2021-2022学年湖北省新高考联考协作体高二（上）期中物理试卷-附答案详解

2021-2022学年湖北省新高考联考协作体高二（上）期中

物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.（）分）

1.下列说法中错误的是（）

A.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

B,给铁块加热，随着温度升高，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成

为黄白色

C.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色

D.由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，因此原子的光谱只有一些

分立的亮线

2.2021年4月29日，中国用“长征”5B运载火箭在海南文昌航

天发射场将首个空间站核心舱“天和”号成功送入太空。中

国空间站包括“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”

实验舱3个舱段，整体呈“T”字构型，计划于2022年全部完

成发射构建。假设“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动（如图所示），轨道半径为

r,运动周期为T,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g,下列说法正确的

是（）

A.“天和”核心舱的线速度大小为〃=质

B.地球的质量为时=安

GT2

C.在“问天”实验舱内漂浮的球形水滴不受重力作用

D.要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“天和”核心舱对接，需使实验

舱减速

3.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内4、B、C三点

的位置如图所示，三点的电势分别为9V、25人16V。则

下列说法正确的是（）

A.电子从4点运动到C点，电场力做功为-7eu

B.电子在4点的电势能比在8点的电势能低16eu

C.坐标原点处的电势为

D.电场强度的大小为2.5V/cm

4.将一个满偏电流为27n4内阻为2000的电流计改装成量

程为0〜0.14和0〜10U的电流表和电压表两用表，如图

所示为该表的内部结构，则电阻的阻值（）

A.960

B.100/2

C.40

D.500012

5.如图所示，用导线做成圆形线圈与一通电直导线构成几种位置组合，4项中直导线

在圆形线圈水平直径正上方且与直径平行，B、C项中直导线与圆形线圈平面垂直,

。项中直导线与圆形线圈在同一平面内，当电流减小时，圆形线圈中有感应电流的

是（）

6.如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的

白纸，一带有铅笔的弹簧振子在4、B两点间做机械振动，可

以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为k=10N/m,

振子的质量为0.1kg,白纸移动速度为0.4m/s,弹簧弹性势能

的表达式Ep=：ky2,不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中

得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是（）

A.该弹簧振子的振幅为16cm

B.该弹簧振子的周期为0.25s

C.该弹簧振子的最大加速度为8nt/s2

D.该弹簧振子的最大速度为1.6m/s

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7.一枚在空中飞行的火箭在某时刻的速度为火,方向水平,

燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块（如图所示）,

其中质量为瓶2的后部分箭体以速率以沿火箭原方向飞行，

若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则质量为Hi1

前部分箭体速率%为（）

A.v0-v2B.v0+v2

m

-2v-V

C-北一高“2D.%+器(o2)

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8.如图所示，一束由a、如两种单色光组成的复色光从水中

射入空气中，并分成a、b两束，下列关于a、b两束单色

光的说法正确的是（）

A.a光的折射率比b光的折射小

B.在真空中a光的速度比b光大

C.在水中a光的传播速度比b光的大

D.若水中入射光SP与水面夹角。不断减小，则a光先发生全反射

9.一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时刻波恰好传到E点，波形图如图所示，已知P

点振动周期为0.2s,由此可以判断出（）

，。一

242526x/cm

A.P点此时刻振动方向沿y轴负方向

B.该波波速为20cm/s

C.t=1.25s时质点Q第一次到达波峰

D.当Q点为波峰时，E点一定是波谷

10.如图所示，两波源a和52位于x轴上，其中Si位于坐标原点，S］与52相距2倍波长,

两波源的振动规律均为As%2兀7，产生的简谐横波在xOy平面内传播，图中实线表

示波峰，虚线表示波谷，y轴上的P点距坐标原点为1.5倍波长，则两列波叠加后（）

A.P点是振动减弱点，振幅为零B.P点是振动加强点，振幅为24

C.P点振动频率为/D.P点振动频率为0

11.如图所示，质量为m=195g的小滑块（视为质点），放在质量为M-0.8kg的木板左

端，足够长的木板静止的光滑的水平面上，物块与长木板之间的动摩擦因数为〃=

0.4。质量为=5g的子弹以速度为%=300m/s沿水平向右射入滑块并嵌入其中

（时间极短），g^lOm/s2.下列说法正确的是（）

3/

A.小滑块向右滑行的最大速度为9.5m/s

B.木板向右滑行的最大速度为1.5m/s

C.滑块在长木板上滑行的时间为2s

D.小滑块和长木板因摩擦而产生的热量为4.5/

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12.在用单摆测量重力加速度的实验中：

（1）单摆振动的回复力是。

4摆球所受的重力

8.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力

C摆线对摆球的拉力

D摆球重力在垂直摆线方向上的分力

（2）小张同学在实验室用力传感器对单摆振动过程进行测量，如图所示为力传感器

连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，已知单摆摆长L=0.64m,从t=0时刻开

始摆球第一次摆到最低点的时刻为,当地重力加速度为（计算结果保

留三位有效数字）。

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13.小李同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如

