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【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高二物理暑假作業(yè)13《交變電流二》學(xué)校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________一、選擇題(本題共6道小題)1.在如圖所示的電路中,電源電動勢為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.開關(guān)閉合后,燈泡L能正常發(fā)光.當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時,下列推斷正確的是()A.燈泡L將變暗B.燈泡L將變亮C.電容器C的電荷量減小D.電容器C的電荷量增大2.如圖所示電路,電源的電動勢為12V,L為燈泡,R1和R2為定值電阻,若用電壓表測得A、B兩點(diǎn)間的電壓為12V,則說明()A.L、R1和R2都斷了B.L、R1和R2都是好的C.L是好的,R1和R2中至少有一個斷了D.R1和R2是好的,L斷了3.兩只完全相同的電流表,一只改裝成電壓表,一只改裝成電流表,一同學(xué)做試驗(yàn)時,誤將電壓表和電流表串聯(lián)起來接入電路中,則()A.兩只表的指針都不能偏轉(zhuǎn)B.兩只表的指針偏轉(zhuǎn)角度相等C.電壓表的指針有偏轉(zhuǎn),電流表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)D.電流表的指針有偏轉(zhuǎn),電壓表的指針幾乎不偏轉(zhuǎn)4.鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中.現(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電,等效電路如圖所示,充電器電源的輸出電壓為U,輸出電流為I,手機(jī)電池的內(nèi)阻為r,下列說法正確的是()A.電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI﹣I2rB.充電器輸出的電功率為UI+I2rC.電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD.充電器的充電效率為5.如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.開關(guān)S閉臺后,.電燈L1、L2均能發(fā)光.現(xiàn)將滑動變阻器R的滑片P稍向上移動,下列說法正確的是()A.電燈L1、L2均變亮B.電燈L1變亮,L2變暗C.電流表的示數(shù)變小D.電源的總功率變小6.如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.當(dāng)滑動變阻器的滑片P從左端滑到右端時,抱負(fù)電壓表V1、V2示數(shù)變化的確定值分別為△U1和△U2,干路電流為I,下列說法中正確的是(燈泡電阻不變)()A.小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B.△U1與△I的比值不變C.△U1<△U2D.△U1=△U2二、試驗(yàn)題(本題共2道小題)7.某同學(xué)用以下器材接成圖1所示的電路,并將原微安表盤改畫成如圖2所示,成功地改裝了一個簡易的“R×1k”的歐姆表,使用中發(fā)覺這個歐姆表用來測量阻值在10kΩ﹣20kΩ范圍內(nèi)的電阻時精確度令人滿足,表盤上數(shù)字“15”為原微安表盤滿偏電流一半處.所供器材如下:A、Ig=100μA的微安表一個;
B、電動勢E=1.5V,電阻可忽視不計的電池;C、阻值調(diào)至14kΩ電阻箱R一個;
D、紅、黑測試表棒和導(dǎo)線若干;(1)原微安表的內(nèi)阻Rg=Ω;(2)在圖1電路的基礎(chǔ)上,不換微安表和電池,圖2的刻度也不轉(zhuǎn)變,僅增加1個電阻,就能改裝成“R×1”的歐姆表.要增加的電阻應(yīng)接在之間
