高二上学期期末模拟试题一(静电场恒定电流含答案)

一.选择题

1. 下列与电阻有关的说法正确的有( )

A. 导体的电阻与其两端电压成正比，与通过它的电流成反比

B. 导体的电阻只跟导体本身的性质有关，而与其两端电压和通过电流无关

C. 电阻率越大的材料，则电阻越大

D. 电阻率是材料本身的性质，与电压、电流、导体形状、温度都无关

2. 如图所示，A、B两点在点电荷产生的电场的一条电场线上，若

一带负电的粒子从B点运动到A点时，加速度增大而速度减小，则

可判定( )

A. 点电荷一定带正电

B. 点电荷一定带负电

C. 点电荷一定在A点的左侧

D. 点电荷一定在B点的右侧

3. 带电粒子只受电场力而运动，如图所示，实线为电场线，虚线为粒子的运动轨

迹，则由图像可以做出判断的有( )

A. 电场线的方向

B. 粒子的运动是由a→b还是由b→a

C. 粒子带正电还是带负电

D. 粒子在a、b两点的电势能孰高孰低

4. 用伏安法测电阻时有如图所示的甲、乙两种接法，下面说法中正确的是（）

A. 当R x<>R A时，用乙种接法误差较小

B. 当R x>>R A时，用甲种接法误差较小，当R x<C. 甲电路测量电阻结果总是偏大，乙电路测量电阻结果总是偏小

D. 两种电路测量结果的平均值更接近真实值

5. 如图所示，Oxy坐标系中，将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服静电力做功W；若从a点移至x轴上c点时，也需克服静电力做功W，那么关于此空间存在静电场可能是( )

A. 存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场

B. 存在电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场

C. 处于第一象限某一位置的正点电荷形成的电场

D. 处于第四象限某一位置的负点电荷形成的电场

6. 如图所示，E为一稳压电源，C为一平行板电容器，以下操作能够维持两板间电场强度大小不变的有( )

A. 保持开关S闭合，向电容器两板间充入煤油(相对介电常数为2)

B. 保持开关S闭合，电容器极板正对面积增加一倍，极板间距减少一半

C. 将开关S断开，电容器极板正对面积减少一半，极板间距减少一半

D. 将开关S断开，电容器极板正对面积增加一倍，极板间距减少一半

7. 如图所示，带电小球A附近有用绝缘支架支撑着的金属导体B，当开

关S1、S2断开时，导体B左端带有负电荷，右端带有正电荷。下列说法

中正确的是( )

A. 闭合开关S1，则导体B左端不再带有电荷C. 闭合开关S 2，则导体B 左端不再带有电荷

D. 闭合开关S 2，则导体B 右端不再带有电荷

8. 如图所示为某电阻元件的伏安特性曲线，图中的倾斜虚线为特性曲线的切线，则下列判断正确的有( ) A. 电压为12V 时该元件电阻为60Ω B. 电压为12V 时该元件电阻为20Ω

C. 该元件的电阻随电压变化，但总是小于5Ω

D. 该元件的电阻随电压变化，但总是大于5Ω

9. 如图所示，A 灯与B 灯电阻相同，当变阻器滑片向上移动时，对两灯明暗程度的变化判断正确的是（ ）

A ．A 灯变暗，

B 灯变亮 B ．A 灯变亮，B 灯变暗

C ．两灯都变亮

D ．两灯都变暗

10. 如图所示，水平方向的匀强电场中，有一质量为m 的带电小球，用长为l 的细线悬于点O ，当小球平衡时，细线和竖直方向的夹角为θ，现给小球一个初速度，速度方向和细线垂直，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则圆周运动过程中速度的最小值为( )

A.

gl

B.

θgl cos

C.

θgl cos

D. 0

11．投影仪的光源是强光灯泡，发光时必须用风扇给予降温，现设计投影仪的简易电路，要求：带动风扇的电动机 图7-6启动后，灯泡才可以发光，电动机没有启动，灯泡不亮，电动机的电路元件符号是M ，如下图中符合设计要求的是

12．在如图7-8所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，D 为发光二极管（电流越大，发出光越强），且R 与D 相距不变，下列说法正确的是

A ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率增大

B ．当滑动触头P 向左移动时，L 消耗的功率减小

C ．当滑动触头P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变

D ．无论怎样移动触头P ，L 消耗的功率都不变 二实验题

13．(8分)在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材： A ．电池组（3 V 、内阻lΩ）

B ．电流表（0～3 A ，内阻0.0125Ω） 图7-9

C ．电流表（0～0.6 A ，内阻0.125Ω）

D ．电压表（0～3 V ，内阻4 kΩ）

E ．电压表（0～15 V ，内阻15 kΩ）

F ．滑动变阻器（0～20 Ω，允许最大电流l A ）

G ．滑动变阻器（0～2000 Ω，允许最大电流0.3 A ） H ．开关、导线

（1）上述器材中应选用的是___________ （只填写字母代号） 图7-9乙

（2）某同学采用了图7-9甲所示的部分电路测量电阻，则测量值比真实值偏_________ （选填“大”或“小”）．根据测量数据得到的伏安特性曲线如图7-9乙所示，图中MN 段向上弯曲的主要原因是___________________ ．

