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1、高中物理必修高中物理必修 3 3 物理物理 全册全单元精选试卷测试卷（含答案解析）全册全单元精选试卷测试卷（含答案解析）一、必修第一、必修第 3 3 册册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）静电场及其应用解答题易错题培优（难）1如图所示，真空中有两个点电荷A、B，它们固定在一条直线上相距L=0.3m 的两点，它们的电荷量分别为 QA=161012C，QB=4.01012C，现引入第三个同种点电荷C，（1）若要使 C 处于平衡状态，试求C 电荷的电量和放置的位置？（2）若点电荷 A、B 不固定，而使三个点电荷在库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的电量和放置的位置？【答案】（1）见解析（2
2、）【解析】【分析】【详解】（1）由分析可知，由于 A 和 B 为同种电荷，要使 C 处于平衡状态，C 必须放在 A、B 之间某位置，可为正电荷，也可为负电荷设电荷C 放在距 A 右侧 x 处，电荷量为 Q3FAC FBCk161012C，为负电荷9Q1Q3Q2Q3 kx2(L x)2Q1Q2x2(L x)2 4(Lx)2=x2 x=0.2m即点电荷 C 放在距 A 右侧 0.2m 处，可为正电荷，也可为负电荷（2）首先分析点电荷 C 可能放置的位置，三个点电荷都处于平衡，彼此之间作用力必须在一条直线上，C 只能在 AB 决定的直线上，不能在直线之外而可能的区域有3 个，AB 连线上，A 与 B
3、 带同种电荷互相排斥，C 电荷必须与 A、B 均产生吸引力，C 为负电荷时可满足；在 AB 连线的延长线 A 的左侧，C 带正电时对 A 产生排斥力与 B 对 A 作用力方向相反可能 A 处于平衡；C 对 B 的作用力为推斥力与A 对 B 作用力方向相同，不可能使B 平衡；C带负电时对 A 产生吸引力与 B 对 A 作用力方向相同，不可能使A 处于平衡；C 对 B 的作用力为吸引力与 A 对 B 作用力方向相反，可能使B 平衡，但离 A 近，A 带电荷又多，不能同时使 A、B 处于平衡 放 B 的右侧，C 对 B 的作用力为推斥力与A 对 B 作用力方向相同，不可能使B 平衡；由分析可知，由于
4、 A 和 B 为同种电荷，要使三个电荷都处于平衡状态，C 必须放在 A、B之间某位置，且为负电荷设电荷 C 放在距 A 右侧 x 处，电荷量为 Q3对 C：kQ1Q3Q2Q3 kx2(0.3 x)2Q3Q2Q1Q2 kL2(L x)2 x=0.2m对 B：kQ3161012C，为负电荷9【点睛】此题是库仑定律与力学问题的结合题；要知道如果只是让电荷C 处于平衡，只需在这点的场强为零即可，电性不限；三个电荷的平衡问题，遵循：“两同加一异”、“两大加一小”的原则.2如图，ABD 为竖直平面内的绝缘轨道，其中AB 段是长为L 1.25m的粗糙水平面，其动摩擦因数为 0.1，BD 段为半径 R=0.2
5、 m 的半圆，两段轨道相切于B 点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度大小E 5103V/m。一带负电小球，以速度 v0从 A点沿水平轨道向右运动，接着进入半圆轨道后，恰能通过最高点D 点。已知小球的质量为m 2.0102kg，所带电荷量q 2.0105C，g 取 10 m/s2(水平轨道足够长，小球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)，求：（1）带电小球在从 D 点飞出后，首次在水平轨道上的落点与B 点的距离；（2）小球的初速度 v0。【答案】（1）0.4m；（2）2.5m/s【解析】【详解】（1）对小球，在 D 点，有：2vDmg qE mR得：vD1m/s从 D 点飞出后，做平抛
6、运动，有：mg qE ma得：a 5.0m/s22R 得：12at2t 0.4sx vDt 0.4m（2）对小球，从 A 点到 D 点，有：(mg qE)Lmg2RqE2R 解得：1212mvDmv022v0 2.5m/s3如图所示的绝缘细杆轨道固定在竖直面内，半径为R 的 1/6 圆弧段杆与水平段杆和粗糙倾斜段杆分别在 A、B 两点相切，圆弧杆的圆心O 处固定着一个带正电的点电荷现有一质量为 m 可视为质点的带负电小球穿在水平杆上，以方向水平向右、大小等于8gR的3速度通过 A 点，小球能够上滑的最高点为C，到达 C 后，小球将沿杆返回若COB=30，小球第一次过 A 点后瞬间对圆弧细杆向下
