物理1025解析答案

物理10-25解析答案．如圖1所示，用多用電表測(cè)直流電壓U和測(cè)電阻R時(shí)，若紅表筆插入多用電表的正(＋)插孔，則()A．前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流出多用電表B．前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表C．前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表 圖1D．前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從紅表筆流出多用電表解析：題圖是多用電表的示意圖，無論是測(cè)電壓U還是測(cè)電阻R，電流都是從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表，選項(xiàng)B正確。答案：B一個(gè)滿偏電流為3mA的電流表改裝成歐姆表，調(diào)整零點(diǎn)后用它測(cè)量500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，指針恰好指在刻度盤的正中間，如用它測(cè)量一個(gè)未知電阻，指針指在1mA處，則被測(cè)電阻的阻值為（）A．1000ΩB．2000ΩC．750ΩD．250Ω一個(gè)用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表，調(diào)整零點(diǎn)后用它測(cè)量500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，指針恰好指在刻度盤的正中間，則此歐姆表的內(nèi)阻為________，如用它測(cè)量一個(gè)未知電阻時(shí)，指針指在1mA處，則被測(cè)電阻的阻值為__________考點(diǎn)：把電流表改裝成電壓表．專題：實(shí)驗(yàn)題．分析：因測(cè)量500Ω電阻指針指在刻度的中間，則中值電阻為500Ω，則其內(nèi)阻為500Ω．電池的電動(dòng)勢(shì)為Ig×R內(nèi)=3×10-3×500=1.5V，再由I=可求得R測(cè)解答：解：當(dāng)電流達(dá)到滿偏電流的一半時(shí)，所測(cè)電阻與內(nèi)部電阻相同，為中值電阻

中值電阻為R內(nèi)=500Ω，

則E=Ig×R內(nèi)=3×10-3×500=1.5V

又I=

得R測(cè)=-R內(nèi)=-500=1000Ω

故答案為：500Ω；1000Ω．點(diǎn)評(píng)：考查歐姆表的內(nèi)部電路，明確中值電阻等于內(nèi)阻．會(huì)由全電路歐姆定律求不同電流時(shí)的電阻值．有關(guān)歐姆表的使用，下列說法中正確的是（）A．更換測(cè)量檔時(shí)，需要重新調(diào)零B．測(cè)量電阻時(shí)，表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，誤差就越小C．使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔D．如果指針偏轉(zhuǎn)太小，應(yīng)改用大量程測(cè)量解析：歐姆表的指針指在中值電阻附近時(shí)，讀數(shù)誤差較小，由于電阻的測(cè)量值等于表在示數(shù)乘倍率，指針相對(duì)電流零刻度偏轉(zhuǎn)太小，即電阻的表示數(shù)太大，說明率太小，應(yīng)增大倍率，即改用較大量程檔測(cè)量。為了安全，使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高檔或“OFF”檔，歐姆表使用時(shí)，每換一次必須重新調(diào)一次零。答案：ACD4.某同學(xué)用多用電表的歐姆檔測(cè)一未知電阻時(shí)，把選擇旋鈕扳到了×100檔，測(cè)量時(shí)指針指示在如圖所示的位置．為了精確地測(cè)出未知電阻的值，在如下可能的操作中，該學(xué)生應(yīng)該繼續(xù)操作的步驟是：_____________．（填入字母）A．把兩根表筆短接B．把選擇旋鈕扳到×10檔上C．把選擇旋鈕扳到×1K檔上D．把選擇旋鈕扳到交流電壓檔上E．把兩根表筆與未知電阻兩端接觸，讀出電阻值F．調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針指示到歐姆檔的零刻度線答案：C、A、F、E、D(1)用多用電表測(cè)直流電流時(shí)，應(yīng)把選擇開關(guān)旋至標(biāo)有________處，并把多用電表________連接到被測(cè)電路中．若測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)把選擇開關(guān)旋至標(biāo)有________處，并把多用電表與被測(cè)電路________聯(lián)，測(cè)直流電壓和電流時(shí)，都必須把紅表筆接在________處，即電流從________表筆流進(jìn)．(2)如圖所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條線分別表示多用電表指針的指示位置．①將多用電表選擇開關(guān)置于“×1”擋，Ⅰ的示數(shù)為________Ω，Ⅱ的示數(shù)為________Ω.②將選擇開關(guān)置于直流“50V”擋，Ⅰ的示數(shù)為________V，Ⅱ的示數(shù)為________V，Ⅲ的示數(shù)為________V.③選擇開關(guān)置于直流“250V”擋時(shí)，Ⅰ示數(shù)為________V，Ⅱ的示數(shù)為________V.解析(1)多用電表測(cè)直流電流時(shí)，選擇開關(guān)應(yīng)置于“mA”擋，且把電表串聯(lián)接入被測(cè)電路中．測(cè)電壓時(shí)，把選擇開關(guān)置于標(biāo)有“V”處．且并聯(lián)于被測(cè)電路兩端．因紅表筆與表頭正接線柱相連，黑表筆與表頭負(fù)接線柱相連，因此測(cè)直流電壓和直流電流時(shí)，都必須把紅表筆接在電勢(shì)高處，即電流從紅表筆進(jìn)入．(2)多用電表測(cè)電流或電壓時(shí)，只要根據(jù)旋鈕所指示的量程看表盤相對(duì)應(yīng)的刻度線，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，直接讀出指針指示的讀數(shù)即可，而歐姆表的刻度指示數(shù)乘以旋鈕指示的擋次倍率，才是電阻的測(cè)量值．答案(1)mA串V并電勢(shì)高紅(2)①2836②18.014.78.0③9073要測(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，所備器材如下：

Ａ．待測(cè)電壓表Ｖ（量程3V，內(nèi)阻未知）

Ｂ．電流表Ａ（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）

Ｃ．定值電阻Ｒ（阻值2kΩ，額定電流50mA）

Ｄ．蓄電池Ｅ（電動(dòng)勢(shì)略小于3V，內(nèi)阻不計(jì)）

Ｅ．多用電表

Ｆ．開關(guān)Ｋ1、Ｋ2，導(dǎo)線若干

有一同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

①首先，用多用電表進(jìn)行粗測(cè)，選用×100Ω倍率，操作方法正確。若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測(cè)量的結(jié)果是

Ω．

②為了更精確地測(cè)出此電壓表內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的乙、丙實(shí)驗(yàn)電路，你認(rèn)為其中較合理的電路圖是。其理由是

