高二物理寒假作业3

高二物理寒假作业（3）1. 如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2； A1、A2 和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ ） AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大 CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大2 超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所示当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流超导部件正常态电阻R17.5，临界电流IC0.6A，限流电阻R215，灯泡L上标有 “6V 3W”，电源电动势E7V，内阻r2，电路正常工作若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是（ ）A灯泡L短路前通过R1的电流为AB灯泡L短路后超导部件电阻为零C灯泡L短路后通过R1的电流为AD灯泡L短路后通过R1的电流为1A3如图甲所示的电路，不计电表的内阻影响，改变滑线变阻器的滑片的位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的试验图像，如图乙所示，关于这两条实验图像，有（ ）A图线b的延长线不一定过坐标原点OB图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势C图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于电源的输出功率U/VI/AOba图乙D图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于R0上消耗的功率AV1V2R0R图甲4.某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源.当S置于位置1时，以下判断正确的是（ ）A.L的功率小于额定功率B.L1亮，其功率等于额定功率C.L2亮，其功率等于额定功率D.含L支路的总功率较另一支路的大5将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）A(2l2nB)2/P B2(l2nB)2/PC(l2nB)2/2P D(l2nB)2/P6如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F。此时（ ）A电阻R1消耗的热功率为Fv/3B电阻R2消耗的热功率为 Fv/6C整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcosD整个装置消耗的机械功率为FvVR1R2R3SS112Er7如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（ ）A电压表的示数变大；B电池内部消耗的功率变大；C电阻R2两端的电压变大；D电池的效率变大A1A2V2V18四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个电压表，安培表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，把它们按右图接触电路中（ ）AA1的读数比A2的读数大BA1指针偏转角度比A2指针偏转角度大CV1读数比V2读数大DV1指针偏转角度比V2指针偏转角度大9（1）要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约几k，电流表内阻约1，若采用甲图的电路，Rx的测量值比真实值 （选择“偏大”或“偏小”），若Rx约为10应采用 （选“甲图”或“乙图”）的电路，误差会比较小. （2）无论是用甲图或乙图测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案：I第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：第一组：将键S2接2，闭合电键S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U1、I1。请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据： .由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx= .简要分析此实验方案为何避免电表内阻引起的实验误差 .II第二组同学利用如图丁的电路测量，其中R1是电阻箱，R2=72、R3=100.合上S，当R1未调至图中所示阻值时，灵敏电流计G的指针会偏转，将R1调至如图中所示时，灵敏电流计的指针回到零位.在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图.读出图中电阻箱的阻值为R1= ，算出待测电阻的值Rx= .10.“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱，盒内总共有两个电子元件，每两个接线柱之间只可能连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式，某位同学用多用电表进行了如下探测：第一步：用电压挡，对任意两接线柱正、反向测量，指针不发生偏转第二步：用电阻1000挡，对任意两个接线柱正、反向测量，指针偏转情况如图1所示。（1）第一步测量结果表明盒内_。（2）图2示出了图1和图2中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_，图3示出了图3中欧姆表指针所处的位置，其对应的阻值是_。（3）请在图4的接线柱间，用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。（4）一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连，小灯泡仍可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连，使小灯泡仍可发光。那么，e端应连接到_接线柱，f端应连接到_接线柱。