7、的弹力大小为mg，从 A 至 C 小球克服库仑力做的功为8323mgR，重力加速度为 g求：2(1)小球第一次到达 B 点时的动能；(2)小球在 C 点受到的库仑力大小；(3)小球返回 A 点前瞬间对圆弧杆的弹力（结果用m、g、R 表示）【答案】（1）【解析】【分析】（1）由动能定理求出小球第一次到达B 点时的动能（2）小球第一次过 A 点后瞬间，由牛顿第二定律和库仑定律列式由几何关系得到OC 间的距离，再由库仑定律求小球在C 点受到的库仑力大小（3）由动能定理求出小球返回A 点前瞬间的速度，由牛顿运动定律和向心力公式求解小球返回 A 点前瞬间对圆弧杆的弹力【详解】532(83 3)mgR（2
8、）mg（3）mg643（1）小球从 A 运动到 B，AB 两点为等势点，所以电场力不做功，由动能定理得：12mgR 1cos600 EKBmvA2代入数据解得：EKB5mgR62vAQqN k2mg mRR（2）小球第一次过 A 时，由牛顿第二定律得：8mg3联立并代入数据解得：由题可知：N k由几何关系得，OC 间的距离为：Qq mgR2r 小球在 C 点受到的库仑力大小：R2 3Rcos303F库 kQqQq k2r22 3R3联立解得F库=3mg412W电mgRWf 0mvA2（3）从 A 到 C，由动能定理得：从 C 到 A，由动能定理得：W电mgRWf由题可知：W电12mvA223m
9、gR22vQqANk2mg mRR小球返回 A 点时，设细杆对球的弹力方向向上，大小为N，由牛顿第二定律得：联立以上解得：N 2 83 33mg，2 83 33根据牛顿第三定律得，小球返回A 点时，对圆弧杆的弹力大小为mg，方向向下4“顿牟掇芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体，现用下述模型分析研究。在某处固定一个电荷量为Q 的点电荷，在其正下方 h 处有一个原子。在点电荷产生的电场（场强为E）作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p，p p ql l，这里 q 为原子核的电荷量。实
10、验显示，p E，为原子的极化系数，反映其极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力F。在一定条件下，原子会被点电荷“掇”上去。(1)F 是吸引力还是排斥力？简要说明理由；(2)若将固定点电荷的电荷量增加一倍，力F 如何变化，即求F(2Q)的值；F(Q)hF()(3)若原子与点电荷间的距离减小一半，力F 如何变化，即求2的值。F(h)【答案】(1)吸引力，(2)4，(3)32。【解析】【详解】(1)F 为吸引力。理由：当原子极化时，与Q 异种的电荷移向 Q，而与 Q 同种的电荷被排斥而远离 Q，这样异种电荷之间的吸引力大于同种电荷的排斥力，总的效果是吸引；(2)设电荷 Q 带正电（如图所
11、示）：电荷 Q 与分离开距离 l 的一对异性电荷间的总作用力为：F kQ(q)kQq2hl2kQql2kQp kQq 233l2l2lhh22(h)(h)(h)224p p ql l式中：为原子极化形成的电偶极矩，负号表示吸引力，由于lh，故：l2h h242又已知：p E而电荷 Q 在离它 h 处的原子所在位置产生的电场场强大小为：E 于是，电荷 Q 与极化原子之间的作用力为：kQ2h2k2Q2F h5它正比于固定电荷的平方，反比于距离的五次方，因此不管电荷Q 的符号如何，它均产生吸引力。当固定点电荷的电荷量增加一倍时，力F 变为原来的 4 倍，即：F(2Q)4；F(Q)(3)当原子与点电荷
12、间的距离减小一半时，力F 变为原来的 32 倍，即：hF()232。F(h)5如图所示,在绝缘的水平面上,相隔 2L 的,A、B 两点固定有两个电量均为Q 的正点电荷,C、O、D 是 AB 连线上的三个点,O 为连线的中点,CO=OD=L/2一质量为 m、电量为 q 的带电物块以初速度 v0从 c 点出发沿 AB 连线向 B 运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用当物块运动到 O 点时,物块的动能为初动能的 n 倍,到达 D 点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在 O 点已知静电力恒量为 k,求:(1)AB 两处的点电荷在 c 点产生的电场强度的大小;(2)物块在运动中受到的阻
