1)為防止電源短路，用作保護電阻的定值電阻選用________(填“A”或“B”)；滑動變阻器選用________(填“E”或“F”)． (2)某同學將選定的器材在實物圖上連線完成了實驗電路，閉合電鍵后無論怎樣移動滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)約為2.2 V不變，電流表的示數(shù)幾乎為零，若電路中只有一處故障，則電路故障可能是下述中的________． A．b、c間斷路　　 B．a、b間某點電阻絲斷路 C．P與電阻絲未接通　　 D．保護電阻斷路 (3)排除故障后，某小組討論發(fā)現(xiàn)圖中有一條導線連接錯誤，請在錯誤導線上畫上“”，并畫出正確接線． (4)改正錯誤后按正確操作完成實驗，根據(jù)實驗記錄，將測量數(shù)據(jù)描點如圖，請在圖上作出相應圖象______．則待測蓄電池的電動勢E為________V，內阻r為________Ω.(結果均保留三位有效數(shù)字) 【答案】(1)AE (2)AC (3)圖線如下圖所示 (4)圖象如下圖所示，2.20(2.10～2.30) ，0.500(0.400～0.600) 【解析】 試題分析：（1）為保護電路安全，保護電阻選擇A即可，如果選B，由于B的阻值較大，電路電流太小，不易于電表讀數(shù)． （2）A、如果b、c間斷路，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極相連，電壓表示數(shù)接近電源電動勢，符合題意，故A正確； B、如果a、b間某點電阻絲斷路，若在aP間，電路不受影響，若在Pb間，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極相連，電壓表示數(shù)接近電源電動勢，故B錯； C、如果P與電阻絲未接通，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩極相連，電壓表示數(shù)接近電源電動勢，符合題意，故C正確； D、如果保護電阻斷路，電路斷路，電流表示數(shù)為零，電壓表與電源兩不能相連，電壓表示數(shù)為零，不符合題意，故D錯誤；故選AC． （3）相對于電源來說電流表應采用外接法，修改后的電路圖如圖所示． （4）根據(jù)坐標系內描出的點作出電源的U-I圖象，圖象如圖所示； 由圖象可知，圖象與縱軸的交點坐標值是2．20，則電源電動勢E=2．20V， 圖象斜率的絕對值：k= 則電源內阻：r=k-R1=1．5-1=0．500Ω． 考點：測定電源電動勢和內阻的實驗。 8.下圖a是測量電阻Rx的原理圖，學生電源輸出電壓可調，電流表量程選0.6 A(內阻不計)，標有長度刻度的均勻電阻絲ab的總長為30.0 cm. ①根據(jù)原理圖連接圖b的實物圖_____． ②斷開S2，合上S1；調節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時，單位長度電阻絲的電壓u＝____V/cm.記錄此時電流表A1的示數(shù)． ③保持S1閉合，合上S2；滑動c點改變ac的長度L，同時調節(jié)電源輸出電壓，使電流表A1的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，記錄長度L和A2的示數(shù)I.測量6組L和I值，測量數(shù)據(jù)已在圖c中標出．寫出Rx與L、I、u的關系式Rx＝______；根據(jù)圖c用作圖法算出Rx＝_____Ω. 【答案】 (1). (2). 0.1 (3). LuI (4). 6.0 【解析】 本題利用雙電流表測量電阻，根據(jù)和電阻絲ac當電壓表使用以及電阻絲均勻分壓和歐姆定律解決問題． (1)根據(jù)原理圖，實物連接如圖甲所示． (2)由于電阻絲均勻，故單位長度電阻絲的電壓u＝3.030.0V/cm＝0.1 V/cm. (3)調節(jié)電源輸出電壓，使電流表的示數(shù)與步驟②記錄的值相同，即通過電阻絲ac段的電流恒定，則Rx兩端的電壓與電阻絲的長度成正比，即U＝uL，根據(jù)歐姆定律得Rx的表達式Rx＝UI＝uLI. L－I圖象如圖乙所示．根據(jù)L＝RxuI知圖象的斜率k＝Rxu.由圖象知，斜率為k＝60 cm/A，故Rx＝ku＝6 Ω. 9.硅光電池在無光照時不產生電能，可視為一電子元件．某實驗小組設計如圖10甲所示電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負極接高電勢點，正極接低電勢點)，探究其在無光照時的反向伏安特性．圖中電壓表V1量程選用3 V，內阻為6.0 kΩ；電壓表V2量程選用15 V，內阻約為 30 kΩ；R0為保護電阻；直流電源電動勢E約為12 V，內阻不計． ①根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙連接成完整電路________． ②用遮光罩罩住硅光電池，閉合開關S，調節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2. (ⅰ)某次測量時，電壓表V1示數(shù)如圖丙， 則U1＝______ V，可算出通過硅光電池的反向電流大小為________ mA(保留兩位小數(shù))． (ⅱ)該小組測出大量數(shù)據(jù)，篩選出下表所示的9組U1、U2數(shù)據(jù)，算出相應的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過的反向電流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐標紙上建立IxUx坐標系，標出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對應的5個坐標點．請你標出余下的4個坐標點，并繪出Ix－Ux圖線______. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U1/V 0.00 0.00 0.06 0.12 0.24 0.42 0.72 1.14 1.74 U2/V 0.0 1.0 2.1 3.1 4.2 5.4 6.7 8.1 9.7 Ux/V 0.0 －1.0 －2.0 －3.0 －4.0 －5.0 －6.0 －7.0 －8.0 Ix/mA 0.00 0.00 －0.01 －0.02 －0.04 －0.07 －0.12 －0.19 －0.29 (ⅲ)由IxUx圖線可知，硅光電池無光照下加反向電壓時，Ix與Ux成_______________ (填“線性”或“非線性”)關系． 【答案】①如圖所示 2分 ②(ⅰ)1.40　0.23 (ⅱ)描點繪出，Ix－Ux(ⅲ)非線性 。 每空2分 【解析】 試題分析：①根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導線，將圖乙連接成完整電路．連線如圖： ②（ⅰ）電壓表V1示數(shù)U1=1.40V，內阻為RV=6.0kΩ，由歐姆定律可知通過的電流為I=U1Rv=0.23A． （ⅱ）根據(jù)表中數(shù)據(jù)標出余下的4個坐標點，用描點法平滑曲線繪出IX?UX圖線如圖所示． （ⅲ）由IX?UX圖線可知，硅光電池無光照下加反向電壓時，Ix與Ux成非線性關系． 考點：測定電源的電動勢和內阻．