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题目列表(包括答案和解析)

Ⅰ.某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?
接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动)
接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或轻推滑块,滑块能基本做匀速直线运动)

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
0.52
0.52
cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为
0.43
0.43
m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s和
滑块的质量M
滑块的质量M
(文字说明并用相应的字母表示).
(3)本实验通过比较
mgs
mgs
1
2
(M+m)(
d
△t
)
2
 
1
2
(M+m)(
d
△t
)
2
 
在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.

Ⅱ.如图是“测电源的电动势和内阻”的实验电路,器材如下:待测电源(电动势约为1.5V,内阻较小) 

量程3V的理想电压表V
量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)
定值电阻R0(R0=1.50Ω)
滑动变阻器R1(0-10Ω)
滑动变阻器R2(0-200Ω)
开关S、导线若干
①为方便实验调节且能较准确地进行测量,滑动变阻器应选用
R
 
1
R
 
1
(填R1或 R2).
②用笔画线代替导线在实物图中完成连线.
③实验中,改变滑动变阻器的阻值,测出当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则待测电源内阻的表达式r=
U
 
2
-U
 
1
I
 
1
-I
 
2
-R
 
0
U
 
2
-U
 
1
I
 
1
-I
 
2
-R
 
0
.(用I1、I2、U1、U2和R0表示)

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Ⅰ.如图1测量一小段金属丝的直径和长度,得到如下情形,则这段金属丝直径
 
mm,长度是
 
cm.
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Ⅱ.(1)如图2所示为一种测量电源电动势的电路原理图.E为供电电源,ES为标准电源,EX为待测电源,RP是限流电阻,R0是电流表的保护电阻,AB是均匀电阻丝,长度为L.闭合S1进行测量时,先将S2合到“1”位置,移动C至C1处时,恰好使电流表指针指零,测得AC1=
1
3
L
;再将S2合到“2”位置,移动C至C2处时,恰好又使电流表指针指零,测得AC2=
1
2
L.请你根据这些信息,结合所学过的有关物理知识回答:
①本实验对供电电源的要求是E
 
ES和EX( 填“<”,“=”或“>”);
②你认为该实验中电流表最好应选用
 
 (填“安培表”,“毫安表”,“微安表”,“灵敏电流计”);
③本次实验测得的EX=
 
ES
(2)用如图3所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材为
 

(A)干电池两节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻未知
(B)直流电压表V1、V2,内阻很大     
(C)直流电流表A,内阻可忽略不计
(D)定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω   
(E)滑动变阻器   
(F)导线和开关
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某同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,并描在了坐标纸上作出U--I图,如图4所示.由图象可知,该同学测得两节干电池总的电动势值为
 
V,总内阻为
 
Ω.由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表
 
(选填“V1”或“V2”)(保留三位有效数字)

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Ⅰ.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:
(1)若电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为
 

(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为
 

(3)若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为
 

Ⅱ.一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图2所示,利用这条图线计算:
(1)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为
 
Ω.
(2)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300K,在正常发光情况下,灯丝的温度为
 
K.
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.如图所示,两块竖直放置的平行金属板长为l,两板间距离为d,接在电压为U的直流电源上。在两板间还有与电场方向垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m.电量为+q的油滴,从距金属板上端为h高处由静止开始自由下落,并经两板上端的中央P点进入板间。设油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力恰好大小相等,过P点后不断向一侧偏转,最后恰好从这侧金属板的下边缘离开两板间的电磁场区域。试求油滴在离开电磁场时的动能

   

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Ⅰ.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:
(1)若电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则断路的导线为______;
(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线为______;
(3)若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为______.
Ⅱ.一个标有“12V”字样,功率未知的灯泡,测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图2所示,利用这条图线计算:
(1)若一定值电阻与灯泡串联,接在20V的电压上,灯泡能正常发光,则串联电阻的阻值为______Ω.
(2)假设灯丝电阻与其绝对温度成正比,室温为300K,在正常发光情况下,灯丝的温度为______K.

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1.答案:C    由欧姆定律、电阻定律和I=nesv可得,.从上式可知C正确.

2.答案:C    若保持K闭合,并将多用电表接在a、b间,则电表被短路,无法测量流过电阻R2的电流,所以应将K断开,将红表笔接在a处(电流流进),黑表笔接在b处(电流流出).故选项C正确.

3.答案:AC   灯正常发光,表明灯两端电压UL=6V,电路中电流为A.电动机两端电压也为6V,电动机的输入功率W,电动机的发热功率W,电动机的输出功率为=10W,整个电路中消耗的功率为W.

4.答案:CD    电池能使收音机正常工作,说明收音机两端的电压接近3V,也就是电池的电动势不会比3V小很多.小灯泡发出微弱的光说明灯泡两端电压远不足3V,这就说明电池的路端电压较小而内电阻较大.我们知道小灯泡的额定电流比收音机的大,也就是小灯泡的电阻比收音机的要小,电路中的电流比收音机的大,因此电池接在灯泡上路端电压较小是由于电池的内电阻增大造成的.

5.答案:D    此题可采用排除法,如果都是理想电流表,两灯均被短路,不可能正常发光,A错;如果都是理想电压表,两灯均处于断路状态,两灯也不能正常发光,B错;如果B是电流,A、C是电压表,则通过两灯的电流相等,也不可能均达到额定功率,C错.因此只有D正确.

6.答案:D  提示:由全电路欧姆定律知,结合题中条件,可知接内阻最小电源时通过的电流最大,故B正确。电阻R消耗的功率,由相同,当最小时,电阻消耗的电功率最大,故D正确.