13、力的大小;(3)带电物块在电场中运动的总路程【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【详解】（1）设两个正点电荷在电场中C 点的场强分别为 E1和 E2，在 C 点的合场强为 EC；则kQkQE2L；3L()2()222则 EC=E1-E2E1解得：EC32kQ9L2（2）带电物块从 C 点运动到 D 点的过程中，先加速后减速AB 连线上对称点 C=D，电场力对带电物块做功为零设物块受到的阻力为f，由动能定理有：fL0解得：f1mv02212mv02L（3）设带电物块从 C 到 O 点电场力做功为 W电，根据动能定理得：L1212W电 f nmv0mv0222解得：W电12n1mv0241m
14、v022设带电物块在电场中运动的总路程为S，由动能定理有：W电fs0解得：s=（n+0.5）L【点睛】本题考查了动能定理的应用，分析清楚电荷的运动过程，应用动能定理、点电荷的场强公式与场的叠加原理即可正确解题6如图所示，在 O 点处放置一个正电荷在过O 点的竖直平面内的 A 点，由静止释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为 q小球落下的轨迹如图所示，轨迹与以O为圆心、R 为半径的圆相交于B、C 两点，O、C 在同一水平线上，BOC=30，A 距离 OC的竖直高度为 h，已知小球通过 B 点的速度为 v，重力加速度为 g，求：(1)小球通过 C 点的速度大小；(2)小球由 A 运动到 C
15、 的过程中电场力做的功【答案】(1)vcv2 gR(2)W m(v2 gR)mgh【解析】试题分析：（1）小球下落过程中，受到重力和电场力，由于B、C 两点处于同一等势面上，故从 B 到 C 过程电场力做功为零，只有重重力做功，根据动能这定理求解到达C 点的速度；（2）小球从 A 至 C 的过程中只有重力和电场力做功，根据动能定理即可求解电场12力做功（1）小球从 B 点到 C 点的过程中，电场力不做功，而重力做正功由动能定理得：mgR1212mvCmv222解得：vCv2 gR（2）小球从 A 至 C 的过程中只有重力和电场力做功由动能定理得：mghW电解得：W电12mvC21m v2 gR
16、 mgh2【试题分析】本题关键是明确几种功能关系的具体形式：总功是动能变化的量度；电场力做功是电势能变化的量度；除重力外其余力做的功是机械能变化的量度二、必修第二、必修第 3 3 册册 静电场中的能量解答题易错题培优（难）静电场中的能量解答题易错题培优（难）7如图甲所示，倾角为30绝缘斜面被垂直斜面直线MN 分为左右两部分，左侧部分光滑，范围足够大，上方存在大小为E1 000 N/C，方向沿斜面向上的匀强电场，右侧部分粗糙，范围足够大，一质量为m1 kg，长为 L0.8 m 的绝缘体制成的均匀带正电直棒AB 置于斜面上，A 端距 MN 的距离为 d，现给棒一个沿斜面向下的初速度v0，并以此时作
17、为计时的起点，棒在最初0.8 s 的运动图像如图乙所示，已知0.8 s 末棒的 B 端刚好进入电场，取重力加速度 g10 m/s2，求：(1)直棒 AB 开始运动时 A 端距 MN 的距离为 d；(2)直棒 AB 的带电量 q；(3)直棒 AB 最终停止时，直棒B 端到 MN 的距离【答案】(1)20 m(2)7.5103 C(3)125 m【解析】【分析】根据 v-t 图像确定出直棒 AB 匀减速直线运动的位移，结合棒的长度，得出直棒AB 开始运动时 A 端距 MN 的距离为 d；根据图线得出直棒 AB 匀减速直线运动的加速度大小，根据加速度，结合牛顿第二定律求出带电量的大小；根据动能定理得
18、出，物体在电场中运动的距离【详解】（1）由 v-t 图像可知直棒 AB 匀减速直线运动00.8s 内棒运动的位移为：x1v0vtt 20.8mA 端距离 MN 的距离为：d x1 L 20.80.8m 20m2v=2.5m/s2对直棒 AB 进行受力分析，越过 MN 后受到重t力、斜面支持力和电场力，合力为F Eq mgsin根据牛顿第二定律，：（2）棒的加速度为：a=Eq mgsin ma，代入数据解得：q 7.5103C（3）根据动能定律，物体从B 端到达 MN 至最终停止的过程，满足：1mgx2sin Eqx2 0mv2带入数据解得，x2=125 m2故 B 端在 MN 右边且距 MN
