2021届高考考前物理非选择题精炼 电磁学B卷

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2021届高考考前物理非选择题精炼电磁学B卷

注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确

填写在答题卡上

1.某研究性学习小组设计如图甲所示的电路来测定电源的电动势E、内阻r及待测电阻R,的

阻值，通过改变滑动变阻器的阻值，记录多组电压表V、V2及电流表A的读数（电表均为

理想电表），并描点作图得到如图乙所示的以6两条6/-/图线。

UN

27人

01.02.03.0〃A

乙

（1）由电压表Y与电流表A的示数描绘的U-/图线是图乙中的。（填“a”或"b”）

（2）由图乙可得，电源电动势V,内阻r=Q,待测电阻

R*=Q。（结果保留两位有效数字）

（3）在滑动变阻器滑片滑动的过程中，电压表V、V?读数变化量的绝对值分别用AQ、\U2

At/,

表示，电源内阻为r,定值电阻阻值为《，则而一。（用题中物理量符号

表示）

2.某学习小组欲将一量程为1mA的电流表改装成量程为3V的电压表，并测量出其内阻.实验

所用器材如下：

待改装电流表A；

标准电压表V（量程0~5V）；

滑动变阻器R,最大阻值50。；

电阻箱R',最大阻值为99990；

直流电源电动势为6V；

开关、导线若干.

改装原理如图甲所示，该实验小组进行如下操作，请根据操作回答相应问题.

«««

①按图甲原理图连接电路，将图乙实物电路图补充完整；

②将滑动变阻器滑片调至___________（填“a”或"b”）端，闭合开关，电阻箱调节到一

个较大的值，缓慢调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V；

③调节电阻箱的阻值，观察待改装电流表，使其接近满偏；

④再次调节滑动变阻器使电压表示数为3V,待改装电流表接近满偏；

⑤重复步骤③④，直到电压表示数为3V,待改装电流表,此时待改装电流表与

电阻箱即可以作为改装完成后的电压表.

（1）以上操作步骤⑤中最终电阻箱的阻值为2400。，则待改装电流表的内阻为Q；

若用改装后的电压表测电压时，电流表对应电流示数为0.60mA,则测量电压为V；

（2）写出以上改装过程中影响改装电压表准确性的因素（写出一条即可）.

3.用伏安法测定一个长度为100.00cm、阻值约为5OC的细金属丝R的电阻率，实验室提供

的器材如下：

电流表A；

电池组E：电动势为6V,内阻不计；

电压表V：量程为0-6V,内阻约为5kQ；

滑动变阻器用,：阻值范围为0~10。，额定电流为2A：

开关S、导线若干。

（1）测量金属丝的电阻时，电流表A有0~20mA和0100mA两个量程，接线柱A为公共端,

电路原理图如图甲所示，实验中应将A和接线柱（填“1”或“2”）接入电路。已知

表头G的满偏电流乙=1mA,内阻％=190。，则为=Qo

U

K

S

器

（2）测量金属丝的电阻时，实验要求尽可能多测几组数据，根据所提供的器材在图乙所示

的虚线框内补全电路图。

（3）根据电路图连接实物图之前，用螺旋测微器测量该金属丝的直径，结果如图丙所示，

则该金属丝的直径d为mm。

（4）根据电路图连接实物图，闭合开关调节滑动变阻器，得到多组U、/数据，根据测量数

据作出的U-/图像如图丁所示，则该金属丝的电阻率。=Qm（结果保留3

位有效数字）。

4.如图甲所示，利用半偏法测量一个满偏电流为300uA的电流计G的内阻队,已知该电流

计的内阻大约为150。，有如下的主要实验器材可供选择:

A.滑动变阻器（最大阻值为2000。）

B.滑动变阻器（最大阻值为30kQ）

C.电阻箱（最大阻值为99.9。）

D.电阻箱（最大阻值为9999.9。）

E.电源（电动势3V,内阻不计）

F.电源（电动势6V,内阻不计）

（1）为了使测量尽量精确，在上述可供选择的器材中，滑动变阻器R应选,电阻箱

*应选,电源E应选。（填器材前面的字母序号）

（2）完善下列实验步骤：

①在图乙中将实物图按电路原理图连线；

②将滑动变阻器的滑动触头调至最端（填“左”或“右”），电阻箱*的阻值调至

最大；

③闭合开关4S?保持断开状态;

④调节滑动变阻器的滑动触头，增大回路中的电流，使电流计G满偏;

⑤闭合开关与，调节电阻箱*的阻值，使电流计G指针半偏，记下此时R'的阻值为

148.0。，则待测电流计的内阻4的测量值为Q,设电流计G的内阻叫的真实值

为相，测量值为R测，则时R测(填“大于”“小于”或“等于”)；

⑥多次重复步骤④⑤，记下电阻箱R'的阻值，求平均值。

5.在图中直角坐标系X。)，的第一、三象限内有匀强磁场，第一象限内的磁场的磁感应强度

大小为28,第三象限内的磁场的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向

里.现将半径为/、圆心角为90。的扇形导线框OPQ以角速度24绕0点在纸面内沿逆时针

方向匀速转动，导线框回路电阻为r.

