安徽省六安市寿县一中2015-2016学年高二上学期月考物理试卷(12月份)

安徽省六安市寿县一中2015-2016学年高二（上）月考物理试卷

（12月份）

一、不定项选择题（每小题4分，共40分）

1．如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（ ）

A．EA=EC＞EB；φA=φC＞φB B．EB＞EA＞EC；φA=φC＞φB

C．EA＜EB，EA＜EC；φA＞φB，φA＞φC

D．因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低

2．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角φ变大的是（ ）

A．U1不变，U2变大 B．U1变小，U2变小 C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变大

3．如图所示的电路中，S闭合A、B、C三只灯均正常发光，当可变电阻的滑动触头上移时，对A、B、C三灯亮度变化下列叙述正确的是（ ）

A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．C灯变亮 D．三灯均变暗

4．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB=120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（ ）

A．

B．

C．

D．

5．在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（ ）

A．ta=tb＞tc B．tc＞tb＞ta C．rc＞rb＞ra D．rb＞ra＞rc

6．如图，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面（ ）

A．a处电势高于b处电势

B．a处离子浓度大于b处离子浓度

C．溶液的上表面电势高于下表面的电势

D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度

7．如图所示，相距为d的两带电平行板间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，运动轨迹如图中虚线所示，则（ ）

A．小球一定带负电 B．小球一定带正电

C．两板间电压为

D．小球在两板间的运动时间为

8．如图空间存在两个相邻的磁感应强度大小相等方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L，现将宽度也为L的矩形闭合线圈从图示位置垂直磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图象是：（规定线圈中逆时针为电流正方向，线圈受安培力方向向左为正方向）（ ）

A． B． C． D．

9．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）

A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭

B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭

10．如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（ ）

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为

B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为C．上滑过程中电流做功发出的热量为D．上滑过程中导体棒损失的机械能为

﹣mgs（sinθ+μcosθ） ﹣mgs sinθ

二、实验题（共24分）

11．在“测量电阻丝的电阻率”的实验中，

（1）如图1，用螺旋测微器测量电阻丝的直径为 mm：已知电阻丝的电阻RX约为10Ω，有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，要求尽量多测几组数据： A．量程为0﹣0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表A1 B．量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω的电流表A2 C．量程为0﹣3V，内阻约为6kΩ的电压表V1 D．量程为0﹣15V，内阻约为30kΩ的电压表V2

E．阻值为0﹣1kΩ，额定电流为0.5A 的滑动变阻器R1 F．阻值为0﹣10Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器R2 G．电动势为4V、内阻约为2Ω的蓄电池E H．开关S，导线若干

（2）除选用G、H外，还应选用的器材是（只填代号）电流表 ，电压表 ，滑动变阻器 ．

（3）在图2虚线方框中用铅笔画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图． （4）测量的阻值比真实的阻值 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）．

12．某同学在实验室测二节干电池的电动势E和内电阻r；可以提供器材有： A．待测干电池（电动势约3V，内阻约1.5Ω） B．电流表A1（量程0.6A，内阻r1约0.5Ω）

C．电流表A2（量程1mA，内阻r2=200Ω） D．滑动电阻器R1（0～20Ω，2.5A） E．电阻箱R2：最大值9999Ω 以及开关、导线若干

为了尽可能准确地测量待测电源的电动势和内阻，请解答说明下列问题 （1）因现有器材中没有电压表，该同学用电阻箱R2与电流表 （选填“A1”或“A2”）串联改装为电压表，来测量路端电压．

（2）该同学根据自己设计实验方案，请你用笔完成实物图的连接（如图1）．

（3）测量得到的路端电压与电流的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图2所示．

根据各点表示的数据，在图2上用笔描出U﹣I图线．由此求得：E= V，r= Ω．（均保留2位有效数字）

（4）用此电源与三个阻值均为2Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为1.3V，则该电路为

三、计算题．

13．如图所示，两光滑金属导轨，间距d=0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B=0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R=3Ω，桌面高H=0.8m，金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=1Ω，在导轨上距桌面h=0.2m高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m，

