高二物理人教版选修31：恒定电流和磁场练习题（有答案）

练习题 一、选择题〔1-3单项选择、4-8多项选择〕 〔 〕1．两个较大的平行金属板A、B相距为d ,分别接在电压为U的电源正、负极上 ,这时质量为m ,带电荷量为-q的油滴恰好静止在两板之间 ,如下图 ,在其他条件不变的情况下 ,如果将两板非常缓慢地水平错开一些 ,那么在错开的过程中 A.油滴将向上加速运动 ,电流计中的电流从b流向a B.油滴将向下加速运动 ,电流计中的电流从a流向b C.油滴静止不动 ,电流计中的电流从b流向a D.油滴静止不动 ,电流计中的电流从a流向b 〔 〕2．如图 ,电路中 ,电源电动势为E、内阻为 ,闭合 开关S ,增大可变电阻R的阻值后 ,电压表示数的变化量 为U。在这个过程中 ,以下判断正确的选项是 A．电阻R1两端的电压减小 ,减小量等于△U B．电容器的带电量减小 ,减小量等于C△U C．电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大 D．电压表示数变化量△U和电流表示数变化量△I的比值增大 〔 〕3．在如下图的电路中 ,电源内阻不为零 , 开关S1、S2闭合时电路正常工作.只断开S2后 ,电压表 示数U和电流表示数I的变化为 A．U和I都变大 B．U和I都变小 C．U变大 ,I变小 D．U变小 ,I变大 〔 〕4．如下图 ,闭合开关S后 ,A灯与B灯均发光 , 当滑动变阻器的滑片P向左滑动时 ,以下说法中正确的选项是 A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．电源的输出功率可能减小 D．电源的总功率可能增大 〔 〕5．如下图的电路中 ,电源电动势E恒定 ,内阻r=1 Ω, 定值电阻R3=5 Ω.当电键K断开与闭合时 ,ab段电路消耗的 电功率相等。那么以下说法中正确的有 A．电阻R1、R2可能分别为4 Ω、5 Ω B．电阻R1、R2可能分别为3 Ω、6 Ω C．电键K断开与闭合时 ,电压表的示数大小与电流表的示数大小之比都等于6 Ω D．电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数 〔 〕6．质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上 ,导轨的宽度为d ,杆与导轨间的动摩擦因数为μ ,有电流通过杆 ,杆恰好静止于导轨上。如下图的A、B、C、D四个图中 ,杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 〔 〕7.根据磁场对电流会产生作用力的原理 ,人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮 ,它的根本原理如下图 ,以下结论中正确的选项是 A.要使炮弹沿导轨向右发射 ,必须通以自M向N的电流 B. 要使炮弹沿导轨向右发射 ,必须通以自N向M的电流 C.要想提高炮弹的发射速度 ,可适当增大电流或磁感应强度 D.使电流和磁感应强度的方向同时反向 ,炮弹的发射方向亦将随之反向 〔 〕8．如下图电路中电表都是理想电表.某同学按此电路 进行实验 ,将变阻器的滑片P移到不同位置 ,观察各电表的 示数 ,记录下多组数据。正确的选项是 A．通过实验 ,能够测定R2和R3的阻值 ,不能测定R1的阻值 B．通过实验 ,能够测定电源电动势E的大小 ,内阻r的值 C．假设调节滑动变阻器RP时 ,电压表V2示数始终为零 , 其他三个电表读数有变化 ,可能原因是R1发生断路故障 D．假设调节滑动变阻器时各电表示数均不变 ,可能原因是R2发生断路故障 二、实验题 9. 用游标卡尺测量某一铁球的直径．主尺示数(单位为cm)和游标的位置如下图 ,那么其直径为_____cm；用螺旋测微器测量小钢球的直径 ,长度如下图 ,其直径长为__________mm． 10. 某同学做“测定金属电阻率〞的实验。 ①需要通过实验直接测量的物理量有： 〔写知名称和符号〕。 ②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属丝的电阻。有以下器材可 供选择：〔要求测量结果尽量准确〕 A．电池组〔3V ,内阻约1〕 B．电流表〔0—3A ,内阻约0.025〕 C．电流表〔0—0.6A ,内阻约0.125〕 D．电压表〔0—3V ,内阻约3k〕 E．电压表〔0—15V ,内阻约15k〕 F．滑动变阻器〔0—20 ,额定电流1A〕 G．滑动变阻器〔0—1000 ,额定电流0.3A〕 H．开关 ,导线 实验时应选用的器材是 〔填写各器材的字母代号〕。 请在下面的虚线框中画出实验电路图。 这位同学在一次测量时 ,电流表、电压表的示数如以下图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为 。 ③用伏安法测金属丝电阻存在系统误差。为了减小系统误差 ,有人设计了如下图的实验方案。其中Rx是待测电阻 ,R是电阻箱 ,R1、R2是阻值的定值电阻。合上开关S ,灵敏电流计的指针偏转。将R调至阻值为R0时 ,灵敏电阻计的示数为零。由此可计算出待测电阻Rx = 。〔用R1、R2、R0表示〕 11．甲同学设计了如下图的电路测电源电动势E及电阻R1和R2阻值。实验器材有：待测电源E〔不计内阻〕 ,待测电阻R1 ,待测电阻R2 ,电压表V〔量程为1.5V ,内阻很大〕 ,电阻箱R〔0－99.99Ω〕 ,单刀单掷开关S1 ,单刀双掷开关S2 ,导线假设干。 ①先测电阻R1的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合S1 ,将S2切换到a ,调节电阻箱 ,读出其示数r和对应的电压表示数Ul ,保持电阻箱示数不变 , ,读出电压表的示数U2。那么电阻R1的表达式为R1＝______。 ②甲同学已经测得电阻Rl＝4.8 Ω ,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。