19、为 125 m【点睛】本题考查了牛顿第二定律、动能定理和运动学公式的综合运用，通过v-t 图像，确定出物体运动的加速度不变，得出物体做匀变速直线运动是解决本题的关键8如图所示，A 为粒子源，在 A 和极板 B 间的加速电压为 U1，在两水平放置的平行带电板 C、D 间的电压为 U2，现设有质量为 m，电荷量为 q 的质子初速度为零，从A 被加速电压 U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场，平行带电板的极板的长度为L，两板间的距离为 d，不计带电粒子的重力，求：(1)带电粒子在射出 B 板时的速度；(2)带电粒子在 C、D 极板间运动的时间；(3)带电粒子飞出 C、D 电场时在竖直方向上发生的位移
20、y.mU2L22qU1【答案】（1）（2）L（3）2qU14U1dm【解析】试题分析：（1）由动能定理得：W=qU1=则（2）离子在偏转电场中运动的时间tL=（3）设粒子在离开偏转电场时纵向偏移量为y综合解得考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题关键明确粒子的运动性质，对应直线加速过程，根据动能定理列式；对于类似平抛运动过程，根据类似平抛运动的分运动公式列式求解；不难9两平行金属板 A、B 间距离为 d，两板间的电压 UAB随时间变化规律如图所示，变化周期为 T6 秒，在 t0 时，一带正电的粒子仅受电场力作用，由A 板从静止起向 B 板运动，并于 t2T 时刻恰好到达 B 板，求：（1
21、）若该粒子在 tT/6 时刻才从 A 板开始运动，那么，再经过2T 时间，它将运动到离 A板多远的地方？（2）若该粒子在 tT/6 时刻才从 A 板开始运动，那么需再经过多长时间才能到达B 板，【答案】（1）【解析】【分析】【详解】(1)粒子在 t0 时开始运动，它先加速再减速，再加速、减速，向同一方向运动，其v-t 图如图中粗实线所示，1d（2）32.6s3设每次加速（或减速）运动的位移为s，则 4sd，s d,4若粒子在 tT/6 时刻才从 A 板开始运动，其运动图线如图中细实线所示，设每次加速（或减速）运动的位移为s1，设每次反向加速（或减速）运动的位移为s2，则s14ds 99s21d
22、s 936所以一个周期内的总位移为s 2(s1 s2)所以 2T 内粒子运动的总位移为d6d3(2)粒子在 tT/6 时刻才从 A 板开始运动，6 个周期内的总位移刚好是d，但由于粒子有一段反向运动，所以在 6 个周期末之前已到达B 板，即在 5 个周期末，粒子和B 板的距离为s d6粒子通过此距离所需时间为(232)T6232172)T ()T 32.6s636则粒子到达 B 板所需时间为t 5T(【点睛】由于粒子不是在电场中一直处于加速或减速，所以导致分析运动较复杂;也可以假设 b 板向下移动到最后一个周期末速度为零的位置，这算出整段时间，再去移动距离的时间.10如图，在真空室内的P 点，
23、能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为 m 的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同ab 为 P 点附近的一条水平直线，P 到直线 ab 的距离PC=L，Q 为直线 ab 上一点，它与 P 点相距 PQ=5L当直线 ab 以上区域只存在垂直纸面2向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q 点；当 ab 以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab 直线，且它们到达 ab 直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q 点已知 sin37=0.6，cos37=0.8，求：(1)a 粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直