下：

①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平

且弹簧原长时与管口平齐；

②在一块平直长木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧

边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕

P；

③将木板向右水平平移适当距离右，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由

静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；

④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小a从步骤③中的释放点由静止释

放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕匕、03。

4.小球的半径r

B.小球a、b的质量nia、mb

C.弹簧的压缩量％,木板距离桌子边缘的距离小

。.小球在木板上的压痕Pi、P2、P3分别与P之间的竖直距离k、L?、L3

(2)本实验中所选用的两小球的质量关系为nia巾〃(选填或

“=”)。

(3)两小球碰撞后，小球a撞到木板上的痕迹为(选填匕、02或23)。

(4)用(1)中所测的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为,

（5）若a、b两球上涂有粘性很强的胶体（胶体质量不计），让小球a从步骤③中的释放

点由静止释放与b球相碰后，两球粘连在一起并撞到木板上在白纸上留下压痕”，

则压痕也的位置应在。

A.P与A之间

B.P］与P2之间

CP2与23之间

。下3下方

四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

14.一列简谐横波沿》轴传播，x轴上4B两质点的振动图像如图所示，已知两质点平

衡位置距离=6m,波长4>3mo求这列波可能的波速。

j'cm

15.如图甲所示的电路中，&、/?2定值电阻，/?3为滑动变阻器，当其滑片P从左端滑至

右端的过程中，测得电源的路端电压U随电源中流过的电流/变化图线如图乙所示,

其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。已知&=90。，治阻值

未知，求：

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(1)定值电阻值的阻值;

(2)电源的电动势和内阻;

(3)滑动变阻器的最大阻值。

16.如图所示，半径R=1.25ni的光滑竖直四分之一圆轨道。力B与光滑水平轨道BC相切

于B点，水平轨道BC右端与一长L=0.5m的水平传送带CD相连，传送带以速度

2m/s顺时针匀速转动，两滑块与传送带间的动摩擦因数〃=0.4。小滑块1从四分之

一圆轨道的4点由静止释放，滑上水平轨道后与静止在水平轨道上的小滑块2发生

弹性正碰，两滑块经过传送带后从传送带末端。点水平抛出，落在水平地面上。B

知两滑块质量分别为砧=0.2何和Hi?=03kg,忽略传送带转轮半径，。点距水平

地面的高度h=0.45m,g取IOTH/S2。求：

(1)小滑块1首次经过圆轨道最低点B时对轨道的压力大小;

(2)两滑块碰后滑块1、滑块2的速度巧、％；

(3)滑块1、滑块2平抛的水平位移。

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答案和解析

1.【答案】c

【解析】解：4、电磁波是横波，根据电磁波传播的特点可知，每一处的电场强度和磁

感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故A正确；

8、黑体辐射的强度、辐射电磁波的频率与温度有关，温度越高，则辐射强度的极大值

也就越大，辐射出的电磁波频率较大的波占的比例越高，给铁块加热，随着温度升高，

铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色，故B正确；

C、常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，不是物体辐射电磁波的颜色，故C错误；

。、根据玻尔理论，原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向

外放出光子•光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，放出的光

子的能量也是分立的，因此原子的光谱只有一些分立的亮线，故。正确；

本题选择错误的，

故选：Co

根据电磁波传播的特点判断；根据铁块加热过程中颜色的变化特点分析；常温下看到的

物体的颜色是反射光的颜色；根据光谱产生的机理分析。

该题考查电磁波的特点、黑体辐射的特点以及玻尔理论等，解决本题的关键知道黑体辐

射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强

度的极大值向波长较短的方向移动.