该同学的做法是：闭合S1 ,将S2切换到a ,屡次调节电阻箱 ,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U ,由测得的数据 ,绘出了如下图的图线 ,那么电源电动势E＝_____V ,电阻R2＝_____Ω。 ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl ,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是：闭合S1 ,将S2切换到b ,屡次调节电阻箱 ,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U ,由测得的数据 ,绘出于相应的－图线 ,根据图线得到电源电动势E和电阻R2。这种做法与甲同学的做法比拟 ,由于电压表测得的数据范围________〔选填“较大〞、“较小〞或“相同〞) ,所以________同学的做法更恰当些。 三、计算题 12. 如下图电路中 ,电源电动势E=9 V ,内电阻r=2 Ω, 定值电阻R1=6 Ω,R2=10 Ω,R3=6 Ω,电容器的电容C=10 μF. 〔1〕保持开关S1、S2闭合 ,求电容器C的带电荷量； 〔2〕保持开关S1闭合 ,将开关S2断开 ,求断开开关S2 后流过电阻R2的电荷量. 13.如下图电路中 ,电阻R1=2 Ω,R2=5 Ω,灯泡L标有“3 V 1.5 W〞字样 ,电源内阻r=1 Ω,滑动变阻器的最大阻值为Rx.当滑片P滑至a端时 ,电流表的示数为1 A ,此时灯泡L恰好正常发光.求： 〔1〕当滑片P滑至b端时 ,电流表的示数； 〔2〕当滑动变阻器Pb段的电阻为0.5Rx时变阻器上消耗的功率. θ θ a b E r B 14.如下图 ,两平行金属导轨间的距离L=0.40m ,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º ,在导轨所在平面内 ,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上 ,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好 ,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω ,金属导轨电阻不计 ,g取10m/s2。sin37º=0.60 ,cos37º=0.80 ,求： (1)作出导体棒的受力图； 〔2〕通过导体棒的电流； 〔3〕导体棒受到的安培力大小； 〔4〕导体棒受到的摩擦力。 16．如下图 ,电源〔E ,r〕由n个电动势E0均为1.5V ,内阻均为r0的电池串联所组成〔E＝nE0 ,r＝nr0〕 ,合上开关S ,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中 ,电路中的一些物理量的变化由图甲、乙、丙三个图给出 ,电表、导线对电路的影响不计。求： 〔1〕组成电源的串联电池的个数n； 〔2〕变阻器总阻值； 〔3〕甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标。〔甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线。这里的效率指电源的输出功率与总功率的比值。〕 答案及解析 1．选D.将两板非常缓慢地水平错开 ,d不变 ,正对面积减小 ,两板间场强为E= ,那么E不变 ,油滴受力情况不变 ,保持静止.电容器电容减小 ,电荷量减小 ,电容器放电 ,电流计中电流从a流向b.所以选项D正确. 2．C 3．选C.断开S2 ,电路中的总电阻变大,那么干路电流减小 ,路端电压变大 ,应选C. 4．AC 5．选A、D.根据当电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等列方程,得出电阻R1、R2之间的关系为R1〔R1+R2〕=〔r+R3〕2=36,利用代入法可判断A正确 ,B错误.当电键K断开与闭合时电压表的示数大小与电流表的示数大小之比分别为〔R1+R2〕和R1 ,C错.根据闭合电路欧姆定律 ,电键K断开时.大于K闭合时的示数 ,D正确. 6．CD 7。AC 8．选A、B、D.电压表V1测的是R3两端的电压 ,电流表A2测的是R3的电流 ,R3= ,那么电压表V2测的是R2的电压 ,R2= ,那么R2的阻值可测定；将R1看做电源内阻的一局部 ,那么电源内阻变为(r+R1),电压表V1就测路端电压 ,电流表A1测总电流 ,作U1-I1图象 ,图线与纵坐标的交点就是电源电动势的值 ,从U1-I1图象可求出〔r+R1〕的值 ,但无法单独求出r或R1.所以选项A、B都正确.电压表V2示数为零 ,是因R2短路 ,选项C错.调节滑动变阻器时 ,各电表示数不变 ,说明滑动变阻器无法调节电流 ,可能是R2发生断路 ,选项D正确. 9．2.16cm；3.180mm 10．①加在金属丝两端的电压U ,通过金属丝的电流I ,金属丝的长度L ,金属丝的直径D ②ACDFH ,电路图如下图 ,5.2～5.22 11．①将S2切换到b； ②1.43〔或〕； 1.2；③较小； 甲 二、计算题 12．〔1〕保持开关S1、S2闭合 ,那么电容器上电压 电容器带电荷量Q=CUC=10×10-6×3 C=3×10-5 C 〔2〕保持开关S1闭合 ,将开关S2断开后 ,电路稳定时电容器上电压等于电源电压 Q′=CE=10×10-6×9 C=9×10-5 C 流过R2的电荷量等于电容器C上电荷量的增加量 =ΔQ=Q′-Q=9×10-5 C-3×10-5 C=6×10-5 C 13. 当滑片P在a端时,E=I〔R1+r〕+U0=1×(1+2) V+3 V=6 V I0=P/U0=0.5 A,Ix=I-I0=0.5 A Rx=U0/Ix=6 Ω 〔1〕当P在b端时 ,电流表示数为I′=E/(R1+r)=2 A 〔2〕当RPb=3 Ω时 ,R并=2 Ω, 电流表示数为I″=E/(R1+R并+r)=1.2 A