(D求导线框中感应电流的最大值.

(2)求导线框从图示位置开始转过90°的过程中通过导线框横截面的电荷量.

(3)求导线框匀速转动一周产生的热量.

6.如图，竖直面内固定一个内壁绝缘光滑的缺口圆管道，圆心为0,其半径R=0.4m,直径

止与水平夹角6=30°，整个空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场

8=1T.一个质量为0.4kg、电荷量为q=2C的带电小球，以某一速度从A处垂直AO沿圆

管道运动到P点，小球在管道内运动过程中D和P两点间的动能改变量最大，且从P点切线

方向飞出时恰好对管道没有作用力，不计空气阻力，取g=10m/s2,求：(结果均可用根号

表示)

(1)匀强电场场强的大小E；

(2)带电小球在D点对管道的压力大小；

(3)当带电小球从P点飞出后立即撤去磁场，带电小球在P点的水平线上距离P点的最大

距离s.

7.如图所示，OPQ、O'PQ'为两根光滑金属导轨，分别由水平部分OP、O下及竖直面内的

半径为R的半圆P。、尸'。'组成，两导轨间距为L,不计导轨电阻.质量为犯、电阻为用的

金属棒a和质量为，电、电阻为此的金属棒b均垂直于两导轨水平部分放置导轨上.整套装

置处于竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)，现让金属棒a以初速度％水平向右运动，并

恰好能从半圆导轨上的最高点冲出，此时金属棒b刚好运动到PP'处停下来.求：

(1)当金属棒a刚运动到半圆最高点时金属棒b中的电流方向(答“向里”或“向外”)；

(2)整个过程中金属棒a中产生的焦耳热是多少；

(3)如果金属棒a在水平导轨上运动的时间足够长，金属棒b的最大速度是多少.

8.如图所示，两金属板A、3水平放置，板长为。，板间距离为d,板间电压为U,A板电势

低于B板，距金属板右侧4处为有界匀强磁场磁场足够长，宽度为4，磁感应强

度大小为B,方向垂直纸面向外.一质量为m,电荷量为q的正电粒子，以初速度%沿水平中

心线射入金属板间，经过一段时间后，粒子最终从尸。边界上的E点(E点未画出)射

出磁场，射出时的速度方向和初速度％方向相同，求：

(1)粒子在金属板中运动的侧移量H;

(2)粒子从MN边界进入匀强磁场的速度方向与%方向夹角的正切值;

(3)E点与OO'延长线间的竖直距离Y.

答案以及解析

1.答案：(1)a

(2)2.7；0.90；1.8

解析：本题通过电路图和U-/图线考查测定电源的电动势、内阻及待测电阻。

(1)根据U=E-//•可知4-/图像的斜率绝对值应该等于电阻R,和电源内阻之和，G-/

图像的斜率绝对值应该等于电源内阻，可知仇-/图像的斜率绝对值较大，q-/图像的斜

率绝对值较小，即由电压表V,与电流表A的示数描绘的U-I图线是题图乙中的a；

(2)由题图乙和U=E-"可得，电源电动势E=2.7V,由图线a可得

,=券=翌。=°9℃，由图线b可得与+厂=削=誓"=2.7八，待测电阻

A/3.0A/1.0

6=1.80；

(3)根据U=E—〃可知，Ui=E-Ir,U,=E-I(Rx+r),贝|］也=「，"1=R+「，则

△/A/

△Gr

-

Rx+r°

2.答案：①如图所示

②a

⑤满偏

(1)600；1.80

(2)标准电压表的准确性(或电阻箱电阻值的非连续性等其他合理性答案均可)

解析：①按题图甲原理图连接电路图如答图所示；②闭合开关时应使滑动变阻器两端电压最

小，所以滑动变阻器滑片应位于a端；⑤当电压表示数为3V,且待改装电流表恰好满偏时,

即完成电压表的改装.

(1)根据欧姆定律可知3V=lmAx(2400C+8),解得电流表的内阻为600C,根据改装

3VU

量程与满偏电流的对应关系有=7=可得测量电压为L8V.

1mA0.6mA

(2)由于本次改装为对照直接改装，影响改装电压表准确性的主要因素为标准电压表的准

确性以及电阻箱阻值的非连续性.