2.【答案】B

【解析】解：力、“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

GMmv2

——=m­

rzr

又在地球表面附近，设地球半径为R,有

GMm

整理可得D=叵=陲

\r7r

由题意可知，“天和”核心舱的轨道半径7•大于R,故A错误；

B、根据万有引力提供向心力可得警=

r2T2

解得地球的质量为〃=岑，故8正确；

C、在“问天”实验舱内漂浮的球形的水滴受重力作用，故c错误：

。、要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“天和”核心舱对接，需使实验舱加

速离心变轨，故£＞错误。

故选：B。

A、根据万有引力提供向心力，得出线速度大小，进而判断该项；

8、根据万有引力提供向心力，结合题意，得出地球的质量；

C、在“问天”实验舱内的物体做匀速圆周运动，受到重力作用；

。、根据变轨原理，可知需使实验舱加速离心变轨才能达到目的。

在处理天体运动问题时，要注意解题的思路主要有：一是利用万有引力提供向心力；二

是根据地球表面附近物体的重力等于物体所受的万有引力。

3.【答案】D

【解析】解：4、根据W=qU可得，电子从4点运动到C点，电场力做功为W=(-e)(9V-

16V)=7eV,故A错误；

B、电子在4、B、C三点的电势能分别为-9eU、-25eV^\-16eV,故电子在A点的电

势能比在8点的高16eV,故8错误；

C、在匀强电场中平行等间距的线段上两端点间的电势差相等，即由-0o=SB-9c，

解得3o=0V,故C错误；

D、沿B4和BC两方向的场强分量大小分别为：E]=乎=^V/cm=2V/cm

dBA8

2516

E2=产_~V/cm~1.5K/cm

根据矢量合成可得，合场强大小为E=JE：+欧,代入数据解得：E=2.5V/cm,故。

正确。

故选：D。

根根据电场力做功表达式W=qU,从而确定电场力做功，同时也能确定电势能的变化

情况。根据匀强电场的电场强度公式E==结合电势差与场强间距，即可求解电场强度；

电势差等于电势之差即可确定原点处的电势。

考查匀强电场中，电势之间的关系，掌握电场强度公式E=J的应用以及几何关系的运

a

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用，并理解W=qU中各量的正负值含义，注意在求解电功时各物理量要代入符号。

4.【答案】A

【解析】解：改装后电流表内阻为

效=空=40

并/0.1

改装成电压表需要串联分压电阻串联电阻阻值为

/?2号一心=言。-40=960，故A正确，BCD错误。

故选：Ao

分析清楚电表改装电路，根据欧姆定律先求改装后电流表内阻，再求改装后电压表内阻,

即可求出电阻&的阻值。

本题考查了电压表与电流表的改装，知道电压表与电流表的改装原理、应用串并联电路

特点与欧姆定律即可正确解题。

5.【答案】D

【解析】解：力、通电直导线在线圈的正上方，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量

始终是0，电流减小时不能产生感应电流，故A错误；

BC、结合安培定则可知，图中线圈回路磁通量均为零，故都没有感应电流，故BC错误；

。、D选项图中直导线位于线圈正上方，根据安培定则可知穿过线圈的磁场方向为垂直

纸面向里，当电流减小时，圆形线圈中磁通量减小，会有感应电流产生，故。正确。

故选：。。

根据感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，对照这个条件进行分析即

可。

本题比较简单，考查了感应电流产生条件的应用，对于这些基本规律要加强理解和应用。

6.【答案】C

【解析】解：4、该弹簧振子的振幅为4=8cm,故A错误；

B、一个周期内白纸移动距离2=20cm,白纸移动速度为及=0.4m/s,该弹簧振子的周

期为7=-=20x10—s=0.5s,故B错误；

v0.4

22

C、该弹簧振子的最大加速度为Q=—=—'Xi。—m/s=8m/s»故C正确；

D、由能量关系）不=[6端可知，弹簧振子的最大速度为%==8x10-2X

J^m/s=0.8m/s,故。错误。

故选：Co

由图可知该弹簧振子的振幅为8cm；该弹簧振子的周期为7=4该弹簧振子的最大加

V

速度为a=-：由能量关系可解得最大速度。

m

本题考查简谐运动的振动图像，从图像可知振幅，速度变化情况，关键掌握根据能量关

系解得最大速度。

7.【答案】D

【解析】解：火箭在爆炸分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，有：

+62）%=血1%+巾2»2解得%=%+竟（"0一〃2），故ABC正确，£）正确。

故选：Do

火箭在爆炸分离时水平方向上动量守恒，列式求解速度。

本题考查动量守恒，注意选取正方向，并注意各物体速度的矢量性，为易错题。

8.【答案】AC

【解析】解：4、两光束的入射角i相同，折射角根据折射定律n=器得知折

射率%<%，故A正确；

B、光在真空中的传播速度都为光速c,故B错误；

C、由公式。=£分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故C正确；

D、由sinC=2可知，a光的临界角较大，b光的临界角较小，入射光SP与水面夹角。不

n

断减小，入射角不断增大，则b光先发生全反射，故。错误。

故选：AC.