14．(8分)为测出量程为3V ，内阻约为2kΩ电压表内阻的精确值．实验室中可提供的器材有： 电阻箱R ，最大电阻为9999.9Ω，定值电阻r 1=5kΩ， 定值电阻r 2=10kΩ 电动势约为12V ，内阻不计的电源E

开关、导线若干．

实验的电路图如图7-10所示，先正确连好电路，再调

节电阻箱R 的电阻值，使得电压表的指针半偏，记下 此时电阻箱R 有电阻值R 1；然后调节电阻箱R 的值， 图7-10 使电压表的指针满偏，记下此时电阻箱R 的电阻值R 2． （1）实验中选用的定值电阻是_______________________；

（2）此实验计算电压表内阻R V 的表达式为R V =_____________________． （3）若电源的内阻不能忽略，则电压表内阻R V 的测量值将_____________． A ．偏大 B ．不变 C ．偏小 D ．不能确定，要视电压表内阻的大小而定

15. 用如图2－19所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： a ．电流表(量程0.6 A 、3 A 内阻0.1Ω)； b ．电压表(量程3 V 、15 V 内阻8K Ω)； c ．定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)； d ．定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；

e ．滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω、额定电流2 A)；

f ．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_____ V ，电流表的量程应选择_____ A R0应选择______Ω的定值电阻，R 应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器．闭合S 前滑片应置于R 的 (左端或右端).

(2)引起该实验系统误差的主要原因是________．

16. (1)图甲是一个双量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0~3V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0~15V 。已知电流表的内阻R g 为500Ω，满偏电流I g 为600μA 。则电阻R 1和R 2的值应该分别为__________和__________。

(2)图乙是一个双量程电流表，当使用a 、b 个端点时，量程为3A ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0.6A 。已知表头的内阻R g 为950Ω，满偏电流I g 为30mA 。则电阻R 1、

R 2的值应分别为__________和__________。

三计算题

17．一个允许通过最大电流为2A 的电源和一个滑线变阻器，接成如图7-12甲所示的电路，变阻器最大阻值R 0=22Ω，电源路端电压U 随外阻R 变化的规律如图乙所示，图中U =12V 的直线为图线的渐近线，试求：

（1）电源的电动势和内电阻

（2）A 、B 空载时输出电压的范围

（3）若要保证变阻器的滑片能任意滑动，A 、B 两端所接负载的最小电阻时多大？

图7-12

18．如图7-13所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3V ，0.9W”的字样（传感器可看作一个纯电阻），滑动变阻器R 0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0.6A ，电压表的量程为3V ． （1）根据传感器上的标注，计算传感器的电阻和额定电流．

（2）若电路元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值时多少？

（3）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过了1Ω，则该传感器就失去作用，实际检测时，将一个恒定的电源加在图中a 、b 之间（电源电压小于上述所求的电压的最大值），闭合开关S ，通过调节R 0来改变电路中的电流和R 0两端的电压，检测记录如右表. 若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分 析，你认为这个传感器是否还能使用？此时a 、b 间所加的电压时多少？

图

7-13

A B 甲 乙

(1)电荷Q在M点的电场强度的大小；

(2)电荷Q产生的电场中M、N两点间的电势差为多少？

20. 在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一质量为m带电量为+q的带电小球，另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放，已知小球摆到最低点的另一侧时速度恰好为零，此时线与竖直方向的夹角为θ(θ<90°)，重力加速度为g，求：

(1)电场强度大小；

(2)小球经过最低点时细线对小球的拉力。

21. 有一电动机，其铭牌上标有“100V、50W”，当给此电动机接上100V的电源使其正常工作时，测得它可以将重为10N的物体以4m/s的竖直速度匀速提起，试问：

(1)此电动机的线圈电阻为多大？

(2)为了让此电动机和一个“100V、40W”的白炽灯泡在一个输出电压为200V的电源带动下都能正常工作，有人设计了如图所示的电路，请计算电路中的附加电阻的阻值。

22. 如图所示，从电子射出的电子束(初速度不计)经电压U1=2000V加速后，从一对金属板Y和Y´正中间平行金属板射入，电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点。若现在用一输出电压为U2=160V的稳压电源与金属板YY´连接，在YY´间产生匀强电场，使得电子束发生偏转。若取电子质量为9×10-31kg，YY´两板间距d=2.4cm，板长l=6.0cm，板的末端到荧光屏的距离L=12cm。整个装置处于真空中，不考虑重力的影响，试回答以下问题：