24、线ab 的粒子所用最长时间和最短时间的比值【答案】（1）粒子发射速度为v 5BqL8m25qLB2（2）电场强度的大小为E 8m（3）粒子到达直线 ab 所用最长时间和最短时间的比值【解析】（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R，过 O 作 PQ 的垂线交 PQ 于 A 点，如图三所示：由几何知识可得t1233 2.20t2106PCQAPQQO代入数据可得粒子轨迹半径R QO 5L8v2洛仑磁力提供向心力Bqv mR解得粒子发射速度为v 5BqL8m（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达ab直线的动能相等，可知ab为等势面，电场方向垂直ab向下水平向左射出的粒子经时间t 到达 Q 点，在这段时间
25、内CQ L vt21PC L at22式中a qEm25qLB2解得电场强度的大小为E 8m（3）只有磁场时，粒子以O1为圆心沿圆弧 PD 运动，当圆弧和直线ab相切于 D 点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图四所示据图有sinL R3R5解得37故最大偏转角max 233粒子在磁场中运动最大时长t1max3600T式中 T 为粒子在磁场中运动的周期粒子以 O2为圆心沿圆弧 PC 运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短据图四有sinL/24R5解得 53速度偏转角最小为min 106故最短时长t2min3600T因此，粒子到达直线 ab 所用最长时间和最短时间的比值t1max
26、233 2.20t2min106点睛：此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题；掌握类平抛运动的处理方向，在两个方向列出速度及位移方程；掌握匀速圆周运动的处理方法，确定好临界状态，画出轨迹图，结合几何关系求解.11如图所示，在竖直平面内有一固定光滑绝缘轨道，其中AB 部分是倾角为=37的直轨道，BCD 部分是以 O 为圆心、半径为 R 的圆弧轨道，两轨道相切于B 点，D 点与 O 点等高，A 点在 D 点的正下方。圆的水平直径下方有水平向左的电场，质量为m、带电荷量为q 的小球从 A 点由静止开始沿斜面向上运动，已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C，然后经过 D 点落回到 AB 之间某点。已知
27、 sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度大小为 g。求(1)小球在 C 点的速度的大小；(2)小球在 AB 段运动过程中电场力所做的功；(3)小球从 D 点运动落到 AB 上某点的时间。【答案】(1)vC【解析】【分析】【详解】gR；(2)2.8mgR；(3)t 5616 337Rg(1)当小球在最高点时2vCmg mR解得vCgR(2)小球从 A 点到 C 点的过程有12mvC2h R Rcos(R Rsin)tan 3RqE2Rmgh 得qE 小球在 AB 段运动过程中电场力所做的功7mg4W qE(R Rsin)解得W=2.8mgR(3)小球从 C 点运动到 D 点的过程12
28、12mgR mvDmvC22解得vD3gR设小球落点到 A 的水平距离为 x，竖直距离为 y，x 1 qE2t2 my 2R(vDt 由几何关系有12gt)2y tanx联立这三个方程得t 5616 337Rg12如图，带电量为 q+210-3C、质量为 m0.1kg 的小球 B 静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度E103N/C 的匀强电场与B 球形状相同、质量为0.3kg 的绝缘不带电小球 A 以初速度 v010m/s 向 B 运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在电场中两球又发生多次弹性碰撞,已知每次碰撞时间极短，小球 B 的电量始
29、终不变，取重力加速度g10m/s2求：(1)第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小；(2)第二次碰撞前瞬间小球B 的动能；(3)又经过多长时间发生第三次碰撞【答案】(1)vA5m/s，vB15m/s (2)EKB=6.25J (3)t1s【解析】【详解】(1)第一次碰撞时，两小球动量守恒，即 3mv03mvAmvB机械能守恒，即:1112223mv03mvAmvB222解得碰后 A 的速度 vA5m/s，B 的速度 vB15m/s(2)碰后 AB 两球进入电场，竖直方向二者相对静止均做自由落体运动；水平方向上，A 做匀速运动，B 做匀减速直线运动，其加速度大小aBqE 20m/s2m1aBt22设经