光源S向水面4点发射一束光线，折射光线分成a,b两束，两条光路入射角相同，a光的

折射角小于b光的折射角。根据折射定律分析折射率的大小。由立加:=三分析临界角的

n

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大小，再研究全反射。在真空中光的速度都相等。由公式9=:二分析光在水中的速度

关系。

本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式等知识点，同学们只要加强对光学基

础知识的学习，就能轻松解答。

9.【答案】BCD

【解析】解：4、根据“上坡下振，下坡上振”，可以判定E点应该沿y轴负方向振动，

即起振方向，P点此刻应该沿y轴正方向振动，故A错误；

B、根据波形图可知波长为4cm,又因P点振动周期为0.2s,所以波速为：〃=:=照=

20cm/sf故8正确；

C、机械波传播到Q处还需要时间：。=耳星=等S=1.1s,Q点先向y轴负方向振动，

再经过t2=?7=0.15s,第一次到达波峰，即£=0+t2=L15s+0.15s=1.25s时，

质点Q第一次到达波峰，故C正确；

D、因为和一冲=22。巾=5.5九所以E、Q两质点振动步调相反，当Q点为波峰时，E

点一定是波谷，故。正确。

故选：BCD.

简谐横波沿x轴正向传播，根据波形平移法判断P点此时刻的振动方向，并判断此刻E点

的振动方向，即可知所有质点的起振方向都与E点此刻振动方向相同.由图读出波长，

求出波速，根据Q点与E点的位置关系，确定状态关系，判断当Q点达到波谷时，E点是

否到达波峰。

波动图象往往首先要根据波的传播方向。图中当波传到Q点时，Q点的起振方向与图示

时刻最前头的质点振动方向相同。

10.【答案】BC

22

【解析】解：P点到两波源的波程差为/x=PS2—PS1=y/(2X)+(1.5A)—2A=A，

所以P点是振动加强点，振幅加倍，频率不变，故2c正确，A。错误。

故选：BC。

波程差为半波长的偶数倍时，该点为加强点，振幅是两列波振幅之和，波程差为半波长

的奇数倍时，该点为减弱点，振幅是两列波振幅之差，但无论是加强点还是减弱点，该

点振动的频率不变。

本题考查波的叠加，若波程差为半波长的偶数倍时，该点为加强点，波程差为半波长的

奇数倍时，该点为减弱点。

11.【答案】BD

【解析】解：力、子弹嵌入滑块后和滑块一起向右滑行的初速度即最大速度巧，规定向

右为正方向，由动量守恒定律得：

movo=(m0+m)v1

代入数据解得：=7.5m/s,故A错误；

8、当子弹、滑块和长木板三者共速时，木板的速度最大，规定向右为正方向，由动量

守恒定律得：

(m04-m)v1=(m0+m+M)v2

代入数据解得：v2=1.5m/s,故B正确；

C、滑块在长木板上滑行过程，规定向右为正方向，根据动量定理得：

—H(m0+m)gt—(m0+m)v2—(m0+m)v1

代入数据解得：t=1.5s,故C错误；

Q、取子弹和滑块整体在长木板上滑行过程分析，由能量守恒得：3瓶0+爪)资=i(m0+

m++Q

代入数据解得：Q=4.5/,故。正确。

故选：BD.

子弹射入物块后一起向右滑行时做匀减速运动，所以子弹进入物块后瞬间的速度即为物

块的最大速度，根据子弹和物块组成的系统动量守恒求解。当子弹、物块和木板的速度

相同时木板的速度最大，根据三者组成的系统动量守恒求解。根据运动学公式解得时间，

根据能量守恒解得摩擦产生的热量。

此题考查动量守恒定律和能量守恒定律的应用；关键是搞清研究过程或研究系统，根据

动量守恒定律和能量守恒定律列方程；本题也可用牛顿第二定律结合运动学公式求解。

12.【答案】D0,6$9.87m/s2

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【解析】解：(1)单摆振动过程中，球受重力和细线的拉力，重力沿着切线方向的分力

