模块综合测评
1.D [解析] 公式B=是磁感应强度的定义式,磁感应强度与磁场本身有关,与F、IL无关,故A错误;若通电导体电流方向与磁场方向平行,通电导体不受磁场力,故一小段通电导体在某处不受磁场力,此处不一定无磁场,故B错误;电流在磁场中受力方向由左手定则进行判断,其方向与电流方向相互垂直,故C错误;根据B=可知,磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量,故D正确.
2.B [解析] 带电的工件周围的电场不是匀强电场,雾化涂料向工件运动的过程中受到电场力是变力,不做匀变速曲线运动,故A错误;根据图像可知,被涂工件接正极,所以喷口喷出的雾化涂料微粒带负电被吸引,故B正确;雾化涂料向工件运动的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C错误;静电喷涂属于电场力作用下的运动,不是尖端放电,故D错误.
3.D [解析] 根据库仑定律可得F=k=15k,两者相互接触后,各自带电荷量均为+Q,所以F'=k=k=F,故选D.
4.A [解析] 两个开关断开任何一个时,发热器都会停止工作,故A符合题意;两个开关断开任何一个时,发热器还会正常工作,故B不符合题意;两开关都闭合时,发热体会短路,不工作,故C、D不符合题意.
5.C [解析] mA·h是电荷量的单位,故A错误;该电池最多能储存q=It=1000 mA·h=1×3600 C=3600 C的电荷量,故B错误;该电池最多能储存的电能W=qU,每拍摄一张照片约需消耗的电能E=== J=43.2 J= W·h=0.012 W·h,故C正确;锂电池电动势为4.8 V,由于电池有内阻,相机工作时电池两端的电压即路端电压要小于4.8 V,故D错误.
6.B [解析] 结合P处为正电荷,由等势面作出电场线,如图所示,可知P、Q两点处的电荷带异种电荷,故A错误;根据等势面与电场线垂直,结合cd连线是一条直线可知,c点与d点场强方向相同,因为c点与d点在同一等势面上,所以c点与d点电势也相同,故B正确;电场线从高电势面指向低电势面,结合图可知c点电势高于b点电势,由Ep=qφ可知,负电子在c点电势能低于b点电势能,所以一负电子从c点到b点电场力做负功,故C错误;因为a点电势高于b点电势,由Ep=qφ可知带负电的电子在a点电势能比在b点的电势能小,故D错误.
7.D [解析] 在匀强电场中,任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值,D是AC连线的中点,则D点的电势φD== V=2 V,又因为φB=2 V,所以BD的连线是等势线,因为匀强电场的电场线与等势面垂直,且由几何关系可得AC与BD垂直,则电场沿着AC由A指向C,大小为E== V/m=6 V/m,故D正确,A、B、C错误.
8.CD [解析] R3的滑片P向b端移动,R3电阻变小,R2和R3并联的总电阻变小,电路中的总电流变大,R1两端电压变大,电源内阻的电压增大,电压表示数减小,R1电压变大,那么R2两端的电压一定变小,所以电流表的示数变小,故C、D正确.
9.AC [解析] 电容式话筒与电源串联,电压保持不变.在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式C=得电容减小,故A正确;因电容器直接与电源相连,电容器两端间的电压不变,根据电容定义式C=得电容器所带电荷量减小,电容器放电,电流通过R的方向由M到N,故B错误,C正确;因P、Q间电压不变,而间距增大,故其间的电场强度减小,D错误.
10.ACD [解析] I=1100 mA=1.1 A,充电器的输出功率为P=UI=63×1.1 W≈70 W,故A正确;根据表格内的数据可知,满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22 km,此时速度的大小为15 km/h,则满电后以舒适速度能行驶的时间为T== h≈1.5 h,故B错误;根据表格内的数据可知,电池的容量是4300 mA·h,充电的电压为63 V,则充电消耗的电能E0=qU=4.3 A·h×63 V=270.9 W·h,满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22 km,百公里耗电能约Q=×270.9≈1.2 kW·h,故C正确;根据表格内的数据可知,电池的容量是4.3 A·h,即q=4.3 A×3600 s=15 480 C,充电器输出电流为I=1100 mA=1.1 A,所以充电所需要的时间为t===14 073 s≈4 h,故D正确.