(填a、b、c),規(guī)格為;(保留兩位有效數(shù)字)(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖.8.(1)某同學(xué)為爭辯某電學(xué)元件(最大電壓不超過2.5V,最大電流不超過0.55A)的伏安特性曲線,在試驗(yàn)室找到了下列試驗(yàn)器材:A.電壓表(量程是3V,內(nèi)阻是6kΩ的伏特表)B.電流表(量程是0.6A,內(nèi)阻是0.5Ω的安培表)C.滑動變阻器(阻值范圍0~5Ω,額定電流為0.6A)D.直流電源(電動勢E=3V,內(nèi)阻不計)E.開關(guān)、導(dǎo)線若干.該同學(xué)設(shè)計電路并進(jìn)行試驗(yàn),通過試驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示電學(xué)測量儀器上的電流和電壓).I/A00.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V00.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00①請在圖1的方框中畫出試驗(yàn)電路圖,電學(xué)元件用Rx表示;②在圖(a)中描出該電學(xué)元件的伏安特性曲線;(2)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動勢,該同學(xué)利用如圖2所示的電路進(jìn)行試驗(yàn),圖中R0為已知阻值的定值電阻.①用該電路測電動勢與內(nèi)阻,測量值和真實(shí)值的關(guān)系:E真
E測,r真r測(填“>”、“<”或“=”)②轉(zhuǎn)變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù).為了便于用圖象法求解電動勢與內(nèi)阻,需要建立合適的坐標(biāo)系,縱坐標(biāo)表示,橫坐標(biāo)表示.三、計算題(本題共3道小題)9.如圖所示,電源電動勢E0=15
V,內(nèi)阻r0=1Ω,電阻R1=30
Ω,R2=60Ω。間距d=0.2
m的兩平行金屬板水平放置,板間分布有垂直于紙面對里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場.閉合開關(guān)S,板間電場視為勻強(qiáng)電場,將一帶正電的小球以初速度v=0.1m/s沿兩板間中線水平射入板間.設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為Rx,忽視空氣對小球的作用,取g=10m/s2。
1)當(dāng)Rx=29Ω時,電阻R2消耗的電功率是多大?2)若小球進(jìn)入板間做勻速圓周運(yùn)動并與板相碰,碰時速度與初速度的夾角為60°,分別求小球的荷質(zhì)比及Rx各是多少。10.水平如圖所示電路中,電源電動勢E=15V,內(nèi)電阻r=1Ω,R1=R3=10Ω,R2=4Ω,電壓表和電流表均為抱負(fù)電表,試求:(1)當(dāng)電鍵K斷開時,電壓表的讀數(shù)和R1消耗的功率?(2)當(dāng)電鍵K閉合時,電流表和電壓表的讀數(shù)?(3)當(dāng)電鍵K閉合時,電源的總功率及輸出功率各為多少?11.如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=40cm.電源電動勢E=24V,內(nèi)電阻r=1Ω,電阻R=15Ω.閉合S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4m/s豎直向上射入板間.若小球帶電量為q=1×10﹣2C,質(zhì)量為m=2×10﹣2kg,不考慮空氣阻力.那么,滑動變阻器滑片P在某位置時,小球恰能到達(dá)A板.求(1)兩極板間的電場強(qiáng)度大小;(2)滑動變阻器接入電路的阻值;(3)此時,電源的輸出功率.(取g=10m/s2)
試卷答案1.解:A、B由題R增大,電流I=減小,燈泡L將變暗.故A正確,B錯誤.
C、D路端電壓U=E﹣Ir增大,則電容器電量Q=CU增大.故C錯誤,D正確.故選AD.2.解:據(jù)題A、B兩點(diǎn)間的電壓等于電源的電動勢,說明燈L和電源的內(nèi)阻沒有電壓,電路中有斷路.L不行能斷路,否則電壓表就沒有讀數(shù)了.可知中R1和R2至少有一個斷了.故C正確,ABD錯誤.故選:C3.解:電流表改裝成電壓表是串聯(lián)較大的分壓電阻;電流表改裝成大量程電流表是并聯(lián)較小的分流電阻;兩表串聯(lián)后,電流相等,但通過電流表的電流大多數(shù)從分流電阻通過,故電壓表指針有偏轉(zhuǎn),電流表表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小,或者幾乎不偏轉(zhuǎn);故ABD錯誤,C正確;故選C.4.AC解:A、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能,依據(jù)能量守恒定律,有:UI=I2r+P,故P=UI﹣I2r,故A正確B、充電器輸出的電功率為:UI,故B錯誤C、電池產(chǎn)生的熱功率為I2r.故C正確D、充電器的充電效率為,故D錯誤故選AC.5.解:由圖可知L2與滑動變阻器并聯(lián),再與L1串聯(lián).A、現(xiàn)將滑動變阻器R的滑片P稍向上移動,滑動變阻器接入電路的阻值變小,電路總電阻變小,依據(jù)閉合電路歐姆定律得知,干路電流I增大,所以電燈L1變亮,路端電壓減小,所以L2與滑動變阻器并聯(lián)電壓減小,所以L2變暗.