2

g=10m/s，求：

（1）金属杆刚进入磁场时，杆中的电流大小和方向； （2）整个过程中R上放出的热量．

14．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求：

（1）粒子从C点穿出磁场时的速度v； （2）电场强度E和磁感应强度B的比值； （3）拉子在电、磁场中运动的总时间．

15．如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，导体棒及导轨的电阻不计，所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下．现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v﹣t图象．设导轨足够长．

求：（1）力F的大小；

（2）t=1.2s时，导体棒的加速度；

（3）估算1.6s内电阻R上产生的热量．

2015-2016学年安徽省六安市寿县一中高二（上）月考物

理试卷（12月份）

参与试题解析

一、不定项选择题（每小题4分，共40分）

1．如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是（ ）

A．EA=EC＞EB；φA=φC＞φB B．EB＞EA＞EC；φA=φC＞φB

C．EA＜EB，EA＜EC；φA＞φB，φA＞φC

D．因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系． 【专题】电场力与电势的性质专题．

【分析】电场线越密的地方，电场强度越强．沿着电场线方向电势降低．通过电场线的分布进行判断．

【解答】解：根据电场线的疏密分布知，A点的电场线比C点密，B点的电场线比A点密，则EB＞EA＞EC；

等量的异种电荷的中垂线为等势线，则A点的电势与C点的电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，则A点的电势大于B点电势．所以φA=φC＞φB．故B正确，A、C、D错误． 故选B．

【点评】虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布，电场线与等势线相互垂直．

2．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角φ变大的是（ ）

A．U1不变，U2变大 B．U1变小，U2变小 C．U1变大，U2变小 D．U1变小，U2变大

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动． 【专题】带电粒子在电场中的运动专题．

【分析】电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场是的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，可求出角度φ的变化情况．

【解答】解：设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：qU1=mv0…① 又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t=

…②

…③

2

又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：a=电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：vy=at…④ 由①、②、③、④可得： vy=

又有：tanφ===

故U1不变，U2变大，或U2变大，U1变小，或U1变小，U2不变，都可使偏转角φ变大，故AD正确，BC错误． 故选：AD．

【点评】带电粒子在电场中的运动，可分为三类，第一类是在匀强电场中做匀变速速直线运动，此过程是电势能与带电粒子动能之间的转化．第二类是带电粒子在匀强电场中偏转，带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动，分解为两个方向的直线运动，分别用公式分析、求解运算，是这类问题的最基本解法．第三类是带电粒子在点电荷形成的电场中做匀速圆周运动，应用圆周运动的知识求解．

3．如图所示的电路中，S闭合A、B、C三只灯均正常发光，当可变电阻的滑动触头上移时，对A、B、C三灯亮度变化下列叙述正确的是（ ）

A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．C灯变亮 D．三灯均变暗 【考点】闭合电路的欧姆定律． 【专题】恒定电流专题．

【分析】当可变电阻的滑动触头上移时，R′接入电路的电阻增大，分析外电路总电阻的变化，由欧姆定律分析总电流和路端电压，再分析局部电流和电压的变化，判断灯泡亮度的变化． 【解答】解：当可变电阻的滑动触头上移时，R′接入电路的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，路端电压U=E﹣Ir，则U增大，A灯变亮．

由于I总减小，流过A灯的电流IA增大，则B灯和R并联的总电流减小，B灯变暗，B和R并联的电流减小，电压UBR减小，C灯的电压UC=U﹣UBR，得到UC增大，C灯变亮． 故选AC

【点评】本题电路中动态变化分析问题，按照部分到整体再到部分的思路进行分析．

4．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB=120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（ ）

A．

B．

C．

D．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力． 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．

【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可求出圆心角和半径，则可求得粒子转过的弧长，由线速度的定义可求得运动的时间． 【解答】解：

由图根据几何知识可知，粒子转过的圆心角为θ=60°，R=r； 粒子转过的弧长为：

；

则运动所用时间：故选：C

；选项C正确．

【点评】本题可以利用是一个不错的选择．

来求粒子在磁场中的运动时间，根据线速度的定义来求时间也

5．在一个边界为等边三角形的区域内，存在一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场边界上的P点处有一个粒子源，发出比荷相同的三个粒子a、b、c（不计重力）沿同一方向进入磁场，三个粒子通过磁场的轨迹如图所示，用ta、tb、tc分别表示a、b、c通过磁场的时间；用ra、rb、rc分别表示a、b、c在磁场中的运动半径，则下列判断正确的是（ ）