11.(1)0.630 (2)如图所示 (3)1.20 0.50 (4)1.2×10-6 Ω·m
[解析] (1)螺旋测微器的固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度读数为0.01×13.0 mm=0.130 mm,所以最终读数为d=0.5 mm+0.130 mm=0.630 mm.
(3)由图丁可知电压表(量程0~3 V)的分度值为0.1 V,电压表的示数为U=1.20 V,由图戊可知电流表(量程0~0.6 A)的分度值为0.02 A,电流表的示数为I=0.50 A;
(4)合金丝的电阻为R,由欧姆定律得R=,代入数据得R=2.4 Ω,金属丝的电阻率为ρ,根据电阻定律得R=ρ,S=π,联立解得ρ=≈1.2×10-6 Ω·m.
12.(1)如图所示 (2)80 偏小 (3)
[解析] (2)由串联电路的分压规律=,代入数据得R1=80 Ω.开关由A打向B,电路总电阻减小,U2减小,测量结果偏小.
(3)由闭合电路欧姆定律得E=U+r,整理后得=++·,由题意得U0=+,k=,解得E=,r=.
13.(1)见解析 (2)
[解析] (1)带电油滴恰好悬浮,根据受力平衡可知,电场力竖直向上,而电场方向竖直向下,故油滴带负电.
(2)极板间的电场强度为E=
油滴悬浮时,根据平衡条件有qE=mg
撤去电场,油滴匀速运动时,根据平衡条件有kv=mg
根据题意,油滴匀速运动的速度为v=
联立解得q=
14.(1)120 V 2 Ω (2)92.3% (3)3.2 m
[解析] (1)闭合开关S1,断开开关S2和S3,由闭合电路欧姆定律得
E=I1
同时闭合开关S1和S2,断开S3,由闭合电路欧姆定律得
E=I2
联立解得
E=120 V,r=2 Ω
(2)仅闭合开关S3,设电动机两端的电压为U,由闭合电路欧姆定律得
E=U+I3r
解得U=104 V
电动机的总功率为P=UI3=832 W
电动机的输出功率为P出=UI3-RM=768 W
电动机正常工作时的效率为
η=×100%=×100%≈92.3%
(3)设水的初速度为v0,在Δt时间内从喷管喷出的水的质量为Δm,则
Δm=ρSv0Δt
电动机的输出功率P出=
整理可得P出=
解得v0=8 m/s
由竖直上抛运动规律,可得=2gh
解得水柱能达到离喷管口的最大高度h=3.2 m
15.(1)T (2)L
(3)U0≤UAB≤10U0或-10U0≤UAB≤-U0
[解析] (1)设电子进入第4个圆筒后的速度为v1,根据动能定理有
4U0e=m
得=2
第4个圆筒的长度为
s=v1=T
(2)设电子从第5个圆筒射出后的速度为v2,根据动能定理有
5U0e=m
得v2=
电子在偏转电场中运动的加速度是
a===
电子射出偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的距离为
y=at2
其中t为飞行时间,由于电子在平行于板面的方向不受力,所以在这个方向做匀速直线运动,由L=v2t
可求得t=
且由题意得UAB=8U0
代入得到y=L
由类平抛运动的结论,结合几何关系可知
=
解得lOM=L
(3)由=(0.5L≤lOM'≤2L)
得L≤y'≤L
且要使电子不打中极板,电子在垂直于板面方向偏移的距离满足
0≤y'≤L
综上可得L≤|y'|≤L
又因为y'=
可得U0≤UAB≤10U0
或-10U0≤UAB≤-U0模块综合测评
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.[2024·山东临沂期末] 关于磁感应强度,下列说法中正确的是 ( )
A.由B=可知,B与F成正比,与IL成反比
B.一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场
C.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向
D.磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
2.[2024·东莞期末] 在汽车喷漆中,有一门技术叫作静电喷涂,在市场上已经得到广泛的运用.静电喷涂是指一种利用电荷和电场将雾化涂料的微粒吸附到喷涂对象的喷涂工艺,其原理结构图如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.雾化涂料向工件运动的过程中做匀变速曲线运动
B.喷口喷出的雾化涂料微粒带负电,被涂工件接正极
C.雾化涂料向工件运动的过程中,电场力做正功,电势能增加
D.静电喷涂属于尖端放电
3.两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带有+5Q和-3Q的电荷量,固定在相距为r的两处.它们间的库仑力大小为F.两者相互接触后将其固定距离变为2r,则此时两球间库仑力的大小为 ( )