30、过 t 时间两小球再次相碰，则有vAt vBt 解得:t1s此时，B 的水平速度为 vxvBaBt-5 m/s（负号表明方向向左）竖直速度为 vygt10 m/s故第二次碰前 B 的动能EkB122m(vxvy)6.25J2(2)第二次碰撞时，AB 小球水平方向上动量守恒3mvAmvx3mvmv111122222222vy3m(vAvy)m(vxvy)3m(v1)m(vxvy)2222解得第二次碰后水平方向A 的速度 v 0，B 的速度 v 10m/s机械能守恒，即:故第二次碰撞后 A 竖直下落（B 在竖直方向上的运动与A 相同），水平方向上，B 做匀减速直线运动，设又经过 t 时间两小球第三
31、次相碰，则有vxt 解得:t1s【点睛】解决本题的关键要是分析清楚两球的受力情况，判断出运动情况，知道弹性碰撞遵守两大守恒：动能守恒和动量守恒根据位移关系研究相碰的时间1aBt2 02三、必修第三、必修第 3 3 册册 电路及其应用实验题易错题培优（难）电路及其应用实验题易错题培优（难）13小敏要将一量程为250A 的微安表改装成量程为5V 的电压表。由于微安表内阻未知，小敏先用多用电表粗测得其内阻约为1100。现有如下器材：A待改装的微安表B标准电压表C电阻箱（099999.9）D滑动变阻器（010）E.学生电源F.开关，导线若干(1)按粗测的微安表内阻进行电压表改装，应将电阻箱阻值调节为_
32、；(2)改装完成后，小敏利用上述器材设计了电路进行校准，请完成校准电路的实物图连线；（_）(3)当标准电压表的示数为5.00V 时，微安表的指针位置如图所示。由此可以推测出所改装的电压表量程不是预期的5V，而是_V（保留两位有效数字），导致该误差产生的原因可能是_；A微安表的实际内阻大于所测得的1100B微安表的实际内阻小于所测得的1100(4)要达到预期目的，不必再设计实验精确测量微安表的内阻，只需将电阻箱的阻值调整为_即可。【答案】18900见解析 5.1 A 18500【解析】【分析】【详解】(1)1将电阻箱与微安表串联，电阻箱阻值R U5Vr 1100 18900Ig250A(2)2将
33、改装的电压表与标准电压表并联，接入电路，滑动变阻器采用分压式接法，可以测量多组数据，连接电路如图所示(3)3图中微安表示数为245A时电压表示数为 5V，因此满天偏时对应的电压值应为其电压表量程245A5V=250AU可求得量程为U 5.1V4(4)由于加上相同的电压，电流小于预期值，一定是电阻偏大，而电阻箱调整没问题，一定是微安表内阻大于 1100，A 正确，B 错误。故选 A。5改装表的阻值减小量应为R 因此将电阻箱阻值减小为5V5V 400245A250A18900-400=1850014某实验小组为了测量某待测电阻Rx的阻值，先用多用电表进行粗测，后用伏安法精确测量。(1)如图甲所示为
34、一简易多用电表内部电路原理图，其中G 为灵敏电流计，选择开关S 与不同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是_。AA 为黑表笔，B 为红表笔B将选择开关 S 与 3 连接，就构成了欧姆表C将选择开关 S 与 1、2 连接，就构成了电流表，且与1 接点相连时量程较大D将选择开关 S 与 4、5 连接，就构成了电压表，且与4 接点相连时量程较大(2)如图乙先用多用表10 挡粗测其电阻为_。(3)实验要求尽可能准确地测量Rx的阻值，实验室可提供下面器材，电流表应选_，电压表应选_(填字母代号)电源 E：电动势 3V，内阻忽略不计；电流表 A1：量程 015mA，内阻为 100；电流表 A2：量程
35、 00.6A，内阻约为 0.3；电压表 V1：量程 03V，内阻约 3k；电压表 V2：量程 015V，内阻约 15k；滑动变阻器 R：阻值范围 010；定值电阻 R1：阻值为 10；定值电阻 R2：阻值为 100；开关 S、导线若干。(4)在图丙虚线框中画出测量R，阻值的完整电路图，并在图中标明器材代号_。(5)调节滑动变阻器 R，当电压表的示数为2.60V，电流表的示数是8.0mA 时，则待测电阻Rx的阻值为_。【答案】BC 120 A1 V1见解析 112.5【解析】【分析】【详解】(1)1AB在多用电表使用时应让电流从红表笔进，黑表笔出，当将选择开关S 与 3 连接，就构成了欧姆表，由