7.答案:C    根据W=UIt可得每秒太阳能电池的能量为W=0.06J,设太阳能每秒照射的能量为Q,   则Q×23?=W,可解得Q=0.26J.

8.答案:C   先画出等效电路图,然后先整体再部分进行动态分析即可.

9.答案:BD  利用假设法或把各选项代入验证.

10.答案:ABC  由于电源电动势为3.0V,内阻不计,所以当开关闭合后,达到稳定状态时,加在小灯泡L1两端的电压应为3.0V,由小灯泡的伏安特性曲线可以看出当电压为3.0V时,流过小灯泡L1的电流为0.25A,由此求得,灯泡L1的电阻为12Ω,所以A正确.由P=IU可以求得灯泡L1消耗的电功率为0.75W,所以C正确.由I=U/R可知B也是正确的.

11.答案:原理图和实物图各占4分.

解析:由于是对毫安表进行校对,所以标准表

和待校表应串联连接;校准电表应从零刻度开

始到满偏,所以滑动变阻器应采用分压接法;

在分压接法中,负载电阻是滑动变阻器的几倍

时,滑动变阻器才能起到均匀调节的作用,并

易于操作,所以在两表上还应串联一只变阻箱

以增大负载电阻.

待校电表的量程为10mA,即电路中最大电流

为10mA,因此选择15mA的标准表.若选全

用电阻为1000Ω的滑动变阻器,则根据分压

电路中负载电阻与滑动变阻器全电阻的关系,

应选最大电阻为9999.9Ω的变阻箱,且变阻箱

的电阻至少应调到1000Ω以上,此时无论怎

样调节滑动变阻器均不能使待校电表满偏.所以应选用全电阻100Ω的滑动变阻器,这样再选用最大电阻为999.9Ω的变阻箱,且调到电阻在400~500Ω之间为宜,又保证调节滑动变阻器起到均匀调节的作用.

12.答案:如图所示(4分) E=8.4V(2分),r=200Ω(2分),相等(2分)  偏大(2分)

解析:从题目中看出所测量的电源内阻非

常大,所以设计电路时要注意电流表的位

置。做图象时应选好标度,坐标不必从零

开始,然后描点,做直线时应让尽可能多

的点落在直线上,不在直线上的点均匀分

布在直线的两侧.对于电动势和内阻的求

解,画出图象后求斜率即可.从图象上分析,

当电流为短路电流时,电动势是准确的,但所测电阻包含了G的内阻,因此测量内电阻偏大.

13.解析:电阻连接方式如图所示.(4分)

当开关S接C时,U1为电阻R0两端电压;(4分)

当开关S接D时,U2为电阻R0两端的电压,

由题知(3分)代入数据得,=2Ω(3分)

14.解析:(1)设开关S1闭合,S2断开时,电容器两端的电压为U1,干路电流为I1,根据闭合道路欧姆定律有

A(2分)

V(2分)

合上开关S2后,设电容器两端电压为U2,干路电流为I2,根据闭合电路欧姆定律有

A(2分)

V(2分)

所以电容器上电量变化了C(2分)

(或电容器上电量减少了C)

(2)合上S2后,设电容器上的电量为Q,则C(2分)

断开S1后,R1R2的电流与阻值成反比,因而流过的电量与阻值也成反比,故流过R1的电量C(2分)

15.解析:(1)由图乙可知单摆的周期为(3分)

得,(4分)

(2)摆动过程中电压最大为,该电压与摆球偏离板的距离成正比,有

,其中(4分)

解得

此即为摆球偏离板的最大距离(3分)

16.(16分)已知电源电动势E=8V,红灯电阻,绿灯电阻.接在如图所示的电路中,灯正常发光时电压表的读数为6V,,经过一段时间,由于电路中某一个电阻发生故障,引起红灯变亮,绿灯变暗的现象,而此时电            

压表的读数变为6.4V.

   (1)画出电路发生故障前的能够直接看出串、并联的简化电路图;

   (2)通过分析与计算,判断电路中哪一个电阻发生了故障?是什么故障?

解析(1)先画出等效电路图如图所示.

(2)定性分析:由等效电路图可以看出,电压表读数增大,             

即路端电压增大,表明外总电阻阻值增大,而红灯变

亮、绿灯变暗,则只可能R1增大后断路.

定量计算:正常发光时,A,求出

非正常发光时,

绿灯电压V,而红灯电压V

表明R1的并联阻值为,表明R1断路.

17.解析:(1)把三个这样的电灯串联后,每只灯泡得到的实际电压为12/3=4V,再在图甲上可以查到每只电灯加上4V实际电压时的工作电流为I=0.4A(2分)

由此可以求出在此时每只电灯的实际电阻(2分)

(2)在题乙图中的混联电路中,设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I. 在

这个闭合电路中,(2分)

代入数据并整理得,(2分)

这是一个反映了电路约束的直线方程,把该直线在题甲图上画出,

如图所示.(2分)

这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A,同时满足了电路结构和元件的要求,此时通过电流表的电流值=2I=0.6A(3分)

每只灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W(3分)

18.解析:(1)当时,,对应电流为A,由闭合电路欧姆定律得,

①(2分)

为最大值时,V,对应电流为A,有

②(2分)

*的最大值为(2分)

由①②两式代入数据得,E=12V,r=10Ω(2分)

(2)电源的输出功率(2分)

时,电源有最大输出功率,但恒小于r,由输出功率随外电阻变化的关系知,当取最大值时输出功率最大,(3分)

W(3分)

 


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