A．ta=tb＞tc B．tc＞tb＞ta C．rc＞rb＞ra D．rb＞ra＞rc

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力． 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．

【分析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由图示求出粒子转过的圆心角关系、判断出粒子的轨道半径关系，然后应用周期公式比较粒子运动时间关系． 【解答】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，由图示情景可知： 粒子轨道半径：rc＞rb＞ra，

粒子转过的圆心角：θa=θb＞θc， 粒子在磁场中做圆周运动的周期：T=

，

由于粒子的比荷相同、B相同，则粒子周期相同， 粒子在磁场中的运动时间：t=

T，

由于θa=θb＞θc，T相同，则：ta=tb＞tc，故AC正确，BD错误； 故选：AC．

【点评】本题考查了比较粒子运动时间与轨道半径关系，分析清楚图示情景、由于周期公式即可正确解题．

6．如图，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面（ ）

A．a处电势高于b处电势

B．a处离子浓度大于b处离子浓度

C．溶液的上表面电势高于下表面的电势

D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度 【考点】洛仑兹力；电势．

【分析】在溶液中通入沿x轴正向的电流I，在NaCl的水溶液中，带正电的钠离子向右运动，带负电的氯离子向左运动，再根据左手定则判断粒子受到的洛伦兹力的方向，从而可以得出水槽的前后两内侧面积累的电荷的情况，再分析电势的情况．

【解答】解：A、电流向右，正离子向右运动，磁场的方向是竖直向上的，根据左手定则可以判断，正离子受到的洛伦兹力的方向是向前，即向a处运动，同理，可以判断负离子受到的洛伦兹力的方向也是指向a处的，所以a处整体不带电，a的电势和b的电势相同，所以A错误； B、由于正负离子都向a处运动，所以a处的离子浓度大于b处离子浓度，所以B正确； CD、离子都向a出运动，并没有上下之分，所以溶液的上表面电势等于下表面的电势，溶液的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度，所以CD错误． 故选B．

【点评】对于电解液，溶液中既有正离子，也有负离子，两种离子都运动，这是与导体导电不同的地方，在分析离子的受力的时候要注意离子的带正电还是负电．

7．如图所示，相距为d的两带电平行板间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，运动轨迹如图中虚线所示，则（ ）

A．小球一定带负电 B．小球一定带正电 C．两板间电压为

D．小球在两板间的运动时间为

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律． 【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．

【分析】带电小球受到三个力的作用，小球恰能在两板间做匀速圆周运动，说明了小球受到一个大小不变而方向时刻变化的合力，该合力提供小球的向心力．小球做匀速圆周运动，速率始终不变，重力做功始终等于电场力做功．

【解答】解：A、小球受重力、电场力和洛伦兹力的作用做匀速圆周运动，速率始终不变，说明了重力做功的大小始终等于电场力做功，即电场力等于重力且方向向上，所以小球带正电荷，故A错误，B正确；

C、由以上的分析可知，qE=mg，E=

，两极板之间的电压：U=Ed=

，故C正确；

D：小球受到的洛伦兹力提供向心力，所以它运动的周期：T=间的运动时间仅仅为半个周期，t=T=

，故D错误．

，由图可知，小球在两板

故选：BC．

【点评】带电小球在重力场、电场和磁场的复合场中做匀速圆周运动，一定是电场力与重力大小相等，方向相反，洛伦兹力提供向心力．切记．属于基础题目．

8．如图空间存在两个相邻的磁感应强度大小相等方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L，现将宽度也为L的矩形闭合线圈从图示位置垂直磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受安培力随时间变化的图象是：（规定线圈中逆时针为电流正方向，线圈受安培力方向向左为正方向）（ ）

A． B． C． D．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势． 【专题】电磁感应与图像结合．

【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小．根据安培力公式求出安培力的大小，通过左手定则判断安培力的方向．