A.F B.F C.60F D.F
4.[2024·深圳期末] 电压力锅结合了高压锅和电饭锅的优点,省时省电、安全性高.当电压力锅内部气压过大或温度过高时,发热器都会停止工作.图乙中S1为过压保护开关,S2为过热保护开关,压强过大时开关S1自动断开,温度过高时开关S2自动断开.图乙表示S1、S2和锅内发热器的连接情况,其中符合上述工作要求的是 ( )
A
B
C
D
5.[2024·广州期末] 一块数码相机的锂电池电动势为4.8 V,容量为1000 mA·h.电池充满后,可连续拍摄照片400张左右,下列说法正确的是 ( )
A.mA·h是电功率的单位
B.该电池最多能储存1000 C的电荷量
C.每拍摄一张照片约需消耗0.012 W·h的电能
D.相机工作时电池两端的电压一定是4.8 V
6.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P为正电荷.P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,相邻等势面间电势差相等,a、b、c、d为电场中的4个点,其中c、d是关于PQ连线对称的两点.下列说法正确的是 ( )
A.P、Q两点处的电荷带同种电荷
B.c点与d点场强方向相同,电势也相同
C.一负电子从c点到b点电场力做正功
D.负电子在a点电势能比在b点的电势能大
7.如图所示,在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三个点,其电势分别为8 V、2 V、-4 V,△ABC是等腰直角三角形,斜边AC= m,D是AC的中点,则匀强电场的大小与方向是( )
A.6 V/m,由A指向B
B.6 V/m,由A指向C
C.6 m,由A指向B
D.6 m,由A指向C
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题列出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.在如图电路中,当变阻器R3的滑片P向b端移动时 ( )
A.电压表示数变大
B.电流表示数变大
C.电压表示数变小
D.电流表示数变小
9.[2024·湛江期末] 某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板.对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中
( )
A.P、Q构成的电容器的电容减小
B.P上电荷量保持不变
C.通过R的电流方向由M到N
D.在P、Q间电场强度增大
10.[2024·广州期末] 两轮电动平衡车是现代人用来休闲娱乐的一种新型绿色环保的代步工具,某品牌平衡车其部分参数如表所示,其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得,则该电动平衡车 ( )
最大速度 20 km/h 充电器输出电压 63 V
舒适速度 15 km/h 充电器输出电流 1100 mA
标准里程 22 km 电池组总容量 4300 mA·h
A.充电器的输出功率约为70 W
B.充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶1 h
C.以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为1.2 kW·h
D.该电池电荷量从零到充满电所需的时间约为4 h
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11.(7分)某实验小组为测量某种合金丝的电阻率,进行了如下操作:
(1)用刻度尺测得合金丝的长度为60 cm,用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图甲所示,则合金丝的直径为 mm.
(2)设计如图乙所示的实验电路,用电流表和电压表测量金属丝的电阻值.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置.
(3)正确连接电路后,某次测量时电压表(量程0~3 V)和电流表(量程0~0.6 A)指针的位置分别如图丁、图戊所示,则电压U= V,电流I= A.
(4)由题给数据和测量数据计算该合金丝的电阻率为ρ= .
12.(9分)[2024·中山期末] 某实验小组根据闭合电路欧姆定律测定一苹果电池的电动势和内阻,使用的器材有电阻箱R、定值电阻R1、电压表V、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干.同学们设计电路并进行了实物连接,实验既能测出定值电阻R1的阻值,又能测出水果电池的电动势和内阻.