。

③在圖丁中，根據(jù)你選擇的電路把實(shí)物連接好。

④用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟：

；用上述所測(cè)量的符號(hào)表示電壓表的內(nèi)阻ＲV＝

.答案⑴3000；（2分）

⑵丙(1分)；乙圖中電流表的示數(shù)太小，誤差太大。丙圖中R的阻值與電壓表阻值接近，誤差小。（答對(duì)一句得2分）。

⑶實(shí)物圖連接如右圖所示：(2分)

⑷實(shí)驗(yàn)步驟：

①閉合K1．再閉合K２，讀得電壓表示數(shù)Ｕ１；再斷開K２，讀得電壓表示數(shù)Ｕ２.（2分）②ＲV＝。8.如圖所示，黑箱上有三個(gè)接線柱A、B、C，已知里面裝的元件只有兩個(gè)（可能是電池、電阻或二極管），并且兩個(gè)接線柱間最多只接一個(gè)元件.現(xiàn)用多用電表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如下：①用直流電壓擋測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)間均無電壓；②用歐姆擋測(cè)量，A、C間正、反接，阻值不變；③用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接A點(diǎn)，紅表筆接B點(diǎn)，有阻值，反接阻值較大；④用歐姆擋測(cè)量，黑表筆接C點(diǎn)，紅表筆接B點(diǎn)，有阻值，阻值比第②步測(cè)得的大，反接阻值很大.試在方框圖內(nèi)畫出箱內(nèi)這兩個(gè)元件的接法.解析：（1）用直流電壓擋測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)間均無電壓，表明這兩個(gè)元件中沒有電源；（2）用歐姆擋測(cè)量，A、C間正、反接，阻值不變，表明A、C間接的是一個(gè)電阻；綜合（3）（4），用歐姆表測(cè)量，黑表筆接A點(diǎn)，紅表筆接B點(diǎn)，有阻值，反接阻值較大；黑表筆接C點(diǎn)，紅表筆接B點(diǎn)，有阻值，反接阻值比第②步測(cè)得的值大，反接阻值很大，表明A、B之間接的是一個(gè)二極管，A端接正極，B端接負(fù)極.10.要測(cè)量一塊多用電表直流10mA檔的內(nèi)阻RA(約為40Ω)，除此多用電表外，還有下列器材：直流電源一個(gè)(電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V，內(nèi)阻可忽略不計(jì))，電阻一個(gè)(阻值R約為150Ω)，電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干．要求

(1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟；

(2)給出RA的表達(dá)式．

解析：分析：明確實(shí)驗(yàn)原理是解決實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，本題中實(shí)際就是測(cè)量電流表內(nèi)阻，由于電流表能測(cè)量流過自己的電流，因此只要能測(cè)量出它兩端的電壓即可．將已知阻值的電阻和電流表串入電路，求出電阻的分壓，然后計(jì)算出電流表兩端電壓即可完成實(shí)驗(yàn)．

解答：解：（1）充分利用題目中所給器材特點(diǎn)，確定實(shí)驗(yàn)原理和步驟：利用多用電表測(cè)量出電動(dòng)勢(shì)和定值電阻的阻值，然后將電流表和電阻串入電路，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)確定電流表兩端電壓，即可完成實(shí)驗(yàn)．

（1）具體步驟為：①用多用電表的直流電壓檔測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E．

②用多用電表的Ω檔測(cè)電阻阻值R．

③將多用電表置于直流10mA檔，與電阻R及電鍵串聯(lián)后接在電源兩端，合上電鍵，記下多用電表讀數(shù)I．

（2）由于電源不計(jì)內(nèi)阻，因此電路中的總電阻為：，

所以電流表內(nèi)阻為：如圖所示，有一內(nèi)電阻為4.4Ω的電解槽和一盞標(biāo)有“110V、60W”的燈泡串聯(lián)后接在電壓為220V的直流電路兩端，燈泡正常發(fā)光，則()

電解槽的輸出電功率為60WB．電解槽的發(fā)熱功率為60WC．電解槽消耗的電功率為60WD．電路消耗的總功率為60W試題分析：由于燈泡正常發(fā)光，所以電動(dòng)機(jī)的電壓為220-110=110V，由于電解槽和燈泡串聯(lián)，它們的電流相等，所以I==A，所以電解槽的輸入功率為P=UI=110×=60W，所以A錯(cuò)誤．電解槽的發(fā)熱功率為P熱=I2r=（）2×4.4W=1.3W，所以B錯(cuò)誤．電解槽消耗的總功率等于電解槽的輸入功率,即為60W，所以C正確．電路消耗的總功率為：P總=220V×A=120W，所以D錯(cuò)誤9.如圖所示，電路兩端電壓U保持不變，滑動(dòng)變阻器R的全阻值與R2的阻值均為20Ω，電阻R1的阻值為5Ω．在滑動(dòng)變阻器R的滑片P由a向b滑動(dòng)的過程中（）干路中電流不斷增大B．R1上消耗的電功率不斷增大C．R1上消耗的電功率不斷減小D．R2上消耗的電功率不斷減小

解析：A.滑動(dòng)變阻器R的滑片P由a向b滑動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的電阻變小，總電阻變小，則總電流變大，即干路中電流不斷增大，故A正確；B、R1上消耗的電功率P1=I2R1，電流不斷變大，則R1上消耗的電功率不斷增大，故B正確，C錯(cuò)誤；D、總電流增大，R1兩端的電壓變大，則并聯(lián)部分的電壓變小，即R1兩端的電壓變小，根據(jù)P2=可知，R2上消耗的電功率不斷減小，故D正確．故選：ABD7.關(guān)于多用電表上的電阻刻度線，下列說法正確的是（）零電阻刻度線與零電流刻度線重合B．零電阻刻度線與電流表滿偏刻度線重合C．電阻刻度不均勻，刻度值越大處刻度線越密D．電阻刻度不均勻，刻度值越小處刻度線越密解析：多用表的電阻刻度線大小與電流電壓的刻度線大小相反，電流最大處，電阻為0．故A錯(cuò)誤，B正確，由I=故電阻的刻度線是不均勻的，刻度值越大處刻度線越密．故C正確，D錯(cuò)誤故選：BC11.某一直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，電源提供給電動(dòng)機(jī)的電壓為U=110V，不計(jì)各種摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I=5.0A，則電動(dòng)機(jī)的線圈電阻為（）（取g=10m/s2）．考點(diǎn)：電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功，消耗電能（W電=UIt）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（W機(jī)=mgh）和內(nèi)能（W內(nèi)=I2Rt），可求轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能大小，再根據(jù)W內(nèi)=I2Rt求電動(dòng)機(jī)線圈的電阻；解答：解：（1）在時(shí)間t內(nèi)電流通過直流電動(dòng)機(jī)做功（消耗電能）：