36、此可判断A 为红表笔，B 为黑表笔，故 A 错误，B 正确；C将选择开关 S 与 1、2 连接，就构成了电流表，根据并联分流原理，并联的电阻越小分得的电流越大，所以与1 接点相连时量程较大，C 正确；D将选择开关 S 与 4、5 连接，就构成了电压表，根据串联分压原理，串联的电阻越大分得的电压越大，所以与5 接点相连时量程较大，D 错误。故选 BC。(2)2由图所示欧姆表可知，所测电阻阻值为12.010=120(3)34电路中可能出现的最大电流约为I E 25mARx可用电流表 A1与定值电阻 R2并联，相当于量程为 30mA 的电流表；电源电动势为3V，则电压表选择 V1。(4)5电压表内阻
37、远大于待测电阻的阻值，故电压表外接；滑动变阻器用分压接法，电路如图(5)6电流表的示数是 8.0mA，此时通过待测电阻 Rx的电流为 16mA，则待测电阻 Rx的阻值为RxUR22.6050 112.5I21610315某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K 以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，实验器材还有：电源(电动势约为 2 V，内阻不可忽略)两个完全相同的电流表 A1、A2(量程为 3 mA，内阻不计)电阻箱 R(最大阻值 9 999)定值电阻 R0(可供选择的阻值有
38、 100、1 k、10 k)开关 S，导线若干，刻度尺实验步骤如下：A测得圆柱形玻璃管内径d20 mmB向玻璃管内注自来水，并用刻度尺测量水柱长度LC连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数分别记为 I1、I2，记录电阻箱的阻值 RD改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度 L 和电阻箱阻值 RE断开 S，整理好器材(1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选_(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式 Rx_(用 R0、R、I1、I2表示)(3)若在上述步骤 C 中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度 L 和对应的
39、电阻箱阻值 R 的数据，绘制出如图乙所示的RL 关系图像，则自来水的电阻率 _ m(保留两位有效数字)，在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)【答案】1000【解析】【分析】【详解】I1R R0I2 16，不变（1）定值电阻所在支路最小电阻约为R1总=EI1max3 1000；电阻箱 R（最大0.003阻值为 9999），为测多组实验数据，定值电阻R0应选 1K；电阻箱与 R0、A2串联，再与水柱、A1并联，所以有I2(R R0)I1Rx，玻璃管内水柱电阻Rx的表达式RxI2(R R0)I1(2)由电阻定律
40、可以知道RxLL4LI2(R R0)2d2，则有sdI1()2R=4I24L RR=L R0，由A，A，根据题意可知，电流表示数均相等，则有1202d2I1d44103(1)103图可得k 510422d1010电阻率d2k43.140.022510416m44I2d2kLr-r R保持不210，电阻率为d2I14（3）电流表内阻不能忽略，则有R=变16在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率为 0.5W，此外还有以下器材可供选择：A直流电源 3 V(内阻不计)B直流电流表 0300 mA(内阻约为 5)C直流电流表 03 A(内阻约为 0.1)D直流电压表
41、 03 V(内阻约为 3 k)E滑动变阻器 100，0.5 AF滑动变阻器 10，2 AG导线和开关实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_；(均填写仪器前的字母)(2)在图甲所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图_(虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片P 向 b 端滑动时，灯泡变亮)；(3)根据实验数据，画出的小灯泡的IU 图线如图乙所示由此可知，当电压为0.5 V 时，小灯泡的灯丝电阻是_.【答案】BF分压式如图所示：5【解析】0.5 200mA；故电流表选择 B；因本实验只能接2.5用分压接法，故滑动变
