階段滾動(四)電學(xué)綜合檢測一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運(yùn)動，則可能是()A．開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間B．開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C．保持開關(guān)S閉合，滑動變阻器滑片P加速向右滑動D．保持開關(guān)S閉合，滑動變阻器滑片P勻速向右滑動答案A解析若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運(yùn)動，則兩螺線管產(chǎn)生的磁場互相排斥，根據(jù)楞次定律可知，M中磁通量增大，M向右移動阻礙磁通量增大，可能是開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間，或開關(guān)S閉合，滑動變阻器滑片向左滑動的過程，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．(2024·江蘇省模擬)如圖所示，圖甲為速度選擇器，圖乙為磁流體發(fā)電機(jī)，圖丙為回旋加速器，圖丁為質(zhì)譜儀。下列說法正確的是()A．圖甲中電子、質(zhì)子能夠沿直線通過速度選擇器的條件是v＝eq\f(E,B)B．圖乙是磁流體發(fā)電機(jī)，A板電勢比B板電勢高C．圖丙要增大某種粒子的最大動能，可減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度D．圖丁中不同粒子經(jīng)過質(zhì)譜儀偏轉(zhuǎn)半徑之比等于粒子的比荷之比答案A解析題圖甲中電子、質(zhì)子能夠沿直線通過速度選擇器的條件是v＝eq\f(E,B)，A正確；題圖乙是磁流體發(fā)電機(jī)，根據(jù)左手定則可知，A板電勢比B板電勢低，B錯(cuò)誤；由公式Bqv＝meq\f(v2,R)可知v＝eq\f(BqR,m)，故粒子獲得的動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(B2q2R2,2m)，題圖丙要增大某種粒子的最大動能，可增加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，C錯(cuò)誤；由題圖可知Uq＝eq\f(1,2)mv2，Bqv＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2Um,q))，題圖丁中不同粒子經(jīng)過質(zhì)譜儀偏轉(zhuǎn)半徑之比為eq\f(r1,r2)＝eq\f(\r(\f(m1,q1)),\r(\f(m2,q2)))，D錯(cuò)誤。3.(2024·貴州貴陽市開學(xué)考試)一邊長為L、質(zhì)量為m的正方形單匝金屬線框，每邊電阻均為R0，置于光滑絕緣水平桌面(紙面)上。寬度為2L的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，兩虛線為磁場邊界，如圖所示?，F(xiàn)使金屬框以一定的初速度向右運(yùn)動，進(jìn)入磁場。運(yùn)動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行，金屬框完全進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)，速度大小減為初速度的四分之三，則金屬框的初速度大小為()A.eq\f(B2L3,mR0) B.eq\f(B2L3,2mR0)C.eq\f(4B2L3,3mR0) D.eq\f(4B2L3,mR0)答案A解析根據(jù)動量定理有－Beq\x\to(I)Lt＝m×eq\f(3,4)v－mvBeq\x\to(I)Lt＝BLq＝BL·eq\f(ΔΦ,4R0)＝BL·eq\f(BL2,4R0)聯(lián)立得v＝eq\f(B2L3,mR0)，故選A。4．(2024·河南焦作市期中)某同學(xué)利用自制發(fā)電機(jī)給小風(fēng)扇供電，使小風(fēng)扇正常工作，其設(shè)計(jì)的電路簡化模型如圖甲所示。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦式交流電，其電動勢如圖乙所示。已知理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶12，小風(fēng)扇內(nèi)阻為8Ω，正常工作電流為1A。忽略導(dǎo)線與發(fā)電機(jī)線圈的電阻，電壓表為理想交流電壓表。下列說法正確的是()A．發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電動勢為e＝3eq\r(2)sin2πtVB．t＝0.25s時(shí)，電壓表示數(shù)為0C．正常工作時(shí)小風(fēng)扇的輸出功率為28WD．