W電=UIt，

在時(shí)間t內(nèi)得到的機(jī)械能：

W機(jī)=mgh=mgvt，

在時(shí)間t內(nèi)，在電動(dòng)機(jī)線圈的電阻轉(zhuǎn)化的內(nèi)能：

W內(nèi)=I2Rt，

由題知，W電=W機(jī)+W內(nèi)，UIt=mgvt+I2Rt，

則UI=mgv+I2R，

即：110V×5A=50kg×10N/kg×0.9m/s+（5A）2R

解得：R=4Ω；

故選：A點(diǎn)評(píng)：本題考查了消耗電能（電功）的計(jì)算、功的計(jì)算、效率的計(jì)算．特別是要知道電動(dòng)機(jī)不是純電阻用電器，電流做功消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（發(fā)熱）．有一個(gè)用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，重物的質(zhì)量m=50kg，電路電壓為120V，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流I=5A，（取g=10m/s2）求：

（1）電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R等于多少．

（2）電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物的最大提升速度是多少．

（3）若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率又為多大．考點(diǎn)：電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：（1）電動(dòng)機(jī)的電功率P電=UI，發(fā)熱功率P熱=I2R，輸出的機(jī)械功率P機(jī)=mgv，根據(jù)能量守恒P電=P熱+P機(jī)求解電阻R．

（2）根據(jù)P電=P熱+P機(jī)，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)求出P機(jī)的最大值，再根據(jù)P機(jī)max=mgvmax求得最大速度；

（3）若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)電路是純電阻電路，歐姆定律成立，由歐姆定律求出電流，再求電功率．解答：解：（1）電動(dòng)機(jī)提升重物時(shí)，根據(jù)能量守恒定律得P電=P熱+P機(jī)，即：

UI=I2R+mgv

解得：R==6Ω

（2）根據(jù)P電=P熱+P機(jī)，得：

P機(jī)=P電-P熱=UI-I2R=-R（I-）2+

當(dāng)I=時(shí)，P機(jī)有最大值，

即I=＝10A時(shí)，P機(jī)max=＝600W

根據(jù)P機(jī)max=mgvmax得：vmax==1.2m/s；

（3）若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則由歐姆定律得通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為：

I′=＝=20A

電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為：P電′=I′2R=2400W

答：（1）、電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R等于6Ω；

（2）、電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物的最大提升速度是1.2m/s；

（3）若因故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流為20A，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為2400W．點(diǎn)評(píng)：電動(dòng)機(jī)在正常工作時(shí)電路是非純電阻電路，歐姆定律不成立，不能直接根據(jù)電壓與電流求電阻R；電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路是純電阻電路，歐姆定律成立，能根據(jù)電壓和電阻求電流，要注意區(qū)分．如圖所示為一多用電表，S為選擇開關(guān)，Q為電阻擋調(diào)零旋鈕，現(xiàn)在要用它檢測(cè)兩個(gè)電阻的阻值（圖中未畫電阻）。已知阻值分別為R1=60Ω，R2=470kΩ，下面提出了在測(cè)量過程中一系列可能的操作，請(qǐng)你選出盡可能準(zhǔn)確地測(cè)定各組值和符合多用電表安全使用規(guī)則的各項(xiàng)操作，并且將它們按合理的順序填寫在后面的橫線上。A．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)電阻擋×1k

B．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)電阻擋×100

C．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)電阻擋×10

D．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)電阻擋×1E．旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)OFF

F．將兩表筆分別接到R1的兩端，讀出R1的阻值，隨后立即斷開

G．將兩表筆分別接到R2的兩端，讀出R2的阻值，隨后立即斷開H．兩表筆短接，調(diào)節(jié)Q使表針對(duì)準(zhǔn)電阻擋刻度盤上的0，隨后立即斷開

所選擇操作及其順序?yàn)椋ㄓ米帜复?hào)填寫）：__________。（操作步驟可以重復(fù)選用）答案：AHGDHFE（或DHFAHGE）直徑0.3mm的細(xì)鉛絲通過1.8A的電流時(shí)被熔斷，直徑0.6mm的粗鉛絲通過5A的電流時(shí)被熔斷，如果由長(zhǎng)度相同的20根細(xì)鉛絲和一根粗鉛絲并聯(lián)作為電路中的保險(xiǎn)絲，則通過多大電流時(shí)，電路斷開A．5AB．30AC．36AD．55A答案：B

由R=ρl/S=4ρl/πD2

可知R1/R2=(D2/D1)2=4，即R1=4R2；若并聯(lián)電路加1.8

R1V的電壓時(shí)，流過R2的電流為7.2

A，超過了粗鉛絲的熔斷電流，所以并聯(lián)電路只能加電壓5R2V，則通過每一根細(xì)鉛絲電流為1.25

A，故I總=30

A電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持一定，在外電路的電阻逐漸減小的過程中，下面說法中不正確的是（）電源的路端電壓一定逐漸變小B．電源的輸出功率一定逐漸變小C．電源內(nèi)部消耗的功率一定逐漸變大D．電源的供電效率一定逐漸變小解析：A、當(dāng)外電阻減小時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，電流減小，路端電壓U=E-Ir，E，r不變，I增大，U減小．故A正確

B、根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得知，當(dāng)外電阻與電源的內(nèi)阻相等，電源的輸出功率最大，由于外電阻與內(nèi)電阻關(guān)系未知，無法判斷電源的輸出功率的變化．故B錯(cuò)誤．C、電源內(nèi)部消耗的功率P=I2r，電流I增大，r不變，則電源內(nèi)部消耗的功率P增大．故C正確．D、電源的供電效率η==，當(dāng)外電阻R減小時(shí)，η一定變?。蔇正確．故選B1.電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，電源向可變電阻R供電，下列說法中正確的是（）電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓。電動(dòng)勢(shì)、電壓、電勢(shì)差雖然名稱不同，但物理意義相同，單位相同由U=IR可知I增大時(shí)，路端電壓增大電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和。8.高溫超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖所示。超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I>IC時(shí)，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(一個(gè)純電阻),以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流，已知超導(dǎo)部件正常態(tài)電阻R1=3，超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2A，限流電阻R2＝6，小燈泡L上標(biāo)有“6V