提供回复力，而拉力和重力沿着细线的分力的合力提供向心力，故ABC错误，。正确。

(2)摆到最低点时速度最大，绳上拉力最大，故从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点

的时刻为0.6s。

两次拉力最小(或最大)的时间间隔为半个周期，由图可知7=1.6s,根据单摆的周期公

式7=2兀/，代入数据可解得重力加速度为g=9.87m/s2o

故答案为：(1)D；(2)0.6s；9.87m/s2»

(1)单摆小角度摆动是简谐运动，合力沿着切线方向的分力提供回复力；

(2)摆球摆到最低点的时刻细线的拉力最大，由图象得到周期，根据单摆的周期公式7=

27r缶求出重力加速度。

本题关键是掌握用单摆测量重力加速度的实验原理及注意事项，并可以熟练运用单摆的

周期公式。

13.【答案】BD>P3意嗜+意C

【解析】解：(1)小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为％,由平抛

运动规律得，

水平方向：x=vt

竖直方向：L=^gt2

解得:"xjl

碰撞前，小球a落在图中的P2点，设其水平初速度为北，小球a和b发生碰撞后，a的落

点在图中的23点，设其水平初速度为%,b的落点是图中的匕点，设其水平初速度为外,

…恁…恁…岛

两球碰撞过程系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：mav0=mava+

mbVb

联立可得：导道+行

所以需要小球a、b的质量m。、rn。，小球在木板上的压痕B、P2,P3分别与P之间的竖

直距离Li、G、人，故正确。

(2)为防止碰撞后入射小球a反弹，两小球的质量关系为小。>巾b；

(3)根据(1)分析可知，a球碰后在白纸上留下的压痕是P3；

(4)根据(1)分析可知，验证表达式为据=裁+言；

(5)碰后两球粘连在一起为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故"共=盘而发。

弹性碰撞时%=詈芥%

***a•r「ib

所以外＜"共＜%,则压痕七在「2与「3之间，选项C正确。

故答案为：(1)BD；(2)＞；(3)P3；(4)意=悲+黄；(5)C

根据实验原理结合操作过程确定需要测定的物理量；

入射球的质量应大于被碰球的质量；

根据平抛规律确定小球撞到木板上的痕迹；

用竖直位移表示速度，根据动量的公式计算出碰撞前后动量的值，由动量守恒定律求出

需要验证的表达式；

当发生完全非弹性碰撞时，分析落点的位置。

本题考查了验证动量守恒的实验，理解实验原理是正确解题的关键，应用平抛运动规律

即可正确解题，验证动量守恒定律中，学会在相同水平射程下，通过竖直高度来间接测

出速度的方法。

14.【答案】解：根据振动图像可知7=0.6s,t=0时刻，4点位于波峰，B点位于平衡

位置且向负方向振动，在一个波长范围内的可能波形如图所示

乙

若波由4向B传播(如图甲)，4、B间的距离为x.=#1+345=0,123,…),

则波长为之=煞=磊小

因为4＞3TH,所以九=0,1

当n=0时，Ay=8m,%=*=£m/s,

v==

当律=1时，A2=2y

若波由B向4传播(如图乙)，4、B间的距离为办B=+=0，1，23…),

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则波长为"急=而24加

因为A>3m,所以k=0,1

当几=0时，A3=24m,v3=40m/s,

当n=l时，A4=ym,v4=8m/s»

答：若波由A向B传播时波速为?m/s或者/m/s；若波由B向4传播，则波速为40zn/s或

者8m/s1,

【解析】根据两振动图象读出a、b两质点在同一时刻的状态，结合波形，分析a、b间

距离工助与波长的关系，得到波长的通项，求出波速的通项，再求波速的特殊值。

本题通过两个质点的振动图象，读出同一时刻两质点的状态，根据波形，得出两点间距

离与波长的关系，是典型的多解问题。

15.【答案】解：(1)当滑片/滑到/?3的最右端时，氏3接入电路的阻值为零，&被短路，

电路参数对应图乙中的8点，即/=3V,A=1.04

根据欧姆定律，可得定值电阻凡的阻值为：&=£=骂0=30

(2)根据闭合电路欧姆定律得：E=U+Ir

将题图乙中4、B两点对应的电压和电流分别代入得：E=15V+0.2r(K)

E=3V+1.0r(V)

联立解得电源电动势为：E=18V,电源内阻为：r=15/2

(3)当P滑到角的最左端时，R3以最大阻值接入电路，电路参数对应图乙中的4点，即出=

15V,12=0.2A

根据欧姆定律，可得外电路的等效电阻为：砂卜=华=K。=75。