(1)请根据原理图甲在实物图乙中进行导线连接;
(2)实验步骤如下:
①将电阻箱阻值R调到最大,闭合S1,S2接到A,当电阻箱的阻值调至480 Ω时,电压表示数为0.30 V;
②保持电阻箱示数不变,将S2切换到B,电压表示数为0.35 V;
③保持S2与B连接,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U.
利用上述步骤,可测得定值电阻R1的阻值为 Ω.这一测量结果与准确值比较 (选填“偏大”“偏小”或“不变”).
(3)将实验测得的电压U及电阻箱R的数据整理,描绘出电压表示数的倒数和电阻箱与定值电阻之和倒数的图像,其-图像是一次函数图像.图像与纵轴的交点为U0,斜率为k,若已知电压表内阻RV,电压表分流的影响不能忽略,结合图像求得水果电池的电动势E= ,内阻r= .
四、计算题(本题共3小题,共38分.要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分.有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位.)
13.(9分)[2024·河南郑州一中月考] 密立根油滴实验装置如图所示,两块间距为d的平行金属板A、B分别与电源正、负极相接.当两极板间电压为U时,一带电油滴恰好悬浮;撤去电场,一段时间后,通过显微镜观测到油滴在时间t内匀速下降的距离为h.已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比,比例系数为k.
(1)判断该带电油滴所带电性,并说明理由;
(2)求该油滴所带电荷量q.
14.(13分)[2024·安徽太和中学月考] 某同学想研究电动机驱动喷泉时水柱能达到的最大高度,他进行了如下探究:如图所示的电路中,定值电阻R1=18 Ω,R2=20 Ω,直流电动机M的线圈电阻RM=1 Ω,电流表A为理想电表.闭合开关S1,断开开关S2和S3,电流表A的示数为I1=3 A;同时闭合开关S1和S2,断开S3,电流表A的示数为I2=6 A;仅闭合开关S3,直流电动机M正常工作,电流表A的示数为I3=8 A.喷管的横截面积S=3×10-3 m2,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2.
(1)求电源的电动势E和内阻r;
(2)仅闭合开关S3,求电动机正常工作时的效率η;
(3)仅闭合开关S3,电动机用以驱动喷泉竖直向上喷出,求水柱能达到离喷管口的最大高度h.
15.(16分)[2024·江西南昌二中月考] 如图甲所示,某装置由直线加速器、偏转电场和荧光屏三部分组成.直线加速器由5个横截面积相同的金属圆筒依次排列,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度依照一定的规律依次增加.序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连,序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连.交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示,在t=0时,奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值,此时位于序号为0的金属圆板中央的一个电子,在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中时,都能恰好使所受静电力的方向与运动方向相同而不断加速,且已知电子的质量为m,电荷量为e,交变电压的绝对值为U0,周期为T,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计.偏转电场由两块相同的平行金属极板A与B组成,板长和板间距均为L,两极板间的电压UAB=8U0,两板间的电场可视为匀强电场,忽略边缘效应,距两极板右侧L处竖直放置一足够大的荧光屏.电子自直线加速器射出后,沿两板的中心线PO射入偏转电场,并从另一侧的Q点射出,最后打到荧光屏上.试求:
(1)第4个金属圆筒的长度s;
(2)电子打在荧光屏上的M点到O点的距离lOM;
(3)若两极板间的电压UAB可调节,要使电子能打在荧光屏上距O点0.5L~2L的范围内,求UAB的取值范围.(共46张PPT)
模块综合测评
◆ 测评卷
一、单项选择题
二、多项选择题
三、实验题
四、计算题
一、单项选择题
1.[2024·山东临沂期末] 关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )
A.由可知，与成正比，与成反比
B.一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场
C.磁感应强度的方向就是该处电流受力方向
D.磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量
√
[解析] 公式是磁感应强度的定义式，磁感应强度与磁场本身有关，与、无关，故A错误；若通电导体电流方向与磁场方向平行，通电导体不受磁场力，故一小段通电导体在某处不受磁场力，此处不一定无磁场，故B错误；电流在磁场中受力方向由左手定则进行判断，其方向与电流方向相互垂直，故C错误；根据可知，磁感应强度的大小等于穿过垂直磁场方向的单位面积的磁通量，故D正确.