【解答】解：A、线圈进入磁场，在进入磁场0﹣L的过程中，E=BLv，电流I=逆时针方向．安培力的大小F=BIL=

，方向为

，根据左手定则，知安培力方向水平向左．

，方向为顺时针方向，安培力的大小

在L﹣2L的过程中，电动势E=2BLv，电流I=F=

，根据左手定则，知安培力方向水平向左．

，方向为逆时针方向，安培力的大小为

在2L﹣3L的过程中，E=BLv，电流I=F=BIL=

，根据左手定则，知安培力方向水平向左．故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

【点评】解决本题的关键掌握切割产生的感应电动势公式以及安培力的大小公式，会通过楞次定律判断感应电流的方向，通过左手定则判断安培力的方向． 9．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）

A．合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭

B．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 C．合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭 【考点】自感现象和自感系数．

【分析】对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．

【解答】解：由于a、b为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮；当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时熄灭． 故选：C

【点评】线圈的自感系数越大，频率越高时，感抗越高．

10．如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，磁感强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一质量为m长为l的导体棒从ab位置获平行斜面的大小为v的初速向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s，导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为μ．则（ ）

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为

B．上滑过程中安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为C．上滑过程中电流做功发出的热量为D．上滑过程中导体棒损失的机械能为

﹣mgs（sinθ+μcosθ） ﹣mgs sinθ

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化． 【专题】电磁感应——功能问题．

【分析】导体棒向上做减速运动，开始时速度最大，产生的感应电流最大，受到的安培力最大，由E=BLv、I=

、FA=BIL求出最大安培力．根据动能定理分析总功．由能量守恒定律研

究电流做功发出的热量．上滑的过程中动能减小，重力势能增加，即可求得机械能的损失． 【解答】解：

A、导体棒开始运动时所受的安培力最大，由E=BLv、I=FA=

．故A错误．

、FA=BIL得到最大安培力为

B、导体棒上滑的过程中，根据动能定理得知：安培力、滑动摩擦力和重力对导体棒做的总功为﹣mv．故B错误．

C、根据能量守恒可知，上滑过程中导体棒的动能减小，转化为焦耳热、摩擦生热和重力势能，则有电流做功发出的热量为Q=mv﹣mgs（sinθ+μcosθ）．故C正确．

D、上滑的过程中导体棒的动能减小mv，重力势能增加mgs sinθ，所以导体棒损失的机械能为mv﹣mgssinθ．故D正确． 故选：CD

【点评】在推导安培力时要掌握安培力的一般表达式F=

，R+r是回路的总电阻，导体

2

22

2

棒的电阻不能遗漏．要抓住能量如何转化的，分析热量．

二、实验题（共24分）

11．在“测量电阻丝的电阻率”的实验中， （1）如图1，用螺旋测微器测量电阻丝的直径为 0.887 mm：已知电阻丝的电阻RX约为10Ω，有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，要求尽量多测几组数据： A．量程为0﹣0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表A1 B．量程为0﹣3A，内阻约为0.1Ω的电流表A2 C．量程为0﹣3V，内阻约为6kΩ的电压表V1 D．量程为0﹣15V，内阻约为30kΩ的电压表V2

E．阻值为0﹣1kΩ，额定电流为0.5A 的滑动变阻器R1 F．阻值为0﹣10Ω，额定电流为2A 的滑动变阻器R2 G．电动势为4V、内阻约为2Ω的蓄电池E H．开关S，导线若干

（2）除选用G、H外，还应选用的器材是（只填代号）电流表 A ，电压表 C ，滑动变阻器 F ．

（3）在图2虚线方框中用铅笔画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图． （4）测量的阻值比真实的阻值 偏小 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）． 【考点】测定金属的电阻率． 【专题】实验题；恒定电流专题．

【分析】（1）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．

（2）用伏安法测量电阻时，要注意安全，即电流电压不能超过电表的量程，也不能超过电路元器件的额定电流；还要注意精确，即电表读数要使指针偏转的角度较大，通常尽量超过一半；最后要操作方便，便于测量．根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．

（3）根据待测电阻与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图．

（4）分析实验中中电压表及电流表内阻的影响，则可得出实验结果的误差． 【解答】解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为：