小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速一定與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同答案C解析發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電動勢為e＝3eq\r(2)sineq\f(2π,T)tV＝3eq\r(2)sin4πtV，故A錯(cuò)誤；t＝0.25s時(shí)，電壓表示數(shù)為電動勢的有效值，為U1＝eq\f(em,\r(2))＝3V，故B錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原、副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得副線圈電壓為U2＝36V，正常工作時(shí)小風(fēng)扇的輸出功率為P＝U2I－I2r＝36×1W－12×8W＝28W，故C正確；小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與小風(fēng)扇的功率有關(guān)，故小風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不一定相同，故D錯(cuò)誤。5.(2024·江蘇常州市前黃高級中學(xué)檢測)如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度的增大而減小)。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是()A．在只逐漸增大光照強(qiáng)度的過程中，電阻R0消耗的電功率變大B．只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動的過程中，R1消耗的功率變大，電阻R3中有向上的電流C．只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動端P1向上端移動的過程中，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向上運(yùn)動D．若斷開開關(guān)S，電容器所帶電荷量變小，帶電微粒向上運(yùn)動答案A解析在只逐漸增大光照強(qiáng)度的過程中，光敏電阻阻值減小，則通過電阻R0的電流增大；根據(jù)功率P＝I2R可知電阻R0消耗的電功率變大，A正確；只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動端P2向上端移動的過程中，電路總電阻不變，則電源輸出電流不變，R1消耗的功率不變，電容器兩端電壓不變，電阻R3中沒有電流，B錯(cuò)誤；只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動端P1向上端移動的過程中，R2接入電路的電阻不變，電源輸出電流不變，電源路端電壓不變，電壓表示數(shù)不變；電容器兩端電壓減小，電容器放電，帶電微粒所受靜電力減小，微粒向下運(yùn)動，C錯(cuò)誤；若斷開開關(guān)S，電容器放電，電容器所帶電荷量變少，電容器兩端電壓減小，帶電微粒所受靜電力減小，帶電微粒向下運(yùn)動，D錯(cuò)誤。6.如圖所示，太極圖由“陰魚”和“陽魚”構(gòu)成，其邊界是以O(shè)為圓心、以R為半徑的圓，內(nèi)部由以O(shè)1和O2為圓心等半徑的兩個(gè)半圓分割成上下兩部分，其中上部分為“陽魚”，下部分為“陰魚”，“陽魚”中有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。Q為太極圖邊緣上一點(diǎn)，且O1、O2、O、Q四點(diǎn)共線。一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子，在Q點(diǎn)以大小為v的速度指向圓心O射入“陽魚”區(qū)域，若帶電粒子在“太極圖”運(yùn)動過程中沒有進(jìn)入“陰魚”區(qū)域，帶電粒子重力不計(jì)。則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為()A.eq\f(mv,Rq)B.eq\f(mv,2Rq)C.eq\f(mv,3Rq)D.eq\f(mv,4Rq)答案B解析若使帶電粒子沒有進(jìn)入“陰魚”區(qū)域，則帶電粒子在磁場中半徑最大的運(yùn)動軌跡如圖，軌跡與圓心為O1的圓相切于A點(diǎn)。設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系可得(r＋eq\f(R,2))2＝r2＋(eq\f(3,2)R)2，解得r＝2R，由牛頓第二定律可得qvB＝meq\f(v2,r)，聯(lián)立解得B＝eq\f(mv,2Rq)，故選B。7.(2023·海南?？谑心M)如圖所示，一根固定的絕緣豎直長桿位于范圍足夠大且相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度大小為E＝eq\f(2mg,q)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小圓環(huán)套在桿上，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μ；現(xiàn)使圓環(huán)以初速度v0向下運(yùn)動，經(jīng)時(shí)間t0，圓環(huán)回到出發(fā)點(diǎn)。若圓環(huán)回到出發(fā)點(diǎn)之前已經(jīng)開始做勻速直線運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。則下列說法中正確的是()A．環(huán)經(jīng)過eq\f(t0,2)時(shí)間剛好到達(dá)最低點(diǎn)B．環(huán)的最大加速度為am＝g＋eq\f(μqv0B,m)C．環(huán)在t0時(shí)間內(nèi)損失的機(jī)械能為m(v02－eq\f(m2g2,μ2q2B2))D．