故A錯誤,B正確C、干路電流I增大,L2與滑動變阻器并聯(lián)電壓減小,所以通過L2的電流減小,所以電流表的示數(shù)增大,故C錯誤D、依據(jù)P=EI得電源的總功率增大,故D錯誤故選B.6.解:A、當(dāng)滑動變阻器的觸片P從左端滑到右端時,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,則L2變暗.變阻器的電阻增大,并聯(lián)部分的電阻增大,則并聯(lián)部分的電壓增大,則L3變亮.總電流減小,而L3的電流增大,則L1的電流減小,則L1變暗.故A錯誤.B、由U1=E﹣I(RL2+r)得:=RL2+r,不變.故B正確.C、由上分析可知,電壓表V1的示數(shù)增大,電壓表V2的示數(shù)減小,由于路端電壓增大,即兩電壓表示數(shù)之和增大,所以△U1>△U2,故CD錯誤.故選:B7.解:(1)依據(jù)“使用中發(fā)覺這個歐姆表用來測量阻值在10kΩ﹣20kΩ范圍內(nèi)的電阻時精確度令人滿足”,說明在測阻值在10kΩ﹣20kΩ的電阻時歐姆表的指針在刻度盤的中間四周,由此可結(jié)合刻度盤確定此表的中值電阻,即表內(nèi)總電阻約為R總=15kΩ.(相當(dāng)于歐姆表選擇量程于×1k擋).當(dāng)表筆短接時,電流滿偏,依據(jù)歐姆定律有:Ig=,代入E、R、Ig的值,解得:Rg=1kΩ;(2)要削減把原表改裝成“R×1”的歐姆表,就要削減表的內(nèi)阻,依題意,明顯只有在ac之間并聯(lián)一個小電阻R′.才能使表內(nèi)總電阻等于中值電阻R并=15Ω.依據(jù)R并=,代入R以及Rg的數(shù)值可計算可得R′≈15Ω;(3)畫出改裝成“R×1”的歐姆表后的電路圖如圖所示.故答案為:(1)1k;(2)a、c,15Ω;(3)電路圖如圖所示.8.(1)①如圖1所示.②如圖2所示.(2)①>;>;②;.
解:(1)①電壓與電流從零開頭變化,滑動變阻器應(yīng)接受分壓接法;待測元件電阻阻值約為R=≈4.5Ω,=≈1333,==9,>,應(yīng)接受電流表外接法,試驗(yàn)電路圖如圖1所示.②依據(jù)表中試驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)用描點(diǎn)法作圖,圖象如圖2所示.(2)①假如考慮電壓表的內(nèi)阻,依據(jù)試驗(yàn)的原理E=U+(+)r,得:=(1+)+?,縱軸表示,橫軸表示,考慮電壓表的內(nèi)阻,此時圖線的縱軸截距表示(1+),所以E真大于E測,r真大于r測.9.(1)設(shè)R1和R2的并聯(lián)電阻為R,有R=①
R1兩端的電壓為:U=②
R2消耗的電功率為:P=③
當(dāng)Rx=29Ω時,聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù),得P=0.6W④
(2)設(shè)小球質(zhì)量為m,電荷量為q,小球做勻速圓周運(yùn)動時,有:qE=mg⑤E=⑥
設(shè)小球做圓周運(yùn)動的半徑為r,有qvB=⑦
由幾何關(guān)系有r=d⑧
q/m=1/2
聯(lián)立①②⑤⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù),解得Rx=54Ω⑨10.
考點(diǎn):電功、電功率;閉合電路的歐姆定律..專題:恒定電流專題.分析:(1)當(dāng)電鍵斷開時,R1R2串聯(lián)組成閉合回路,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及功率公式即可求解;(2)當(dāng)K閉合時,R1R3并聯(lián)后與R2串聯(lián)組成閉合回路,依據(jù)串并聯(lián)關(guān)系及功率公式即可求解;解答:解:(1)當(dāng)S斷開時有電流表讀數(shù)=1A,電壓表讀數(shù)U=IR2=1×4=4V,R1消耗的功率P=I2R1=1×10=10W(2)當(dāng)S閉合時,通過R2的電流,則電流表的讀數(shù)電壓表的讀數(shù)為U′=E﹣I′r=15﹣1.5×1=13.5V(3)電源總功率P總=I′E=15×1.5=22.5W電源輸出功率答:(1)當(dāng)電鍵K斷開時,電壓表的讀數(shù)為4V,R1消耗的功率為10W;(2)當(dāng)電鍵K閉合時,電流表的讀數(shù)為13.5V,電壓表的讀數(shù)為0.75A;(3)當(dāng)電鍵K閉合時,電源的總功率為22.5W,輸出功率為20.25W.點(diǎn)評:本題考查了電阻的并聯(lián)特點(diǎn),關(guān)鍵是依據(jù)串
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