河北省張家口市高三物理 專題練習(xí)（31）電磁感應(yīng).doc

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電磁感應(yīng) 1.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻為1 Ω，電阻R1＝3 Ω，R2＝R3＝4 Ω，電流表的內(nèi)阻不計(jì)，閉合S，電路達(dá)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(dāng)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(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示．用此電源和電阻R1、R2組成電路．R1、R2可以同時(shí)接入電路，也可以單獨(dú)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(dú)接到電源兩端 B. 將R2單獨(dú)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(dòng)勢(shì)，則E=3V；斜率為電源內(nèi)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(shí)，內(nèi)外電路的電阻相等，則將R1單獨(dú)接到電源兩端時(shí)，電源輸出功率最大。故A項(xiàng)正確。 點(diǎn)睛：電源輸出功率P出=ER+r2R=E2(R?r)2R+4r，當(dāng)內(nèi)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(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r恒定不變，滑片P在變阻器正中位置時(shí)，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(dòng)變阻器的滑片向右端滑動(dòng)過(guò)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?。姛鬖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(guò)滑動(dòng)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(cuò)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(cuò)誤；故本題選BC． 考點(diǎn)：直流電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)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(nèi)阻不能忽略，電阻R1>R2.圖中電壓表為理想表．當(dāng)在兩電路中通過(guò)相同的電荷量q的過(guò)程中，下列關(guān)于兩電路的比較正確的是(　　)． A. R1上產(chǎn)生的熱量比R2上產(chǎn)生的熱量多 B. 電源內(nèi)部產(chǎn)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(guān)系可知,C對(duì)，產(chǎn)生熱量故R上產(chǎn)生的熱量比R2上產(chǎn)生的熱量多A對(duì)，可知電源內(nèi)部產(chǎn)生熱量較多的是乙電路，B錯(cuò)，輸出功率P=UI因?yàn)榈撬裕住⒁覂呻娐冯娫摧敵龉β士赡芟嗟菵對(duì) 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(kāi)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(kāi)K2，閉合K1，當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)I1＝1.0 A；保持電阻箱的位置不變，斷開(kāi)K1，閉合K2，此時(shí)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(dòng)勢(shì)為3.0 V B．電源內(nèi)阻為0.5 Ω C．Rx的阻值為0.5 Ω D．K1斷開(kāi)、K2閉合時(shí)，隨著R的減小，電源輸出功率減小 【答案】BC 【解析】 6.某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖6甲所示，由圖甲可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙，由圖乙可知其直徑為_(kāi)_______mm；用多用電表的電阻“10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖丙，該電阻的阻值約為_(kāi)_______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(biāo)卡尺的讀數(shù)為：L=50mm+0.053mm=50.15mm， 螺旋測(cè)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(cè)量一只蓄電池(電動(dòng)勢(shì)約為2.2 V，內(nèi)阻很小)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(nèi)阻不能忽略) D．直流電壓表(量程0～3 V～15 V，內(nèi)阻較大) E．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～10 Ω) F．滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～1 000 Ω) G．電鍵 H．導(dǎo)線若干 (1)為防止電源短路，用作保護(hù)電阻的定值電阻選用________(填“A”或“B”)；滑動(dòng)變阻器選用________(填“E”或“F”)． (2)某同學(xué)將選定的器材在實(shí)物圖上連線完成了實(shí)驗(yàn)電路，閉合電鍵后無(wú)論怎樣移動(dòng)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(chǎn)、b間某點(diǎn)電阻絲斷路 C．P與電阻絲未接通　　 D．保護(hù)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(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤導(dǎo)線上畫(huà)上“”，并畫(huà)出正確接線． (4)改正錯(cuò)誤后按正確操作完成實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，將測(cè)量數(shù)據(jù)描點(diǎn)如圖，請(qǐng)?jiān)趫D上作出相應(yīng)圖象______．