6W”的字樣，電源電動(dòng)勢(shì)E=8V，內(nèi)阻r＝2，原來電路正常工作，現(xiàn)小燈泡L突然發(fā)生短路，則A.短路前通過R1的電流為B.短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài)C.短路后通過R1的電流為D.短路后通過R1的電流為2A答案：BC解析：短路前通過R1的電流等于通過小燈泡L的電流,為1A,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。短路后超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為正常態(tài),選項(xiàng)B正確；此時(shí)R1=3，R外==2，U外=4V,通過R1的電流為,選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤如圖6所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R１、R２和R３的阻值相同.在開關(guān)S閉合的狀態(tài)下，若將開關(guān)S１由位置1切換到位置2，則

A.電壓表的示數(shù)變大

B.電源內(nèi)部消耗的功率變大

C.電阻R２兩端的電壓變大

D.電源的效率變大答案：AB1．電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，電源向可變電阻R供電，下列說法中正確的是()．A．電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓B．電動(dòng)勢(shì)、電壓、電勢(shì)差雖然名稱不同，但物理意義相同、單位相同C．由U＝IR可知I增大時(shí)，路端電壓增大D.電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和解析電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓，當(dāng)電源接入電路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和，A錯(cuò)，D對(duì)．電動(dòng)勢(shì)、電壓分別對(duì)應(yīng)不同的能量轉(zhuǎn)化，物理意義不同，B錯(cuò)．由U＝E－Ir可知I增大時(shí)，路端電壓減小，C錯(cuò)．答案D1．電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，電源向可變電阻R供電，下列說法中正確的是 ()．A．電動(dòng)勢(shì)等于電源兩極間的電壓B．電動(dòng)勢(shì)、電壓、電勢(shì)差雖然名稱不同，但物理意義相同、單位相同C．由U＝IR可知I增大時(shí)，路端電壓增大D.電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和解析電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電壓，當(dāng)電源接入電路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電壓之和，A錯(cuò)，D對(duì)．電動(dòng)勢(shì)、電壓分別對(duì)應(yīng)不同的能量轉(zhuǎn)化，物理意義不同，B錯(cuò)．由U＝E－Ir可知I增大時(shí)，路端電壓減小，C錯(cuò)．答案D2．直徑0.3mm的細(xì)鉛絲通過1.8A的電流時(shí)被熔斷，直徑0.6mm的粗鉛絲通過5A的電流時(shí)被熔斷，如果由長(zhǎng)度相同的20根細(xì)鉛絲和一根粗鉛絲并聯(lián)作為電路中的保險(xiǎn)絲，則通過多大電流時(shí)，電路斷開 ()．A．5A B．30AC．36A D．55A解析由R＝ρeq\f(l,S)＝eq\f(4ρl,πD2)∝eq\f(1,D2)，即eq\f(R1,R2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D2,D1)))2＝4，R1＝4R2，由并聯(lián)知識(shí)可求出R并＝eq\f(R1,24)，若兩端電壓為1.8R1(V)，則超過了粗鉛絲的熔斷電流，所以并聯(lián)鉛絲兩端最大只能加電壓5R2(V)，可求出總電流值為30A.答案B3．電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻都保持一定，在外電路的電阻逐漸變小的過程中，下面的說法中不正確的是 ()．A．路端電壓一定逐漸變小B．電源的輸出功率一定逐漸變小C．電源內(nèi)部消耗的電功率一定逐漸變大D．電源的供電效率一定逐漸變小解析由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，外電阻減小，路端電壓減小，A項(xiàng)對(duì)．由閉合電路歐姆定律可知，電流增大，再由P＝I2r可知內(nèi)阻消耗功率增大，C項(xiàng)對(duì)．電源效率η＝U/E＝eq\f(R,R＋r)，R減小，η減小，D項(xiàng)對(duì)．若外電路電阻開始時(shí)大于內(nèi)阻，則電源輸出功率先增大后減小，B項(xiàng)錯(cuò)．答案B8．高溫超導(dǎo)限流器由超導(dǎo)部件和限流電阻并聯(lián)組成，如圖5所示．超導(dǎo)部件有一個(gè)超導(dǎo)臨界電流IC，當(dāng)通過限流器的電流I>IC時(shí)，將造成超導(dǎo)體失超，從超導(dǎo)態(tài)(本題認(rèn)為電阻為零)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)(本題認(rèn)為是一個(gè)純電阻)，以此來限制電力系統(tǒng)的故障電流．已知超導(dǎo)部件的正常電阻為R1＝3Ω，超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2A，限流電阻R2＝6Ω，小燈泡L上標(biāo)有“6V、6W”，電源電動(dòng)勢(shì)E＝8V，內(nèi)阻r＝2Ω.原來電路正常工作，現(xiàn)L突然發(fā)生短路．則 ()．圖5A．短路前通過R1的電流為eq\f(2,3)AB．超導(dǎo)部件將由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)為正常態(tài)C．短路后通過R1的電流為2AD．短路后通過R1的電流為eq\f(4,3)A解析由P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過它的電流為1A小于超導(dǎo)臨界電流IC＝1.2A，所以短路前通過R1的電流為1A，因?yàn)闊襞荻搪泛?，R1與R2并聯(lián)再與電源內(nèi)阻串聯(lián)，故計(jì)算可知短路后通過R1的電流為eq\f(4,3)A.答案BD9．如圖6所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電路中的電阻R1、R2和R3的阻值都相同，在開關(guān)S處于閉合狀態(tài)下，將開關(guān)S1由位置1切換到位置2，則 ()．圖6A．電壓表的示數(shù)減小B．電池內(nèi)部消耗的功率變大C．電阻R2兩端的電壓變大D．電源的效率變大解析設(shè)電阻R1＝R2＝R3＝R，當(dāng)開關(guān)S1接1時(shí)，電路中總電阻為eq\f(3R,2)＋r；當(dāng)開關(guān)S1接2時(shí)，電路中總電阻為eq\f(2R,3)＋r，總電阻變小．由I干＝eq\f(E,R總)，R總變小，I干變大，路端電壓U＝E－I干r，電源E、r不變，則路端電壓減小，即電壓表讀數(shù)減小，選項(xiàng)A正確．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝Ieq\o\al(2,干)r，I干變大，P內(nèi)增大，選項(xiàng)B正確．當(dāng)開關(guān)S1接1時(shí)，R2兩端電壓UR2＝eq\f(R,\f(3,2)R)U＝eq\f(2,3)U，當(dāng)開關(guān)S1接2時(shí)，R2兩端電壓UR2＝eq\f(R,2R)U′＝eq\f(1,2)U′，結(jié)合A選項(xiàng)得出．R2兩端電壓變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．電池的效率η＝eq\f(I\o\al(2,干)R總,I\o\al(2,干)R總＋r)·100%＝eq\f(R總,R總＋r)·100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R總))·100%，則當(dāng)開關(guān)S1由接1改為接2時(shí)，總電阻變小，電源的效率減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AB10．某同學(xué)做電學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過改變滑動(dòng)變阻器電阻大小，觀察到電壓表讀數(shù)變大和電流表讀數(shù)同時(shí)變小，則他所連接的電路可能是下圖中的 ()解析：A圖中若R↑，I↓，UR0↓，因U外↑，U↑.A對(duì)．B圖中若R↑，U外↑，I↓，B對(duì).C圖中若R↑則I↓，UR0↓，C錯(cuò)．D圖中若R↑，U↑，I↓，D圖對(duì)．答案ABD11．四個(gè)相同的電流表分別改裝成兩個(gè)電流表和兩個(gè)電壓表，電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，把它們按如圖7所示接入電路，則 ()．圖7A．A1的讀數(shù)比A2的讀數(shù)大B．A1指針偏轉(zhuǎn)角度比A2指針偏轉(zhuǎn)角度大C．V1的讀數(shù)比V2的讀數(shù)大D．V1指針偏轉(zhuǎn)角度比V2指針偏轉(zhuǎn)角度大解析A1、A2兩電流表并聯(lián)，兩端電壓相等，則通過表頭的電流相同，則兩電流表的偏轉(zhuǎn)角度相同，但A1的量程比A2的大，所以A1的讀數(shù)大．