環(huán)下降過程和上升過程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能相等答案B解析環(huán)向下運(yùn)動時(shí)在豎直方向上受到重力、向上的靜電力、向上的摩擦力，以豎直向上為正方向，設(shè)加速度大小為a1，則a1＝eq\f(qE＋μqvB－mg,m)，因?yàn)樗俣鹊臏p小，導(dǎo)致洛倫茲力減小，則摩擦力會減小，因此環(huán)做加速度減小的減速運(yùn)動，當(dāng)環(huán)向上運(yùn)動時(shí)，環(huán)的加速度大小a2＝eq\f(qE－μqvB－mg,m)，隨著速度增大，開始做加速度減小的加速運(yùn)動，之后做勻速直線運(yùn)動，因此在t＝eq\f(t0,2)時(shí)，圓環(huán)不可能剛好到達(dá)最低點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；圓環(huán)在運(yùn)動過程中，向下運(yùn)動時(shí)的加速度大于向上運(yùn)動的加速度，而向下運(yùn)動所受摩擦力越大，則加速度越大，因此環(huán)剛開始運(yùn)動時(shí)加速度最大，最大加速度am＝eq\f(qE＋μqv0B－mg,m)＝g＋eq\f(μqv0B,m)，故B正確；圓環(huán)從出發(fā)點(diǎn)到回到出發(fā)點(diǎn)的過程中，重力勢能變化為零，那么機(jī)械能的損失即為動能的減小，則有ΔEk＝eq\f(1,2)mv02－eq\f(1,2)mv2，而v＝eq\f(mg,μqB)，因此損失的機(jī)械能為eq\f(1,2)m(v02－eq\f(m2g2,μ2B2q2))，故C錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系，除重力以外的力做功，才導(dǎo)致機(jī)械能變化，而環(huán)在下落與上升過程中，因摩擦力做功值不同，因此環(huán)在下落過程中損失的機(jī)械能不會等于上升回到出發(fā)點(diǎn)過程中損失的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)8．(2023·陜西省富平縣模擬)如圖為電磁剎車實(shí)驗(yàn)裝置，小車底面安裝有矩形導(dǎo)線框abcd，線框底面平行于地面，在小車行進(jìn)方向有與abcd等寬、等長的有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直地面向上。小車進(jìn)入磁場前撤去牽引力，小車穿過磁場后滑行一段距離停止。則小車()A．進(jìn)入磁場時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaB．穿過磁場的過程中，中間有一段時(shí)間矩形導(dǎo)線框中沒有感應(yīng)電流C．小車進(jìn)入磁場前的速度越大，滑行的距離越遠(yuǎn)D．穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框受到的安培力方向始終水平向左答案CD解析根據(jù)楞次定律可知，進(jìn)入磁場時(shí)，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，故A錯(cuò)誤；因?yàn)橛薪鐒驈?qiáng)磁場與abcd等寬、等長，所以穿過磁場的過程中，ab邊剛要離開磁場時(shí)，cd邊進(jìn)入磁場，故穿過磁場的過程中，矩形導(dǎo)線框中始終有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；根據(jù)動量定理可得－Beq\x\to(I)lt＝mv－mv0，即Bql＝mv0－mv，則可得mv＝mv0－Bql，可以看出，小車進(jìn)入磁場前的速度越大，離開磁場時(shí)的速度越大，根據(jù)x＝eq\f(v2,2a)，可知離開磁場后滑行的距離越遠(yuǎn)，故C正確；根據(jù)左手定則可知，進(jìn)入磁場時(shí)，ab受到的安培力方向水平向左，離開磁場時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，矩形導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba，根據(jù)左手定則，cd受到的安培力方向也是水平向左，故D正確。9．(2023·山東日照市模擬)如圖所示，a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是正方形的四個(gè)頂點(diǎn)。在正方形兩對角線的交點(diǎn)O處有一個(gè)電子發(fā)射源，在平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射出初動能均為3eV的電子。所有到達(dá)正方形邊界的電子中，到達(dá)c點(diǎn)的電子動能最大。已知正方形的邊長為10cm，電子到達(dá)c點(diǎn)時(shí)動能為7eV。電子僅在靜電力的作用下運(yùn)動，下列說法正確的是()A．該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的方向?yàn)閺腶點(diǎn)指向c點(diǎn)B．該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為40eq\r(2)V/mC．若b點(diǎn)的電勢為零，電子運(yùn)動到a點(diǎn)時(shí)的電勢能為－1eVD．