2.[2024·东莞期末] 在汽车喷漆中，有一门技术叫作静电喷涂，在市场上已经得到广泛的运用.静电喷涂是指一种利用电荷和电场将雾化涂料的微粒吸附到喷涂对象的喷涂工艺，其原理结构图如图所示.下列说法正确的是( )
A.雾化涂料向工件运动的过程中做匀变速曲线运动
B.喷口喷出的雾化涂料微粒带负电，被涂工件接正极
C.雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功，电势能增加
D.静电喷涂属于尖端放电
√
[解析] 带电的工件周围的电场不是匀强电场，雾化涂料向工件运动的过程中受到电场力是变力，不做匀变速曲线运动，故A错误；根据图像可知，被涂工件接正极，所以喷口喷出的雾化涂料微粒带负
电被吸引，故B正确；雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，故C错误；静电喷涂属于电场力作用下的运动，不是尖端放电，故D错误.
3.两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带有和的电荷量，固定在相距为的两处.它们间的库仑力大小为.两者相互接触后将其固定距离变为，则此时两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
[解析] 根据库仑定律可得，两者相互接触后，各自带电荷量均为，所以，故选D.
√
4.[2024·深圳期末] 电压力锅结合了高压锅和电饭锅的优点，省时省电、安全性高.当电压力锅内部气压过大或温度过高时，发热器都会停止工作.图乙中为过压保护开关，为过热保护开关，压强过大时开关自动断开，温度过高时开关自动断开.图乙表示、和锅内发热器的连接情况，其中符合上述工作要求的是( )
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
√
[解析] 两个开关断开任何一个时，发热器都会停止工作，故A符合题意；两个开关断开任何一个时，发热器还会正常工作，故B不符合题意；两开关都闭合时，发热体会短路，不工作，故C、D不符合题意.
5.[2024·广州期末] 一块数码相机的锂电池电动势为，容量为.电池充满后，可连续拍摄照片400张左右，下列说法正确的是( )
A.是电功率的单位
B.该电池最多能储存的电荷量
C.每拍摄一张照片约需消耗的电能
D.相机工作时电池两端的电压一定是
√
[解析] 是电荷量的单位，故A错误；该电池最多能储存的电荷量，故B错误；该电池最多能储存的电能，每拍摄一张照片约需消耗的电能，故C正确；锂电池电动势为，由于电池有内阻，相机工作时电池两端的电压即路端电压要小于，故D错误.
6.空间中、两点处各固定一个点电荷，其中为正电荷.、两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，、、、为电场中的4个点，其中、是关于连线对称的两点.下列说法正确的是( )
A.、两点处的电荷带同种电荷
B.点与点场强方向相同，电势也相同
C.一负电子从点到点电场力做正功
D.负电子在点电势能比在点的电势能大
√
[解析] 结合处为正电荷，由等势面作出电场线，如图所示，可知、两点处的电荷带异种电荷，故A错误；根据等势面与电场线垂直，结合连线是一条直线可知，点与点场强方向相同，因为点与
点在同一等势面上，所以点与点电势也相同，故B正确；
可知，负电子在点电势能低于点电势能，所以一负电子从点到点电场力做负功，故C错误；因为点电势高于点电势，由 可知带负电的电子在点电势能比在点的电势能小，故D错误.
7.如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有、、三个点，其电势分别为、、，是等腰直角三角形，斜边，是的中点，则匀强电场的大小与方向是( )
A.，由指向 B.，由指向
C.，由指向 D.，由指向
√
[解析] 在匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值，D是连线的中点，则D点的电势，又因为，所以的连线是等势线，因为匀强电场的电场线与等势面垂直，且由几何关系可得与垂直，则电场沿着由A指向C，大
小为，故D正确，A、B、C错误.