abc图4ef图511如图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R0上标有“10，1A”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1，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R0来改变电路中的电流和R0两端的电压，检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22V传感器AabR0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？12如图所示，光滑的平行导轨相距L=1m，处在同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻R1=R3=8，R2=2，导轨电阻不计. 磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板之间质量m=110-14kg、带电量Q=-110-15C的微粒恰好静止不动；当S闭合时，微粒以加速度a=7m/s2向下做匀加速运动，取g=10m/s2，求：(1)金属棒ab运动的速度多大？电阻多大?(2)S闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?13.用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。求方框下落的最大速度vm（设磁场区域在数值方向足够长）；当方框下落的加速度为时，求方框的发热功率P；NSSL金属方框激发磁场的通电线圈图1 装置纵截面示意图金属方框磁极图2 装置俯视示意图Laa/bb/S已知方框下落时间为t时，下落高度为h，其速度为vt（vtvm）。若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同，求恒定电流I0的表达式。高二物理寒假作业（3）答案解析1.BC解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确2C解析：灯泡发生故障之前超导部件的电阻为零，电路中的总电阻为灯泡的电阻RL=U2/P=12和电源内阻2，总电阻为14，有闭合电路欧姆定律可以知道I=E/(RL+r)=1/2A，所以A错误，到灯泡出现短路后，电路中的电路超过0.6A，超导部件有超导态变为正常态，阻值为7.5，所以B错误，此时电路中的总电阻为7，总电流为1A，根据超导部件和限流电阻的电阻比例可以知道超导部件分到2/3A的电流，限流电阻分到1/3A的电流，所以C正确，D错误。3BCD解析：电压表V1所测为电源的路端电压，电流表A所测为电源的总电流，故图线a为电源的外特性曲线，所以B正确，C也正确，电压表V2所测为R0的电压，电流表A所测也可以说是流过R0的电流，故b是R0的伏安特性曲线，它的延长线应过原点O，A错，D正确。4.A.解析：由电路结构可知，当S置于1位置时，L与L2串联后再与L1并联，由灯泡的额定电压和额定功率可知，L1和L2的电阻相等。L与L2串联后的总电阻大于L1的电阻，由于电源电动势为6伏，本身有电阻，所以L1两端电压和L与L2的总电压相等，且都小于6伏，所以三只灯都没有正常发光，三只灯的实际功率都小于额定功率。含L的支路的总电阻大于L1支路的电阻，由于两条支路的电压相等，所以含L的支路的总功率小于另一支路的功率。5B解析：根据线圈在磁场中转动产生电动势的公式Em=2Bl2n，此结果时线圈产生交流电的最大值，在进行电路功率计算时要用有效值。E有=2Bl2n，电路中的电流I= E有R=2Bl2n,则电灯的功率P=I2R=（2Bl2n）2R=（2Bl2n）2/2R，所以R=2（Bl2n）2/P,所以答案B正确。6BC解析：根据感应电动势的计算公式E=BLv，电路中的总电流I=E/(R+1.5R)=2E/3R=2BLv/3R，则导体棒上消耗的功率Pr=I2R=（2BLv）2/9R，导体棒受到的安培力F=BIL=2B2L2v/3R，所以B2L2v=3RF/2，则Pr=2Fv/3，电阻R1和R2上分得的电流II/2=BLv/3R，PR1=PR2=Fv/6，所以B选项正确，A错误，摩擦力的功率Pf=fv=mgcosv，所以C正确，电路中的机械功率全部转化为内能，其中包括安培力做功转化的内能和摩擦力做功转化的内能，P=Pf+Fv=mgcosv+ Fv，所以D错误。7. B解析：当开关置于1时电路中的总电阻为：R总1=1.5R+r（令R1=R2=R3=R）电路中的电流为：I1=E/(1.5R+r)电源的输出电压为：U1=1.5R*I1= 1.5R*E/(1.5R+r)此时电源的效率：1=1.5R/(1.5R+r)通过R2的电流等于I1，即IR2=I1当开关置于2时电路中的总电阻为：R总2=2R/3+r电路中的电流为：电源的输出电压为：此时电源的效率：通过R2的电流为：IR2=I2/3比较R总1 与R总2、I1与I2、U1与U2、1与2、IR2与IR2，可以知道，电压表的示数变小，所以A错误，电路中电流变大，电源内部消耗变大，所以B正确，电源的输出效率减小，即D错误，通过比较可以知道，通过R2的电流在减小，R2两端的电压也在减小，所以C错误。8AC解析：电流表改装成安培表是并连一个较小的电阻，并联的电阻越小，量程越大，所以安培表A1的内阻小，A2的内阻大，当它们并联时，则流过A1的电流要大一些，所以安培表A1的读数较大，因为是由两个同样的电流表改装而成的，并联在电路中，所以指针偏转角度一样大，选项A正确，选项B错误，同理改装成电压表，串联在电路中时，两表的指针偏转角度也是一样大，选项D错误，电压表V1的量程大，说明串联的电阻大，V1的内阻大于V2的内阻，串联分压大，所以V1读数比V2读数大，选项C正确，综上所述，本题的正确答案为AC。9（1）偏小，甲图（2）I 将电键S2接1 记录这时电压表和电流表的示数U2、I2 GR2RxR336R1（U1/I1）（U2/I2） 由于，两式相减，消去（RA+RP）得出RX，避免了电流表引起的测量误差 II电路图如图 36，200abc10.(1）不存在电源（2）1200，500（3）如下图所示（4）c、a11解析：（1）传感器的电阻R传=U传2/P传=10，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Um=U传+U0U传传感器的额定电压，U0为R0调至最大值Rom=10时R0两端的电压，即：U0=I传R0m=0.310V=3V所以电源电压的最大值Um=U传+U0=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I1+U1，即：U=0.16R传+1.48根据第二次实验记录数据由：U= R传I2+U2即：U=0.22R传+0.91解得：R传=9.5，U=3V。传感器的电阻变化为R= R传- R传=10-9.50.5此传感器仍然可以使用。12.解析：(1)带电微粒在电容器两极板间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，则得到：mg=求得电容器两极板间的电