V1、V2兩電壓表串聯(lián)，通過表頭的電流相同，同樣它們的偏轉(zhuǎn)角相同，但因V1的量程大于V2的量程，所以V1的讀數(shù)大．答案AC三、非選擇題(40分)12．(12分)一個(gè)電源和一個(gè)滑動(dòng)變阻器接成圖8甲所示的電路，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R0＝22Ω，電源路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律如圖8乙所示，試求：圖8(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r；(2)A、B兩端(不接負(fù)載)輸出電壓的范圍．解析(1)由圖可知E＝12V，當(dāng)外電阻為2Ω時(shí)，外電壓為6V，由E＝U＋eq\f(U,R)r可得r＝2Ω(2)I＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(12,22＋2)A＝0.5A當(dāng)A滑到最下端時(shí)，A、B兩端輸出電壓最小UABmin＝0當(dāng)A滑到最上端時(shí)，A、B兩端輸出電壓最大UABmax＝IR0＝11V所以A、B兩端輸出電壓范圍：0≤U≤11V.答案(1)12V2Ω(2)0≤U≤11V13．(13分)如圖9所示的電路，外電阻均為R，電源內(nèi)阻為eq\f(R,4).當(dāng)S斷開時(shí)，在電容器極板間放一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為q的電荷恰能靜止．當(dāng)S閉合時(shí)，電容器極板間放一個(gè)質(zhì)量仍為m，帶電荷量為q′的電荷，恰能靜止，則q∶q′為多少．圖9解析S斷開時(shí)，R外＝R，電容器兩極板間電壓為路端電壓U＝IR＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(4,5)E，電荷靜止，則mg＝qeq\f(U,d)＝eq\f(4qE,5d).當(dāng)S閉合時(shí)，R外′＝eq\f(3R·R,3R＋R)＝eq\f(3,4)R，電容器兩極板間電壓：U′＝eq\f(1,3)U外＝eq\f(1,3)·eq\f(ER外′,r＋R外′)＝eq\f(1,3)·eq\f(E,\f(R,4)＋\f(3,4)R)·eq\f(3,4)R＝eq\f(1,4)E.電荷靜止，則mg＝q′eq\f(U′,d)＝eq\f(q′E,4d)，所以q∶q′＝5∶16.答案5∶1614．(15分)實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m.課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器(千分尺)、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．圖10(1)他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻，操作過程分以下三個(gè)步驟：(請(qǐng)?zhí)顚懙冖诓讲僮?①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“＋”“－”插孔，選擇電阻擋“×1”．②_______________________________________________________.③把紅、黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用電表的示數(shù)如圖11所示．圖11(2)根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖11的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇________電路來測(cè)量金屬絲的電阻．(3)他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖12所示，金屬絲的直徑為________mm.圖12(4)根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺旋管所用金屬絲長(zhǎng)度約為________m．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(5)他們正確連接電路，接通電源后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電流表始終無示數(shù)．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據(jù)(只需寫出簡(jiǎn)要步驟)．______________________________________________________________________________________________________________________解析(1)②將紅、黑表筆短接進(jìn)行歐姆擋調(diào)零．(2)D(3)0.260mm(4)由R＝ρeq\f(l,S)，S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2得：l＝12.5m.(5)用電阻測(cè)量法，斷開電鍵，把萬用表撥至R×10擋，紅表筆接電源正極端，黑表筆依次放在A、P、B，若有阻值，表明電路為通路，若阻值為“∞”，表明有斷路；然后把紅筆移至A端，黑筆依次測(cè)量Rx、電流表A，同理進(jìn)行判斷．答案(1)見解析(2)D(3)0.260(4)12.5(5)見解析P126質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流時(shí)，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖3－2－16所示，它的四個(gè)側(cè)視圖中標(biāo)示出四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿ab與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的是 ()．解析根據(jù)對(duì)上述四種情況的受力分析可知，C、D中摩擦力不可能為零．答案AB知識(shí)點(diǎn)二安培定則和左手定則的綜合應(yīng)用圖3－2－172.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如圖3－2－17所示的電路．當(dāng)開關(guān)S接通后將看到的現(xiàn)象是 ()．A．彈簧向上收縮B．彈簧被拉長(zhǎng)C．彈簧上下跳動(dòng)D．彈簧仍靜止不動(dòng)解析當(dāng)彈簧在重力作用下與液面接觸后構(gòu)成回路，開關(guān)S接通后，螺線管每一環(huán)中電流方向同向，相互吸引而收縮，收縮后電路斷路，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，電路又重新接通，如此往復(fù)．答案C圖3－2－183.如圖3－2－18所示，原來靜止的圓形線圈通以逆時(shí)針方向的電流I.在其直徑AB上靠近B點(diǎn)放置一根垂直于線圈平面的固定不動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，并通以電流I′.方向如圖所示．在磁場(chǎng)力作用下，圓形線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)？解析如右圖所示，先用安培定則確定由I′產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在圓環(huán)電流上找出對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn)M、N，由左手定則，M受安培力方向垂直于紙面向里，N受到的安培力方向垂直于紙面向外，圓形線圈上的其他對(duì)稱點(diǎn)受力情況相似，故圓形線圈繞直徑AB轉(zhuǎn)動(dòng)．答案繞直徑AB轉(zhuǎn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)三安培力的大小圖3－2－194.如圖3－2－19所示，一邊長(zhǎng)為h的正方形線圈A，其中電流I大小和方向(逆時(shí)針)均保持不變，用兩條長(zhǎng)度恒為h的絕緣細(xì)繩靜止懸掛于水平長(zhǎng)直導(dǎo)線CD的正下方．當(dāng)導(dǎo)線CD中無電流時(shí)，兩細(xì)繩中張力均為T；當(dāng)通過CD的電流為i時(shí)，兩細(xì)繩中張力均降到αT(0<α<1)；而當(dāng)CD上的電流為i′時(shí)，兩細(xì)繩中張力恰好為零．已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與導(dǎo)線中的電流成正比，與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比．由此可知，CD中的電流方向、CD中兩次通入的電流大小之比eq\f(i,i′)分別為 ()．A．電流方向向左B．電流方向向右C．電流大小之比eq\f(i,i′)＝1＋αD．電流大小之比eq\f(i,i′)＝1－α解析當(dāng)無電流時(shí)，繩子的拉力等于線圈重力的eq\f(1,2)，當(dāng)通過電流i時(shí)，繩子的拉力減小說明受到的安培力的方向向上，可判斷CD中的電流方向向左；由于線圈的上邊是下邊距離導(dǎo)線CD的距離的一半，所以受到的力是下邊的二倍，設(shè)下邊受力為F，則F＝BIh，B＝keq\f(i,2h)，F(xiàn)＋2αT＝mg，當(dāng)通過的電流為i′時(shí)，繩子沒有張力，設(shè)此時(shí)下邊受力為F′，則F′＝B′Ih，B′＝keq\f(i′,2h)，F(xiàn)′＝mg，整理可得eq\f(i,i′)＝1－α.答案AD圖3－2－205．安培秤如圖3－2－20所示，它的一臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，線圈共有N匝，它的下部懸在均勻磁場(chǎng)B內(nèi)，下邊一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，它與B垂直．