0.01×38.7mm=0.087mm，所以最终读数为：0.5mm+0.387mm=0.887mm，由于需要估读，在范围内0.885～0.8内均正确．

（2）电源的电动势为4V，为了测量的准确性，电压表应选择C； 电路中的最大电流I==

Ω=0.3A；故电流表选择A；滑动变阻器要便于调节，故采用分压接

法时，应选用小电阻，故滑动变阻器选F；

（3）本实验要求多测几组数据，故滑动变阻器应采用分压接法；同时，由于电压表内阻远大于待测电阻，故电流表选用外接法；电路图如下图；

（4）采用电流表外接法时，所测电压准确，而所测电流大于真实值，则由欧姆定律可知，测量值小于真实值； 故答案为：（1）0.887；（2）A，C，F；（3）如上图；（4）偏小．

【点评】测量电阻率的实验中滑动变阻器可以采用分压和限流接法，但由于本实验中要求多测几组数据，故应采用滑动变阻器分压接法．

12．某同学在实验室测二节干电池的电动势E和内电阻r；可以提供器材有： A．待测干电池（电动势约3V，内阻约1.5Ω） B．电流表A1（量程0.6A，内阻r1约0.5Ω） C．电流表A2（量程1mA，内阻r2=200Ω） D．滑动电阻器R1（0～20Ω，2.5A） E．电阻箱R2：最大值9999Ω 以及开关、导线若干

为了尽可能准确地测量待测电源的电动势和内阻，请解答说明下列问题

（1）因现有器材中没有电压表，该同学用电阻箱R2与电流表 A2 （选填“A1”或“A2”）串联改装为电压表，来测量路端电压．

（2）该同学根据自己设计实验方案，请你用笔完成实物图的连接（如图1）．

（3）测量得到的路端电压与电流的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图2所示． 根据各点表示的数据，在图2上用笔描出U﹣I图线．由此求得：E= 3.0 V，r= 1.7 Ω．（均保留2位有效数字）

（4）用此电源与三个阻值均为2Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为1.3V，则该电路为 B

【考点】测定电源的电动势和内阻． 【专题】实验题． 【分析】（1）把电流表改装为电压表，应该知道电流表的内阻，根据所给电流表选择答题． （2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理连接实物电路图．

（3）根据坐标系内描出的点作出电源的U﹣I图象，图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻．

（4）由欧姆定律求出外电路总电阻，然后判断所用的实验电路． 【解答】解：（1）电流表A2内阻已知，可以用电阻箱R2与电流表A2串联改装为电压表，来测量路端电压．

（2）电压表测路端电压，电流表测电路电流，电源内阻较小，相对于电源来说电流表应采用外接法，电路图如图所示．

（3）根据坐标系内描出的点作出电源的U﹣I图象如图所示，由图象可知电源电动势E=3.0V，电源内阻r=

=

≈1.7Ω．

（4）路端电压U=IR=

•R=

×R=1.3，解得：R=1.3Ω；

≈1Ω；C图示电

A图所示电路中，外电阻R=≈0.67Ω；B图示电路中，外电阻R=路中，外电阻R=3×2=6Ω；D图示电路中，外电阻R=2+

=3Ω，

由此可知，在误差范围内B正确，故选B． 故答案为：（1）A2；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；3.0；1.7；（4）B．

【点评】在电学实验中，应将电阻值一定的电流表进行改装，若需改为电压表则应串联一电阻，若需改为电流表则应串联一电阻．

三、计算题．

13．如图所示，两光滑金属导轨，间距d=0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B=0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R=3Ω，桌面高H=0.8m，金属杆ab质量m=0.2kg、电阻r=1Ω，在导轨上距桌面h=0.2m高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m，g=10m/s，求：

（1）金属杆刚进入磁场时，杆中的电流大小和方向； （2）整个过程中R上放出的热量．

2

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律． 【分析】（1）金属杆进入磁场前在光滑导轨上滑行，只有机械能守恒，即可求出杆刚进入磁场时的速度．由E=Bdv、I=

求出R上电流的大小，由右手定则判断电流的方向；

（2）ab杆离开磁场后做平抛运动，根据h和s，由平抛运动的规律可求得杆离开磁场时的速度，再对通过磁场的过程，运用能量守恒列式，即可求得热量． 【解答】解：（1）ab棒刚进入磁场的瞬间，速率为v，由机械能守恒定律得 mgh=mv， v=

