1、选择题 如图所示的电路中,R1、R2、R3、R4皆为定值电阻。R5为半导体材料制成的热敏电阻,温度降低,电阻变大。电源的电动势为E,内阻为r,电流表
的读数为I,电压表的读数为U,当环境温度升高时。则:?
?
A.I变小U变小
B.I变小U变大
C.I变大U变大
D.I变大U变小
参考答案:A
本题解析:先分析电路:R2与R4串联后与R5并联然后与R1、R3串联,电压表测电源路端电压,电流表测通过R2的电流,当温度升高时,R5电阻较小,整个电路电阻减小,整个电路电流增大,所以路端电压减小,所以电压表示数减小,R1与R3上分的电压增大,所以R5两端电压减小,所以通过R2电流减小。所以选A。
本题难度:简单
2、简答题 如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,平放在光滑的水平桌面上,磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上.t=0s时,金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合.在力F作用下金属线框由静止开始向左运动.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示.已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω.
(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向;
(2)t=5.0s时,金属线框的速度v;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少?
(4)金属线框即将离开磁场时拉力F的大小.
参考答案:
(1)金属线框从磁场中向左拉出的过程中,磁通量减小,磁场方向向外,根据楞次定律判断线得知,框中的感应电流方向逆时针方向.
(2)由图读出,t=5.0s时金属线框中的电流为I=0.5A.
由E=BLv,I=ER得,v=IRBL=5×40.8×2.5m/s=1m/s.
(3)根据能量守恒定律得:
? WF=Q+12mv2
得线框中产生的焦耳热 Q=WF-12mv2=1.92J-12×0.5×12J=1.67J
(4)由电流图象可知,感应电流随时间变化的规律:I=0.1t(A)
由感应电流I=BLvR,可得金属框的速度随时间也是线性变化的,v=IRBL=0.2t(m/s)则得知,线框做匀加速直线运动,加速度为a=0.2m/s2.
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动,F-FA=ma
得F=(0.2t+0.1)N
故金属线框即将离开磁场时拉力F的大小为F=0.2×5+0.1(N)=1.1N.
答:
(1)金属线框从磁场中拉出的过程中感应电流方向为逆时针方向;
(2)t=5.0s时,金属线框的速度v是1m/s;
(3)属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是1.67J.
(4)金属线框即将离开磁场时拉力F的大小是1.1N.
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 有一根细而均匀的导电材料样品(如图a所示),截面为同心圆环(如图b所示),此样品长约为6cm,电阻约为100Ω,已知这种材料的电阻率为
,因该样品的内径太小,无法直接测量.现提供以下实验器材:


A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)
D.电流表A1(量程50mA,内阻约20Ω)
E.电流表A2(量程0.3A,内阻约1Ω)
F.滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)G.直流电源E(约4V,内阻不计)
H.导电材料样品Rx
I.开关一只,导线若干
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度为L;用螺旋测微器测得该样品的外径如上图所示,其示数D=?mm.
(2)请选择合适的仪器,设计一个合理的电路图来 测量导电材料样品的电阻Rx.在方框内画出实验电路原理图,并标明所选器材的符号.这个实验电阻Rx的测量值将________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值.
(3)若某次实验中,电压表和电流表的读数分别为U和I,则用已知物理量和测得的物理量的符号来表示样品的内径d =?.
参考答案:(1)6.125±0.002?(2)作图如下?

小于?(3)
本题解析:(1)螺旋测微器测得该样品的外径d=6.0mm+12.5×0.01mm=6.125mm
(2)因两个电流表中,D电流表的满偏电流大于C电流表的满偏电流,又C电流表内阻为定值,根据欧姆定律与串并联知识,应将C电流表与待测材料并联后再与D电流表串联,又因滑动变阻器阻值太小应用分压式接法,可设计电路图如图所示.

电动势为4V,因此电压表选择V,根据
,可知电路中最大电流0.4A,因此电流表选择A2.
为了防止电流表烧坏,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,具体电路图如下所示:
(3)根据欧姆定律得:
?①
导体的横街面积为:
?②
根据电阻定律有:
③
联立①②③解得:d=
,I为电流表读数、U为伏特表读数.
本题难度:一般
4、填空题 有一电源,当两端接3Ω电阻时,电流为1A,当再串联一只3Ω的电阻时,路端电压为3.6V,则电源的电动势为______V,内阻为______Ω.
参考答案:由闭合电路欧姆定律得
当两端接R=3Ω的电阻时:E=I1(R+r)
当再串联一只3Ω的电阻时:E=U+U2Rr
代入得:E=3+r ①
? E=3.6+0.6r ②
解得,E=4.5V,r=1.5Ω
故答案为:4.5,1.5.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 图示的电路可用于测量电池E的内阻r.电池的电动势未知.图中A是电流表,其内阻并不很小,V为电压表,其内阻亦不很大,R是一限流电阻,阻值未知,3个电键K1、K2、K3都处于断开状态.
(1)写出测量电池内阻的实验步骤,用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量:
(2)用所测得的物理量表示电池内阻的表示式为r=______.

参考答案:(1)实验步骤及应测的物理量为:
①闭合k1,k3打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0
设RV为电压表的内阻,则有RV=U0I0 ①
②k3打向2,测得电压表的读数U1
以E表示电池的电动势,I1表示通过电池的电流,则有
E=I1r+U1 ②
U1=I1RV ③
由①、②、③式得 E=U1U0I0r+U1 ④
③再闭合k2,测得电压表的读数U2,电流表的读数I2
设通过电池的电流为I,则有 E=Ir+U2 ⑤
设通过电压表的电流为I2′,则有I=I2′+I2 ⑥
U2=I2′RV ⑦
联立①④⑤⑥⑦得 r=U1-U2I2-U1-U2U0I0
答:(1)实验步骤及应测的物理量为:
①闭合k1,k3打向1,测得电压表的读数U0,电流表的读数为I0.
②k3打向2,测得电压表的读数U1.
③再闭合k2,测得电压表的读数U2,电流表的读数I2.
(2)U1-U2I2-U1-U2U0I0
本题解析:
本题难度:一般