當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡；然后使電流反向，這時(shí)需要在一臂上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到平衡．求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．解析根據(jù)天平的原理很容易得出安培力F＝eq\f(1,2)mg，所以F＝NBLI＝eq\f(1,2)mg，因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\f(mg,2NLI).答案B＝eq\f(mg,2NLI)圖3－2－216．如圖3－2－21所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)＝20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為m＝10g，電阻R＝8Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向豎直向下，大小為B＝0.8T，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω.當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，MN處于平衡，求變阻器R1的取值為多少？(設(shè)θ＝45°)解析根據(jù)左手定則判斷安培力方向，再作出金屬棒平衡時(shí)的受力平面圖如右圖所示．當(dāng)MN處于平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件有：mgsinθ－BILcosθ＝0由閉合電路的歐姆定律得：I＝eq\f(E,R＋R1＋r).由上述二式解得：R1＝7Ω.答案7Ω7．已知北京地區(qū)地磁場(chǎng)的水平分量為3.0×10－5T．若北京市一高層建筑安裝了高100m的金屬桿作為避雷針，在某次雷雨天氣中，某一時(shí)刻的放電電流為105A，此時(shí)金屬桿所受安培力的方向和大小如何？解析首先要搞清放電電流的方向．因?yàn)榈厍驇в胸?fù)電荷，雷雨放電時(shí)，是地球所帶電荷通過金屬桿向上運(yùn)動(dòng)，即電流方向向下．對(duì)于這類問題，都可采用如下方法確定空間的方向：面向北方而立，則空間水平磁場(chǎng)均為“×”；自己右手邊為東方，左手邊為西方，背后為南方，如右圖所示．由左手定則可判定電流所受磁場(chǎng)力向右(即指向東方)，大小為F＝BIl＝3.0×10－5×105×100N＝300N.答案電流所受磁場(chǎng)力指向東方，大小為300N.圖3－2－228．用兩個(gè)一樣的彈簧吊著一根銅棒，銅棒所在虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，棒中通以自左向右的電流(如圖3－2－22所示)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的讀數(shù)均為F1；若將棒中的電流方向反向(大小保持不變)，當(dāng)棒靜止時(shí)，兩彈簧秤的示數(shù)均為F2，且F2＞F1，根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)，試求：(1)磁場(chǎng)的方向；(2)安培力的大??；(3)銅棒的重力．解析(1)由F2＞F1，可以確定磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮?2)(3)設(shè)銅棒的重力為G，安培力的大小為F，則由平衡條件得：2F1＝G－F，2F2＝G＋F，根據(jù)這兩個(gè)方程，解得銅棒的重力G＝F1＋F2安培力的大小F＝F2－F1.答案見解析9．某研究性小組的同學(xué)們?cè)谔骄堪才嗔Φ拇笮『头较蚺c哪些因素有關(guān)時(shí)，設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)．圖3－2－23實(shí)驗(yàn)一：利用如圖3－2－23所示的安培力演示器先探究影響安培力大小的因素．第一步，當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度和磁場(chǎng)一定，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片改變電流，觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度隨電流增大而增大．第二步，當(dāng)通電電流和磁場(chǎng)一定，改變導(dǎo)線的長(zhǎng)度，分別觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度隨導(dǎo)線長(zhǎng)度的增大而增大．第三步，當(dāng)通電電流和導(dǎo)線長(zhǎng)度一定，更換磁鐵，再次分別觀察：指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的角度不同．實(shí)驗(yàn)二：利用安培力演示器對(duì)安培力的方向進(jìn)行對(duì)比探究．先后按照下表實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3的圖例做實(shí)驗(yàn)，觀察到的相關(guān)現(xiàn)象已分別記錄在對(duì)應(yīng)的圖例下面的表格里.實(shí)驗(yàn)序號(hào)123圖例磁場(chǎng)方向豎直向下豎直向下豎直向上電流方向水平向里水平向外水平向外受力方向水平向左水平向右水平向左(1)通過實(shí)驗(yàn)一的對(duì)比探究，可以得到影響安培力大小的因素有：____________；且安培力大小與這些因素的定性關(guān)系是：____________.(2)通過實(shí)驗(yàn)二的對(duì)比探究，可以得到安培力的方向與______方向、______方向有關(guān)；且三者方向的關(guān)系是：當(dāng)I⊥B時(shí)，________.(3)通過實(shí)驗(yàn)一的對(duì)比探究，能否得出安培力大小的計(jì)算公式？________(填“能”或“不能”)；通過實(shí)驗(yàn)二的對(duì)比探究，能否得出安培力方向的規(guī)律——左手定則？______(填“能”或“不能”)．解析(1)實(shí)驗(yàn)一中，通電直導(dǎo)線在安培力作用下使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角度越大，說明導(dǎo)線所受安培力越大．當(dāng)通電導(dǎo)線長(zhǎng)度和磁場(chǎng)一定時(shí)，改變電流，偏轉(zhuǎn)角度相應(yīng)變化，說明安培力的大小與電流有關(guān)，偏轉(zhuǎn)角度隨電流增大而增大，進(jìn)一步說明，電流越大，安培力越大；同理，可以得到影響安培力大小的因素還有磁場(chǎng)、導(dǎo)線長(zhǎng)度，且磁性越強(qiáng)(磁場(chǎng)越強(qiáng))，直導(dǎo)線越長(zhǎng)，安培力越大．(2)實(shí)驗(yàn)二中：圖例1與圖例2對(duì)比，當(dāng)磁場(chǎng)方向相同，改變電流方向時(shí)，安培力方向發(fā)生變化；圖例2與圖例3對(duì)比，當(dāng)電流方向相同，改變磁場(chǎng)方向時(shí)，安培力方向發(fā)生變化．說明安培力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向都有關(guān)；當(dāng)導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中，安培力不僅垂直電流的方向，也垂直磁場(chǎng)的方向．(3)實(shí)驗(yàn)一是一個(gè)定性探究實(shí)驗(yàn)，不能得出安培力大小的計(jì)算公式．實(shí)驗(yàn)二則可以得出安培力方向的判定規(guī)律——左手定則．答案(1)磁場(chǎng)、導(dǎo)線長(zhǎng)度和通電電流磁性越強(qiáng)(磁場(chǎng)越強(qiáng))，電流越大或直導(dǎo)線越長(zhǎng)，安培力越大(2)磁場(chǎng)、電流F⊥I，F(xiàn)⊥B(3)不能能圖3－2－2410．如圖3－2－24所示，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，間距為d，金屬棒ab的質(zhì)量為m，電阻為r，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面成夾角α且與金屬棒ab垂直，定值電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．當(dāng)電鍵閉合的瞬間，測(cè)得棒ab的加速度大小為a，則電源電動(dòng)勢(shì)為多大？解析畫出導(dǎo)體棒ab受力的截面圖，如右圖所示導(dǎo)體棒ab所受安培力：F＝BId由牛頓第二定律得：Fsinα＝ma導(dǎo)體棒ab中的電流：I＝eq\f(E,R＋r)得E＝eq\f(maR＋r,Bdsinα).答案E＝eq\f(maR＋r,Bdsinα)P1281．下列說法正確的是 ()．A．只有磁鐵周圍才有磁場(chǎng)B．電荷的周圍除有電場(chǎng)之外還有磁場(chǎng)C．電流產(chǎn)生磁場(chǎng)說明電與磁是相互聯(lián)系的D．磁鐵的磁場(chǎng)與電流周圍的磁場(chǎng)是兩種完全不同形式的磁場(chǎng)解析磁鐵和電流周圍都有磁場(chǎng)，并且性質(zhì)相同，則A、D兩項(xiàng)均錯(cuò)；電流是由于電荷定向移動(dòng)形成的，所以只有運(yùn)動(dòng)電荷周圍才既有電場(chǎng)又有磁場(chǎng)，靜止電荷周圍只有電場(chǎng)，則B項(xiàng)錯(cuò)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)說明電與磁相互聯(lián)系，則C項(xiàng)正確．