3.答案：(1)1；2

(2)如图所示

(3)0.200

(4)1.48x10^(IdGxlodldgxlOY，均正确)

解析：(1)实验中测金属丝的电阻时，通过金属丝的最大电流约为/=捺A=120mA,根

据串、并联电路的规律可知，选用接线柱1时，电流表的最大测量值为100mA,选用接线柱

2时，电流表的最大测量值为20mA,故实验中应将A和接线柱1接入电路；根据串、并联关

系有/,+%(《+凡)=100mA,4+要T=20mA,解得^=20、凡=80。

g舄g舄+&

(2)由于电流表A的内阻已知，故电流表采用内接法，实验要求测量多组数据且滑动变阻

器的最大阻值较小，故滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示。

(3)该金属丝的直径"=20.0x0.01mm=0.200mm。

(4)根据电路图及欧姆定律可知-=&+R,由题图丁可得8+R=49。，电流表的内阻

8==1.980金属丝的横截面积5=：退2,根据电阻定律R=0《，代入数据

4+々+/?24S

可得电阻率0=1.48xlO«dm。

4.答案:(1)B；D；F

(2)①见解析

②右

⑤148.0：大于

解析：本题考查半偏法测量电流计的内阻。

(1)用半偏法测电流计的内阻时，与电流计串联的滑动变阻器的阻值要尽可能大，以减小

测量误差，因此在回路电流不超过电流计量程的前提下，电源电动势应尽可能大些，以保证

滑动变阻器的阻值尽可能大，故滑动变阻器R应选B,电源应选F；电流计的内阻大约为

150。，采用半偏法测电流计内阻时，电阻箱的最大阻值应大于150。，故电阻箱选D。

(2)①实物图的连接方式如图所示。

②滑动变阻器的滑动触头应调至阻值最大处，故滑动变阻器的滑动触头应调至最右端。

⑤闭合开关S2后，电流计与“并联，且并联*后的总电阻可近似认为不变，则电路中总

电流不变，调节电阻箱*的阻值，使电流计G指针半偏，通过R'的电流为总电流的二分之

一，故〃：〃=1：1,管=潦，则《=148.0。；闭合开关S,后，电路中实际总电阻变小，电

AK

路中实际总电流变大，通过*的电流大于原来电流的二分之一，则电阻箱*的阻值小于电

流计内阻的真实值，即R戊大于时。

5.答案：(1)竺也

r

⑵行

2r

(3)5兀。()B/

解析：(1)线框从题图所示位置开始转过90°的过程中，产生的感应电动势为

Ei=：x28x23r，由闭合电路欧姆定律得回路中的电流为乙="，联立解得/=竺也.

2rr

同理可求得线框进出第三象限的过程中，回路中的电流为八=包包，故感应电流最大值为

,28/2可

An=---------

r

_\(b_p_A0

(2)导线框从图示位置开始转过90°的过程中，由七=丝,/=启/:/•加联立可得q=-9

rr

由△0=¥『.28,解得夕=史&.

42r

TT2瓦

⑶导线框匀速转动一周产生的热量Q=(/；"\+/；r'x2,又丁=亚，解得

5na>B2l4

Q=0

2r

6.答案：解：(1)小球在管道内运动过程中D和P两点间的动能改变量最大，说明小球受到

的合外力方向沿DOP直线，故带电小球带正电

洛伦兹力和弹力方向均指向圆心，故小球受到的重力和电场力的合力F沿轨道径向，即

tan”整

Eq

解得E=26N/C

(2)带电小球在P点恰好对管道没有作用力，即尸*=。，根据牛顿第二定律有

qvpB+F=

F=^-

sin。

代入数据解得%=4m/s或“=-2m/s(舍去)

从D到P过程中根据动能定理有

-F-2R=gm1；-；川吟

在D点根据牛顿第二定律有

qv°B+Ff.-F=吟

联立解得带电小球在D点受到管道的支持力大小FN=56-8X/3(N),由牛顿第三定律可知带

电小球在D点对管道的压力大小为56-8G(N)

（3）当小球从P点飞出后立即撤去磁场，小球做类平抛运动，建立平面直角坐标系如图所

示

F=nia

tan^=—

y

s=ylx2+y2

联立解得$=她m

5

7.答案：解：（1）当金属棒a运动到半圆导轨的最高点时速度水平向左，根据右手定则可知,

金属棒a中产生的感应电动势方向向里，故金属棒b中的电流方向向外（金属棒b的速度为

零，它的电动势为零）

（2）金属棒a恰能冲出半圆导轨最高点，由向心力公式有

V

K

根据能量守恒定律有

g町片=｝并