二、多项选择题
8.在如图电路中，当变阻器的滑片向端移动时( )
A.电压表示数变大 B.电流表示数变大
C.电压表示数变小 D.电流表示数变小
√
√
[解析] 的滑片向端移动，电阻变小，和并联的总电阻变小，电路中的总电流变大，两端电压变大，电源内阻的电压增大，电压表示数减小，电压变大，那么两端的电压一定变小，所以电流表的示数变小，故C、D正确.
9.[2024·湛江期末] 某电容式话筒的原理示意图如图所示，为电源，为电阻，薄片和为两金属极板.对着话筒说话时，振动而可视为不动.在、间距增大过程中( )
A.、构成的电容器的电容减小
B.上电荷量保持不变
C.通过的电流方向由到
D.在、间电场强度增大
√
√
[解析] 电容式话筒与电源串联，电压保持不变.在、间距增大过程中，根据电容决定式得电容减小，故A正确；因电容器直接与电源相连，电容器两端间的电压不变，根据电容定义式得电容器所
带电荷量减小，电容器放电，电流通过的方向由到，故B错误，C正确；因、间电压不变，而间距增大，故其间的电场强度减小，D错误.
10.[2024·广州期末] 两轮电动平衡车是现代人用来休闲娱乐的一种新型绿色环保的代步工具，某品牌平衡车其部分参数如表所示，其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得，则该电动平衡车( )
最大速度 充电器输出电压
舒适速度 充电器输出电流
标准里程 电池组总容量
A.充电器的输出功率约为
B.充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶
C.以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为
D.该电池电荷量从零到充满电所需的时间约为
√
√
√
[解析] ，充电器的输出功率为，故A正确；根据表格内的数据可知，满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为，此时速度的大小为，则满电后以舒适速度能行驶的时间为
，故B错误；根据表格内的数据可知，电池的容量是，充电的电压为，则充电消耗的电能,满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标
准里程为，百公里耗电能约，故C正确；根据表格内的数据可知，电池的容量是，即，充电器输出电流为，所以充电所需要的时间为，故D正确.
三、实验题
11.某实验小组为测量某种合金丝的电阻率，进行了如下操作：
(1) 用刻度尺测得合金丝的长度为，用螺旋测微器测量合金丝的直径，示数如图甲所示，则合金丝的直径为______.
0.630
甲
[解析] 螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为.
(2) 设计如图乙所示的实验电路，用电流表和电压表测量金属丝的电阻值.请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图丙实物电路中的正确位置.
[答案] 如图所示
乙
(3) 正确连接电路后，某次测量时电压表(量程)和电流表(量程)指针的位置分别如图丁、图戊所示，则电压______，电流_____A.
0.50
[解析] 由图丁可知电压表(量程)的分度值为，电压表的示数为，由图戊可知电流表(量程)的分度值为，电流表的示数为;
丁
戊
(4) 由题给数据和测量数据计算该合金丝的电阻率为
________________.
[解析] 合金丝的电阻为，由欧姆定律得，代入数据得 ，金属丝的电阻率为 ，根据电阻定律得，，联立解得.
12.[2024·中山期末] 某实验小组根据闭合电路欧姆定律测定一苹果电池的电动势和内阻，使用的器材有电阻箱、定值电阻、电压表、单刀单掷开关、单刀双掷开关和导线若干.同学们设计电路并进行了实物连接，实验既能测出定值电阻的阻值，又能测出水果电池的电动势和内阻.
甲
乙
(1) 请根据原理图甲在实物图乙中进行导线连接；
[答案] 如图所示
甲
(2) 实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合，接到，当电阻箱的阻值调至 时，电压表示数为；
②保持电阻箱示数不变，将切换到，电压表示数为；
③保持与连接，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数和对应的电压表示数.
利用上述步骤，可测得定值电阻的阻值为____ .这一测量结果与准确值比较______(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
80
偏小
[解析] 由串联电路的分压规律，代入数据得 .开关由打向，电路总电阻减小，减小，测量结果偏小.
(3) 将实验测得的电压及电阻箱的数据整理，描绘出电压表示数的倒数和电阻箱与定值电阻之和倒数的图像，其图像是一次函数图像.图像与纵轴的交点为，斜率为，若已知电压表内阻，电压表分流的影响不能忽略，结合图像求得水果电池的电动势________，内阻_______.