答案C如圖3所示A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C(包括支架)的總質(zhì)量為M；B為鐵片，質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩向上拉力F的大小為 ()．A．F＝MgB．Mg＜F<(M＋m)gC．F＝(M＋m)gD．F>(M＋m)g解析本題是磁場(chǎng)與超重和失重相結(jié)合的題目，解題的關(guān)鍵是應(yīng)清楚電磁鐵通電后，由于B鐵片受到的吸引力大于重力，而處于超重狀態(tài)．由于電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)鐵片B有吸引力而上升，所以這時(shí)吸引力一定大于B鐵片所受的重力，故B向上加速運(yùn)動(dòng)，即鐵片B處于超重狀態(tài)．而A和C處于平衡狀態(tài)，選A、B、C組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，則整個(gè)系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，所以F＞(M＋m)g且在A、B接觸前F不斷增大．答案D6．關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說法中正確的是 ()．A．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟磁場(chǎng)的方向垂直C．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直D．通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面答案BCD7．把長(zhǎng)度L、電流I都相同的一小段電流元放入某磁場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，電流元在A點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力較大，則 ()．A．A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大于B點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能相等C．A、B兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定不相等D．A點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度可能小于B點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度答案BD圖48．如圖4所示，一根通電的直導(dǎo)體放在傾斜的粗糙導(dǎo)軌上，置于圖示方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)增大電流，導(dǎo)體棒仍靜止，則在增大電流過程中，導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小變化情況可能是 ()．A．一直增大 B．先減小后增大C．先增大后減小 D．始終為零解析若F安＜mgsinα，則摩擦力向上，當(dāng)F安增大時(shí)，f減小到零，再向下增大，B對(duì)，C、D錯(cuò)；若F安＞mgsinα，摩擦力向下，隨F安增大而一直增大，A對(duì)．答案AB圖59．(13分)已知山東地面處的地磁場(chǎng)水平分量約為3×10－5T，某校物理興趣小組做估測(cè)磁體附近磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)．他們將一小羅盤磁針放在一個(gè)水平放置的螺線管的軸線上，如圖5所示．小磁針靜止時(shí)N極指向y軸正方向，當(dāng)接通電源后，發(fā)現(xiàn)小磁針N極指向與y軸正方向成60°角的方向．請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)明螺線管導(dǎo)線的繞向，并求出該通電螺線管在小磁針處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?保留一位有效數(shù)字)解析接通電源后，小磁針N極指向是地磁場(chǎng)和螺線管的磁場(chǎng)的疊加磁場(chǎng)的方向，由此可判定螺線管的磁場(chǎng)在小磁針處方向水平向右，由安培定則判定螺線管導(dǎo)線繞向如下圖所示．由題意知地磁場(chǎng)水平分量By＝3×10－5T，設(shè)通電螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)為Bx.由圖知eq\f(Bx,By)＝tan60°得Bx＝3×10－5×eq\r(3)T≈5×10－5T.答案5×10－5T10．(13分)如圖6所示，平行金屬導(dǎo)軌PQ與MN都與水平面成θ角，相距為l.一根質(zhì)量為m的金屬棒ab在導(dǎo)軌上，并保持水平方向，ab棒內(nèi)通有恒定電流，電流大小為I，方向從a到b.空間存在著方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab棒在磁場(chǎng)力作用下保持靜止，并且棒與導(dǎo)軌間沒有摩擦力．求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向．圖6解析金屬棒受力如圖所示．根據(jù)力平衡條件可知：F安＝mgsinθ而F安＝BIl可得B＝eq\f(mgsinθ,Il)由左手定則可知，B的方向垂直導(dǎo)軌平面向下．答案eq\f(mgsinθ,Il)方向垂直導(dǎo)軌平面向下11．(17分)如圖7所示，MN、PQ為水平放置的金屬導(dǎo)軌，直導(dǎo)線ab與導(dǎo)軌垂直放置，導(dǎo)軌間距L＝10cm，直導(dǎo)線ab電阻為0.4Ω，導(dǎo)軌所在區(qū)域處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T．電池電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)電阻r＝0.18Ω，電阻R＝1.6Ω，開關(guān)S接通后直導(dǎo)線ab仍靜止不動(dòng)．求直導(dǎo)線ab所受的摩擦力的大小和方向．圖7解析利用電路知識(shí)求出電流，解出安培力，再根據(jù)平衡條件求解．導(dǎo)線處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖所示．當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電阻R與導(dǎo)線ab并聯(lián)，R并＝eq\f(R·Rab,R＋Rab)＝eq\f(1.6×0.4,1.6＋0.4)Ω＝0.32Ω.ab兩端的電壓為U＝IR并＝eq\f(E,R并＋r)R并＝eq\f(1.5,0.32＋0.18)×0.32V＝0.96V.通過ab的電流為Iab＝eq\f(U,Rab)＝eq\f(0.96,0.4)A＝2.4A.導(dǎo)線ab所受的安培力F為F＝BIabL＝0.2×2.4×0.1N＝0.048N.由平衡條件可得f＝F＝0.048N.所以導(dǎo)線所受的摩擦力大小為0.048N，方向水平向左．答案0.048N方向水平向左以下說法正確的是（）一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定是零B.在磁場(chǎng)中一小段通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力方向、該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向以及導(dǎo)線中的電流方向，三者一定互相垂直C.在磁場(chǎng)中一小段通電直導(dǎo)線的電流方向不跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線受的磁場(chǎng)力方向一定垂直于電流方向，而且一定垂直于磁場(chǎng)方向D.通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的條件是電流方向與磁場(chǎng)方向垂直解析：F安=BIL，其中I，B，L三者方向并不一定都相互垂直.但是F安的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面.答案：C7.如右圖所示，ab、cd為兩根相距2m的平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以5A的電流時(shí)，質(zhì)量為3.6kg的金屬棒MN沿導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)棒中電流增大到8A時(shí)，棒能獲得2m/s2的加速度，已知金屬棒受到的磁場(chǎng)力方向水平．求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。鸢福喝鐖D所示，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m、電阻不計(jì)，放置在與水平面夾角為θ的傾斜金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間距為d，電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且不通電時(shí)導(dǎo)體棒不能靜止于導(dǎo)軌上，要使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，變阻器阻值范圍應(yīng)為多大？(設(shè)：導(dǎo)體棒受到的滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力相等)