=

=2m/s

2

此时感应电动势 E=Bdv=0.1×0.2×2V=0.04V I=

=

A=0.01A

方向：棒中由a→b （2）金属杆平抛初速度为v′，则有 s=v′t h=gt， 则得v′=s

=1m/s

2

由能量守恒，有

Q=mgh﹣mv′=（0.2×10×0.2﹣×0.2×1）J=0.3J R上放出的热量 QR=

=

J=0.225J．

2

2

答：

（1）金属杆刚进入磁场时，R上的电流为0.01A，棒中由a→b． （2）整个过程中R上放出的热量为0.225J

【点评】考查机械能守恒定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、平抛运动规律及动能定理，同时注意要求R上放出的热量，而不是整个电路产生的热量．

14．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求：

（1）粒子从C点穿出磁场时的速度v； （2）电场强度E和磁感应强度B的比值； （3）拉子在电、磁场中运动的总时间．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动． 【专题】带电粒子在复合场中的运动专题． 【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据偏转位移和初速度可以求出粒子进入磁场时的速度大小和方向，又粒子在磁场中做匀速圆周运动，不改变粒子速度的大小，故可求穿出磁场时的速度v；

（2）根据粒子在磁场中的偏转可以求出粒子圆周运动的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力展开讨论，在电场中粒子在电场力作用下做类平抛运动，根据在电场方向偏转的距离和初速度求出电场强度和初速度的关系，展开讨论即可；

（3）分别求出粒子做类平抛运动的时间和圆周运动的时间，在磁场中根据轨迹求出圆心角，据此处理运动时间即可． 【解答】解：（1）粒子在电场中偏转做类平抛运动： 在垂直电场方向：vx=v0，x=v0t 得：

①

=

②

平行电场方向：vy=at，得：由①②得到：即vy=v0

∴粒子进入磁场时的速度

，

因为粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，所以粒子穿出磁场时的速度v=方向与v0方向一致． （2）在电场中运动时

得：

在磁场中运动如图

运动方向改变45°，运动半径R得：又

得：

所以：

（3）如图，粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间粒子在电场中做类平抛运动时间 所以粒子运动总时间t总=t+t’=

答：（l）粒子从 C 点穿出磁场时的速度v=应强度 B 的比值

，方向与v0相同；（2）电场强度 E 和磁感

．

；（3）粒子在电、磁场中运动的总时间为：

【点评】本题中粒子先后在电场和磁场中运动，轨迹不同，研究方法也不同，电场中运用运动的分解和合成，磁场中运用几何知识画轨迹，求半径．

15．如图甲所示，放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m，质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上，导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连，导体棒及导轨的电阻不计，所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向下．现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v﹣t图象．设导轨足够长．

求：（1）力F的大小；

（2）t=1.2s时，导体棒的加速度；

（3）估算1.6s内电阻R上产生的热量．

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律；焦耳定律． 【专题】电磁感应与电路结合． 【分析】（1）由图象可知：v=10m/s时导体棒匀速运动，安培力等于拉力F，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和平衡条件求出力F的大小．

（2）导体运动后，水平方向受到F、安培力两个力．由图象可知，时间t=1.2s时导体棒的速度，由牛顿第二定律求得加速度．

（3）由图象与坐标轴所包围的面积表示位移，根据能量守恒定律求解．

【解答】解：（1）由图可知，导体棒运动的速度达到v1=10m/s时开始做匀速运动，此时安培力和拉力F大小相等．

匀速运动后导体棒上的电动势：E1=BLv1， 导体棒受的安培力：

则：F=F1=10N

（2）由图可知，时间t=1.2s时导体棒的速度 v2=7m/s 此时导体棒上的电动势：E2=BLv2，

导体棒受的安培力： =N=7N

由牛顿定律得：

（3）由图知，到1.6s处，图线下方小方格的个数为40个，每个小方格代表的位移为：△x=1×0.2m=0.2m

所以1.6s内导体棒的位移为：x=0.2×40m=8m 拉力F做功为：W=Fx=10×8J=80J 由图知此时导体棒的速度 v3=8m/s 导体棒动能

根据能量守恒定律，产生的热量 Q=W﹣EK=80J﹣32J=48J 答：

（1）力F的大小为10N；

2

（2）t=1.2s时，导体棒的加速度为3m/s； （3）1.6s内电阻R上产生的热量为48J．

【点评】本题电磁感应中的力学问题，电磁感应与力联系的桥梁是安培力，这种类问题关键在于安培力的分析和计算．