[解析] 由闭合电路欧姆定律得，整理后得，由题意得，，解得，.
四、计算题
13.[2024·河南郑州一中月考] 密立根油滴实验装置如图所示，两块间距为的平行金属板、分别与电源正、负极相接.当两极板间电压为时，
一带电油滴恰好悬浮；撤去电场，一段时间后，通过显微镜观测到油滴在时间内匀速下降的距离为.已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，比例系数为.
(1) 判断该带电油滴所带电性，并说明理由；
[答案] 见解析
[解析] 带电油滴恰好悬浮，根据受力平衡可知，电场力竖直向上，而电场方向竖直向下，故油滴带负电.
(2) 求该油滴所带电荷量.
[答案]
[解析] 极板间的电场强度为
油滴悬浮时，根据平衡条件有
撤去电场，油滴匀速运动时，根据平衡条件有
根据题意，油滴匀速运动的速度为
联立解得
14.[2024·安徽太和中学月考] 某同学想研究电动机驱动喷泉时水柱能达到的最大高度，他进行了如下探究：如图所示的电路中，定值电阻 ， ，直流电动机的线圈电阻 ，电流表A为理想电表.闭合
开关，断开开关和，电流表A的示数为；同时闭合开关和，断开，电流表A的示数为；仅闭合开关，直流电动机正常工作，电流表A的示数为.喷管的横截面积，水的密度，重力加速度取.
(1) 求电源的电动势和内阻；
[答案]
[解析] 闭合开关，断开开关和，由闭合电路欧姆定律得
同时闭合开关和，断开，由闭合电路欧姆定律得
联立解得
，
(2) 仅闭合开关，求电动机正常工作时的效率 ；
[答案]
[解析] 仅闭合开关，设电动机两端的电压为，由闭合电路欧姆定律得
解得
电动机的输出功率为
电动机正常工作时的效率为
(3) 仅闭合开关，电动机用以驱动喷泉竖直向上喷出，求水柱能达到离喷管口的最大高度.
[答案]
[解析] 设水的初速度为，在时间内从喷管喷出的水的质量为，则
电动机的输出功率
解得，由竖直上抛运动规律，可得
解得水柱能达到离喷管口的最大高度
15.[2024·江西南昌二中月考] 如图甲所示，某装置由直线加速器、偏转电场和荧光屏三部分组成.直线加速器由5个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加.序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连.交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示，在时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于序号为0的金属圆板中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1，电子运动到
圆筒与圆筒之间各个间隙中时，都能恰好使所受静电力的方向与运动方向相同而不断加速，且已知电子的质量为，电荷量为，交变电压的绝对值为，周期为，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计.偏转电场由两块相同的平行金属极板与组成，板长和板间距均为，两极板间的电压，两板间的电场可视为匀强电场，忽略边缘效应，距两极板右侧处竖直放置一足够大的荧光屏.电子自直线加速器射出后，沿两板的中心线射入偏转电场，并从另一侧的点射出，最后打到荧光屏上.试求：
甲
乙
甲
乙
(1) 第4个金属圆筒的长度；
[答案]
[解析] 设电子进入第4个圆筒后的速度为，根据动能定理有
得
第4个圆筒的长度为
(2) 电子打在荧光屏上的点到点的距离；
[答案]
[解析] 设电子从第5个圆筒射出后的速度为，根据动能定理有
得
电子在偏转电场中运动的加速度是
甲
乙
电子射出偏转电场时，在垂直于板面方向偏移的距离为
其中为飞行时间，由于电子在平行于板面的方向不受力，所以在这个方向做匀速直线运动，由
可求得且由题意得
代入得到
由类平抛运动的结论，结合几何关系可知
甲
乙
解得
甲
乙
(3) 若两极板间的电压可调节，要使电子能打在荧光屏上距点的范围内，求的取值范围.
[答案] 或
乙
甲
[解析] 由
得
且要使电子不打中极板，电子在垂直于板面方向偏移的距离满足
综上可得
又因为
乙
甲
可得
或
乙
甲