則待測(cè)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E為_(kāi)_______V，內(nèi)阻r為_(kāi)_______Ω.(結(jié)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(hù)電路安全，保護(hù)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(dòng)勢(shì)，符合題意，故A正確； B、如果a、b間某點(diǎn)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(dòng)勢(shì)，故B錯(cuò)； 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(dòng)勢(shì)，符合題意，故C正確； D、如果保護(hù)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(cuò)誤；故選AC． （3）相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)電流表應(yīng)采用外接法，修改后的電路圖如圖所示． （4）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)值是2．20，則電源電動(dòng)勢(shì)E=2．20V， 圖象斜率的絕對(duì)值：k= 則電源內(nèi)阻：r=k-R1=1．5-1=0．500Ω． 考點(diǎn)：測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)。 8.下圖a是測(cè)量電阻Rx的原理圖，學(xué)生電源輸出電壓可調(diào)，電流表量程選0.6 A(內(nèi)阻不計(jì))，標(biāo)有長(zhǎng)度刻度的均勻電阻絲ab的總長(zhǎng)為30.0 cm. ①根據(jù)原理圖連接圖b的實(shí)物圖_____． ②斷開(kāi)S2，合上S1；調(diào)節(jié)電源輸出電壓為3.0 V時(shí)，單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝____V/cm.記錄此時(shí)電流表A1的示數(shù)． ③保持S1閉合，合上S2；滑動(dòng)c點(diǎn)改變ac的長(zhǎng)度L，同時(shí)調(diào)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(zhǎng)度L和A2的示數(shù)I.測(cè)量6組L和I值，測(cè)量數(shù)據(jù)已在圖c中標(biāo)出．寫(xiě)出Rx與L、I、u的關(guān)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(cè)量電阻，根據(jù)和電阻絲ac當(dāng)電壓表使用以及電阻絲均勻分壓和歐姆定律解決問(wèn)題． (1)根據(jù)原理圖，實(shí)物連接如圖甲所示． (2)由于電阻絲均勻，故單位長(zhǎng)度電阻絲的電壓u＝3.030.0V/cm＝0.1 V/cm. (3)調(diào)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(guò)電阻絲ac段的電流恒定，則Rx兩端的電壓與電阻絲的長(zhǎng)度成正比，即U＝uL，根據(jù)歐姆定律得Rx的表達(dá)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(wú)光照時(shí)不產(chǎn)生電能，可視為一電子元件．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖10甲所示電路，給硅光電池加反向電壓(硅光電池負(fù)極接高電勢(shì)點(diǎn)，正極接低電勢(shì)點(diǎn))，探究其在無(wú)光照時(shí)的反向伏安特性．圖中電壓表V1量程選用3 V，內(nèi)阻為6.0 kΩ；電壓表V2量程選用15 V，內(nèi)阻約為 30 kΩ；R0為保護(hù)電阻；直流電源電動(dòng)勢(shì)E約為12 V，內(nèi)阻不計(jì)． ①根據(jù)圖甲，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)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(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器R，讀出電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2. (ⅰ)某次測(cè)量時(shí)，電壓表V1示數(shù)如圖丙， 則U1＝______ V，可算出通過(guò)硅光電池的反向電流大小為_(kāi)_______ mA(保留兩位小數(shù))． (ⅱ)該小組測(cè)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(yīng)的硅光電池兩端反向電壓Ux和通過(guò)的反向電流Ix(表中“－”表示反向)，并在坐標(biāo)紙上建立IxUx坐標(biāo)系，標(biāo)出了與表中前5組Ux、Ix數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請(qǐng)你標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，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?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成_______________ (填“線性”或“非線性”)關(guān)系． 【答案】①如圖所示 2分 ②(ⅰ)1.40　0.23 (ⅱ)描點(diǎn)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(huà)線代替導(dǎo)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(nèi)阻為RV=6.0kΩ，由歐姆定律可知通過(guò)的電流為I=U1Rv=0.23A． （ⅱ）根據(jù)表中數(shù)據(jù)標(biāo)出余下的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，用描點(diǎn)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?zé)o光照下加反向電壓時(shí)，Ix與Ux成非線性關(guān)系． 考點(diǎn)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．