(1)电子束射入金属板YY´时速度为多大？

(2)加上电压U2后电子束打到荧光屏上的位置到O点的距离为多少？

(3)如果两金属板YY´间的距离d可以随意调节(保证电子束仍从两板正中间射入)，其他条件都不变，试求电子束打到荧光屏上的位置到O点距离的取值范围。

电场与恒定电流练习题参

13．（1） ACDFH

（2）小随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大．

14．（1） r 1 （2）R 1—2R 2—r 1 （3）A

15. (1) 3 0.6 1 0~10 右 (2) 电压表的分流

16. (1) 4.5kΩ 20kΩ (2) 10Ω 40Ω

17.(9分) 12．【解析】（1）由乙图可知，当R 趋近无穷大时，E =12V ，而当U =6V=E /2时，应有r =R =2Ω

（2）当滑片滑到变阻器的最上端时，A 、B 两端输出电压最大值：

V R r R E U 11222

221200max =⋅+=+=

当滑片滑到变阻器的最下端时，A 、B 两端输出电压最小为零，故A 、B 空载时输出电压的范围为0～11V ．

（3）当滑片滑到变阻器的最上端时，通过电源的电流恰好为最大电流2A 时，A 、B 两端所接负载电阻最小。

AB

AB

R R R R r E I ++=00，解得：R AB =4.9Ω．

18．【解析】（1）传感器的电阻R 传=U 传2/P 传=10Ω，

传感器的额定电流I 传=P 传/U 传=0.9/3A=0.3A ，

（2）要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流I =I 传=0.3A

此时电源电压最大值U m =U 传+U 0

U 传传感器的额定电压，U 0为R 0调至最大值R om =10Ω时R 0两端的电压，即：

U 0=I 传R 0m =0.3×10V=3V

所以电源电压的最大值U m =U 传+U 0=6V

（3）设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ，传感器的实际电阻为R 传＇，根据第一次实验记录数据由：U = R 传＇I 1+U 1，即：U =0.16×R 传＇+1.48

根据第二次实验记录数据由：U = R 传＇I 2+U 2

即：U =0.22×R 传＇+0.91

解得：R 传＇=9.5Ω，U =3V

传感器的电阻变化为△R = R 传—R 传＇=10Ω—9.5Ω≤0.5Ω

此传感器仍然可以使用．

19解：(1)根据库仑定律，Q 在M 点的电场强度大小为

2=r Q k E =100N/C

(2)根据功能关系，q 在移动过程中电势能增加，电场力做功

W = -ΔE

p = -3×10-9J

根据电势差与电场力做功的关系，M 、N 两点间的电势差为

U =q W

= 15V

20. (10分)

解：(1)小球从最右边摆到最左边的过程中，设摆长为L ，根据动能定理

m g L cos θ-EqL (1+sin θ)=0 - 0

得：E =

)24tan(=)sin +1(cos θπq mg θq θmg - (2)设小球摆到最低点时的速度为v ，则对小球从最右边摆到最低点的过程应用动能定理有

m g L – EqL =21

mv 2 – 0

而小球摆到最低点时，根据向心力公式有

T – m g = m L v 2

根据以上两式及第一问结果可解得

T = mg θπmg mg θθmg mg θθθ)24tan(23=sin +1cos 23=sin +1cos 2sin 3+3----

21. (10分)

解：(1)次电动机正常工作时的输出机械功率为

P 机 = G v = 40W

所以其正常工作发热功率为

P Q = P – P 机= 10W

正常工作电流为

I 机 =U P

= 0.5A

根据焦耳定律

P Q = I 机2 r

根据以上可得电动机内阻

r = 40Ω

(2)白炽灯泡正常工作时的电流为

i = 额额U P =0.4A

所以分流电阻R 上应流过的电流为

I = I 机 – i = 0.1A

根据欧姆定律，分流电阻R 的阻值应为

R =I U

=1000Ω22 (15分)

22解：(1)根据动能定理，设电子在加速电极作用下获得速度为v 0，有

20121=mv e U 可得v 0=

m e U 12 ①

解得v 0=m/s 710×38≈2.67×107m/s

(2)电子穿过偏转电极过程中，在沿初速度方向做匀速直线运动有

l = v 0 t ②

在沿电场方向受力为

F =Eq ③

根据匀强电场性质

U 2=E d ④

根据牛顿第二定律

F =ma ⑤

根据匀变速直线运动规律，在出偏转电场时其在电场方向位移为

y = 221at ⑥

根据①-⑥式可推得

y =

12

24dU l U ⑦ 此时在电场方向上的分速度为

v y = at ⑧

出电场后电子做直线运动最终打在荧光屏上，距离O 点的距离设为y ´，根据几何关系及①⑦⑧可得

y ´=

y l L l 2+()1242+=dU L l l U ⑨ 将数据代入⑦式可得y = 3mm < 2d

，所以此时电子可以射出偏转电场

于是将数据代入⑨式可得y ´=15mm

(3)d 越小则偏转电场越强，电子的偏转也越厉害，但是同时两板间距缩小电子更容易打在极板上，所以电子的偏转应有最大值，且临界条件为电子刚好擦YY ´极板而出。即

y d =2 ⑩

联立⑦式代入数据可解得此时y =6mm

继续代入⑨式可得此时y ´=30mm

所以电子束打到荧光屏上的位置到O 点距离的取值范围为0~30mm