答案：解：當(dāng)導(dǎo)體棒剛要沿導(dǎo)軌上滑時(shí)，導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力沿斜面向下達(dá)到最大值，此時(shí)導(dǎo)體棒受力情況如圖：重力mg、導(dǎo)軌的支持力N、靜摩擦力fm、安培力F，由平衡條件得：

Fcosθ=mgsinθ+fm

N=Fsinθ+mgcosθ

又由題，fm=μN(yùn)，F(xiàn)=BImaxL，Imax=

聯(lián)立得，變阻器的最小阻值為：Rmin=

同理，當(dāng)導(dǎo)體棒剛要沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力沿斜面向上達(dá)到最大值，此時(shí)導(dǎo)體棒受力情況如圖：重力mg、導(dǎo)軌的支持力N、靜摩擦力fm、安培力F，由平衡條件得：

Fcosθ-mgsinθ=fm

N=Fsinθ+mgcosθ

又由題，fm=μN(yùn)，F(xiàn)=BIminL，Imin=

聯(lián)立解得，變阻器的最大阻值為：Rmax=．

．

故要使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，變阻器阻值范圍應(yīng)為≤R≤．

答：要使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，變阻器阻值范圍應(yīng)為≤R≤．

解析：分析導(dǎo)體棒的受力情況：重力、導(dǎo)軌的支持力、靜摩擦力和安培力．當(dāng)導(dǎo)體棒剛要沿導(dǎo)軌上滑時(shí)，導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力沿斜面向下達(dá)到最大值，安培力達(dá)到最大，電路中電流最大，電阻R最小，根據(jù)平衡條件、安培力公式和閉合電路歐姆定律求解電阻R的最小值；

當(dāng)導(dǎo)體剛要沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，導(dǎo)體棒所受的靜摩擦力沿斜面向上達(dá)到最大值，安培力達(dá)到最小，電路中電流最小，電阻R最大，再根據(jù)平衡條件、安培力公式和閉合電路歐姆定律結(jié)合求解電阻R的最大值．即可得到R的范圍．

4.如圖3-3所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向外運(yùn)動(dòng)，可以(

)圖3-3A.將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負(fù)極B.將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負(fù)極C.將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負(fù)極D.將a、c端接在交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端解析：這是直線電流在螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的問題，利用右手螺旋定則判斷磁場(chǎng)，利用左手定則判斷受力方向.將a接正、b接負(fù)，電流方向?yàn)镸→N.c接正、d接負(fù)，由右手螺旋定則可知，線圈上端為N極.由左手定則可知MN向外運(yùn)動(dòng)，A正確.b接正極時(shí)，電流方向N→M，d接正極時(shí)線圈下端為N極，由此可判斷MN向外運(yùn)動(dòng)，B正確.a接正極時(shí)電流方向?yàn)镸→N，d接正極時(shí)線圈下端為N極，可判斷MN向里運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤.MN中與線圈中雖然通以交流電，但由于ab與cd是并聯(lián)在電源上，當(dāng)電流為M→N時(shí)，線圈中電流為c→d，而當(dāng)電流為N→M時(shí)，線圈中電流為d→c，由以上判斷A、B的方法可知D正確.答案：ABD2.如圖3