電子到達(dá)ab中點(diǎn)時(shí)的動能為1eV答案BD解析根據(jù)題意電子到達(dá)c點(diǎn)的動能最大，說明電子從O到c靜電力做功最多，從O到c動能增大，靜電力做正功，電子沿電場線反方向運(yùn)動，故電場線從c點(diǎn)指向a點(diǎn)，A錯(cuò)誤；根據(jù)動能定理可得－eUOc＝Ekc－EkO，解得UOc＝－4V，正方形邊長L＝10cm，Oc的距離為dOc＝eq\f(\r(2),2)L＝5eq\r(2)cm，電場強(qiáng)度的大小為E＝eq\f(|UOc|,dOc)＝40eq\r(2)V/m，B正確；由于bd垂直于ac，則φb＝φO＝0，EpO＝－eφO＝0，WOa＝EpO－Epa＝－eEdOa，dOa＝eq\f(\r(2),2)L＝5eq\r(2)cm，綜上所述，Epa＝4eV，C錯(cuò)誤；設(shè)ab中點(diǎn)為p，從O到p由動能定理得－eEd＝Ekp－EkO，又d＝eq\f(L,2)cos45°，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得Ekp＝1eV，D正確。10．(2023·四川成都市聯(lián)考)如圖所示，足夠長的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd置于水平面內(nèi)，導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上，矩形虛線框區(qū)域內(nèi)存在一豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)讓矩形虛線框區(qū)域磁場水平向右以速度v0＝10m/s勻速運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間t＝0.2s，導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度，整個(gè)過程中導(dǎo)體棒MN未滑出磁場，且與導(dǎo)軌保持良好接觸并始終與ac平行。已知軌道間距L＝1m，MN的有效電阻與軌道左端連接的定值電阻均為r＝2Ω，其余部分電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒MN質(zhì)量m＝1kg，與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10m/s2。則()A．能使導(dǎo)體棒MN運(yùn)動，矩形區(qū)域磁場的速度至少為6m/sB．導(dǎo)體棒MN穩(wěn)定運(yùn)動的速度為5m/sC．導(dǎo)體棒MN從開始到穩(wěn)定運(yùn)動的時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒MN的電荷量為4CD．導(dǎo)體棒MN穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)，定值電阻r上消耗的電功率為12.5W答案BD解析導(dǎo)體棒MN從靜止到恰好驅(qū)動時(shí)，相對矩形區(qū)域磁場向左以速度v0min切割磁感線，產(chǎn)生的動生電動勢E＝BLv0min則閉合電路中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流I，由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,2r)對導(dǎo)體棒MN由平衡條件可得BLI＝μmg則矩形區(qū)域磁場的最小驅(qū)動速度v0min＝eq\f(2μmgr,B2L2)＝5m/s，故A錯(cuò)誤；設(shè)導(dǎo)體棒MN達(dá)到穩(wěn)定速度為v，此時(shí)相對矩形區(qū)域磁場，導(dǎo)體棒向左以大小為v0－v的速度切割磁感線，與A同理可得v＝v0－eq\f(2μmgr,B2L2)＝5m/s，故B正確；導(dǎo)體棒MN經(jīng)歷時(shí)間t速度為v，則由動量定理可得Beq\x\to(I)Lt－μmgt＝mv－0則從靜止驅(qū)動到穩(wěn)定運(yùn)動的時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體棒的電荷量q＝eq\x\to(I)t＝3C，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒MN穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)滿足BIL＝μmg定值電阻r上消耗的電功率為Pr＝I2r解得Pr＝12.5W，故D正確。三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(8分)某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量電源的電動勢E和內(nèi)阻r，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：一個(gè)電壓表V、一個(gè)電阻箱R、一個(gè)5.0Ω的定值電阻R0，一個(gè)開關(guān)和若干導(dǎo)線。(1)根據(jù)電路圖，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連成完整電路。(2)該同學(xué)為了用作圖法來確定電源的電動勢和內(nèi)阻，以eq\f(1,U)為縱軸、eq\f(1,R)為橫軸作出的圖像如圖丙所示，則該圖像的函數(shù)表達(dá)式為：________________________。(用含有U、R、R0、E、r的函數(shù)表達(dá)式表示)(3)由圖像可求得，該電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)答案(1)見解析圖(2)eq\f(1,U)＝eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)(3)2.92.5解析(1)根據(jù)電路圖將實(shí)物圖連接，如圖所示，注意不要交叉。(2)由閉合電路歐姆定律可知U＝eq\f(E,R＋R0＋r)R，變形可得eq\f(1,U)＝eq\f(R＋r＋R0,ER)＝eq\f(r＋R0,ER)＋eq\f(1,E)，故表達(dá)式為eq\f(1,U)＝eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)。(3)由數(shù)學(xué)知識可知，圖像的縱軸截距表示電源電動勢的倒數(shù)，由題圖可知，0.35V－1＝eq\f(1,E)，解得E＝2.9V，圖像的斜率為k＝eq\f(2.95－0.35,1.0)A－1＝eq\f(R0＋r,E)，解得r＝2.5Ω。12．(8分)(2023·黑龍江大慶市二模)傳感器在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用。某學(xué)習(xí)小組利用壓力傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)測量壓力大小的實(shí)驗(yàn)電路。已知此壓敏電阻的阻值R與所受壓力大小F的對應(yīng)關(guān)系如圖甲所示，壓力F在0～200N范圍內(nèi)時(shí)，圖線為直線。實(shí)驗(yàn)中，先利用如圖乙所示的電路，測量F＝0時(shí)壓敏電阻的阻值，再在電流表相應(yīng)刻度處標(biāo)記對應(yīng)的壓力值。實(shí)驗(yàn)器材有：壓敏電阻(F＝0時(shí)阻值R0在90～110Ω之間)電源(電動勢E＝12V，內(nèi)阻為2Ω)電流表G1(量程10mA，內(nèi)阻Rg1＝200Ω)電流表G2(量程50mA，內(nèi)阻Rg2約為100Ω)定值電阻R1＝200Ω滑動變阻器R2開關(guān)S1、S2及導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)要求盡量準(zhǔn)確測量壓敏電阻的阻值，請回答下列問題：(1)按實(shí)驗(yàn)要求，導(dǎo)線c端應(yīng)與_____________(填“a”或“b”)點(diǎn)連接。(2)滑動變阻器有兩種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)中R2應(yīng)選擇_____________。A．最大阻值為50ΩB．最大阻值為250Ω(3)閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，當(dāng)電流表G2讀數(shù)為30mA時(shí)，電流表G1讀數(shù)為6.0mA，可知R0＝____________Ω。(4)斷開開關(guān)S2，繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，使電流表G2達(dá)到滿偏，滿偏電流刻度處標(biāo)記F＝0，此時(shí)滑動變阻器接入電路部分的阻值和G2內(nèi)阻之和為____________Ω，保持滑動變阻器阻值不變，當(dāng)壓力F＝60N時(shí)，電流表G2示數(shù)為_____________mA。答案(1)b(2)B(3)100(4)13840解析(1)導(dǎo)線c端應(yīng)接b，G1和定值電阻R1串聯(lián)可當(dāng)成電壓表測量壓敏電阻兩端的電壓，G2和G1的電流之差是通過壓敏電阻的電流，若接a，因G2的具體內(nèi)阻未知，不能準(zhǔn)確測量R兩端的電壓值；(2)F＝0時(shí)，滑動變阻器R2若選擇最大阻值為50Ω的，全部接入電路時(shí)，電路總電阻為R總＝r＋Rg2＋R2＋eq\f(Rg1＋R1R0,Rg1＋R1＋R0)＝2Ω＋100Ω＋50Ω＋eq\f(200＋200×90,200＋200＋90)Ω≈225.5Ω則干路電流約為I＝eq\f(E,R總)＝eq\f(12,225.5)A≈0.053A＝53mA超過G2的量程，所以應(yīng)選擇最大阻值為250Ω的滑動變阻器，以確保安全，故選B；(3)閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)兩電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2時(shí)，有R0＝eq\f(I1Rg1＋R1,I2－I1)＝eq\f(6.0mA×200＋200Ω,30mA－6.0mA)＝100Ω(4)斷開開關(guān)S2，繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器R2，使電流表G2達(dá)到滿偏，滑動變阻器接入電路的阻值為R2，有E＝I2m(R0＋R2＋Rg2＋r)可得R2＋Rg2＝eq\f(E,I2m)－R0－r＝eq\f(12,50×10－3)Ω－100Ω－2Ω＝138ΩR－F圖像的斜率為k＝eq\f(300－100,200)Ω/N＝1Ω/N根據(jù)題圖甲，壓敏電阻的阻值R與壓力F的關(guān)系式R＝R0＋kF當(dāng)壓力F＝60N時(shí)，R＝160Ω，可得電流表G2示數(shù)為I＝eq\f(E,R＋Rg2＋R2＋r)＝0.04A＝40mA。13．(10分)(2023·廣西柳州高級中學(xué)期末)如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L＝0.1m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ＝30°，導(dǎo)軌上端連接一定值電阻R＝0.3Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒cd垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好的接觸，金屬棒的質(zhì)量為m＝0.2kg，接入電路的電阻為r＝0.1Ω，現(xiàn)將金屬棒從緊靠NQ處由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間，金屬棒速度達(dá)到最大值v1＝10m/s，重力加速度g取10m/s2，求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1；(2)若金屬棒速度達(dá)到v1時(shí)，金屬棒下滑距離為x＝12m，此后，使磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系式。答案(1)2T(2)B＝eq\f(24,12＋10t＋2.5t2)(T)解析(1)金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)產(chǎn)生的電動勢E＝B1Lv1回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流I＝eq\f(E,R＋r)金屬棒所受的安培力F＝B1ILcd棒所受的合外力為零時(shí)，下滑的速度達(dá)到最大，由平衡條件得F＝mgsinθ聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得B1＝2T(2)金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，則不受安培力作用，做勻加速運(yùn)動。設(shè)金屬棒的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ＝ma回路中磁通量應(yīng)不變，則有B1Lx＝BL(x＋v1t＋eq\f(1,2)at2)聯(lián)立可得B＝eq\f(B1x,x＋v1t＋\f(1,2)gt2sinθ)＝eq\f(24,12＋10t＋2.5t2)(T)。14．(12分)如圖所示，在真空室中平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上，x軸上的P點(diǎn)與Q點(diǎn)關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O對稱，P、Q間的距離d＝30cm。坐標(biāo)系所在空間存在一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E＝1.0N/C。一帶電油滴在xOy平面內(nèi)，從P點(diǎn)與x軸成30°的夾角射出，該油滴將做勻速直線運(yùn)動，已知油滴的速度v＝2.0m/s，所帶電荷量q＝1.0×10－7C，重力加速度g取10m/s2。(1)求油滴的質(zhì)量m。(2)若在空間疊加一個(gè)垂直于xOy平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場，使油滴通過Q點(diǎn)，且其運(yùn)動軌跡關(guān)于y軸對稱。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝2.0T，求：①油滴在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t；②圓形磁場區(qū)域的最小面積S。答案(1)1.0×10－8kg(2)①eq\f(π,60)s②2.5π×10－3m2解析(1)對帶電油滴進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律有qE－mg＝0所以m＝eq\f(qE,g)＝1.0×10－8kg。(2)①帶電油滴進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，設(shè)其做勻速圓周運(yùn)動的半徑為R、運(yùn)動周期為T，根據(jù)牛頓第二定律qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)＝0.10m，所以T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(π,10)s設(shè)帶電油滴從M點(diǎn)進(jìn)入磁場，從N點(diǎn)射出磁場，由于油滴的運(yùn)動軌跡關(guān)于y軸對稱，其運(yùn)動軌跡如圖甲所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知∠MO′N＝60°，所以帶電油滴在磁場中運(yùn)動的時(shí)間t＝eq\f(T,6)＝eq\f(π,60)s。②連接MN，當(dāng)MN為圓形磁場的直徑時(shí)，圓形磁場面積最小，如圖乙所示。根據(jù)幾何關(guān)系得圓形磁場的半徑r＝Rsin30°＝0.05m，其面積為S＝πr2＝0.0025πm2＝2.5π×10－3m2。15．(16分)(2023·湖南岳陽市模擬)如圖所示，甲、乙兩水平面高度差為2h，甲水平面內(nèi)有間距為2L的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，乙水平面內(nèi)有間距分別為2L、L的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，光滑的絕緣斜導(dǎo)軌緊挨甲、乙兩個(gè)平面內(nèi)的水平軌道放置，斜