42、阻器选择小电阻F；试题分析：（1）灯泡的额定电流I（2）根据实验要求可知，滑动变阻器采用分压接法，并且测量电路应与滑动变阻器的左半部分并联；电流表采用外接法；原理图如下；（3）由画出的伏安特性曲线可知，U 0.5V时，电流I 0.10A，则对应的电阻R 0.5 5；0.1考点：“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验17LED 绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V 的 LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500，电学符号与小灯泡电学符号相同。实验室提供的器材有：A电流表 A1（量程为 05mA，内阻 RA约为 3）B电流表 A2（量程为 04mA，内阻 R
43、A2=10）C电压表 V（量程为 010V，内阻 Rv=1000）D定值电阻 R1=590E.定值电阻 R2=990F.滑动变阻器 R（最大阻值为 200）G.蓄电池 E（电动势为 4V，内阻很小）H.开关 S 一只，导线若干(1)如图甲所示，请选择合适的器材，电表1 为_，定值电阻为_（填写器材前的字母序号）；(2)请将图乙中的实物连线补充完整_；(3)请写出测量 LED 灯正常工作时的电阻表达式：Rx=_（电表 1 的读数用 a 表示，电表 2 的读数用 b 表示，其余电学量用题中所对应的电学符号表示）。【答案】C Eb(R2 RA2)abRV【解析】【分析】【详解】(1)1要精确测定额定
44、电压为3V 的 LED 灯正常工作时的电阻，需测量LED 灯两端的电压和通过 LED 灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED 两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压，改装电压表的内阻R ULED3 750IA20.004A2的内阻为 10，则定值电阻应选 E，LED 灯正常工作时的电流约为I U3A 6mAR500电流表的量程较小，电流表不能精确测量电流，由于电压表可测的最大电流为10A 10mA1000则可以用电压表测量电流，电表1 应选 CI(2)3因为滑动变阻器阻值小于LED 的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法，如图(3)4根
45、据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U b(R2 RA2)通过灯泡的电流I 测量 LED 灯正常工作时的电阻abRVRxUb(R2 RA2)aIbRV18（1）某同学欲将量程为200A 的电流表 G 改装成电压表该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg，图中 R1、R2为电阻箱他按电路图连接好电路，将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后，他应该正确操作的步骤是_（选出下列必要的步骤，并将其序号排序）a记下 R2的阻值b调节 R1的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度c闭合 S2，调节 R1和 R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半d闭合 S2，保持 R1不变，调节 R2的阻值，使
46、电流表的指针偏转到满刻度的一半如果按正确操作步骤测得R2的阻值为 500，则 Rg的阻值大小为_；（填写字母代号）A250 B500 C750 D1000为把此电流表 G 改装成量程为 2.0V 的电压表，应选一个阻值为_ 的电阻与此电流表串联【答案】bda B 9500【解析】【分析】【详解】1该题是使用半偏法测电流表的内阻，故调节R1的阻值，先使电流表的指针偏转到满刻度，然后再闭合 S2，保持 R1不变，调节 R2的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半，故操作顺序为 bda；2此时 R2的阻值与 Rg的阻值相等，故 Rg的阻值大小也为 500，故 B 正确，ACD 错误，故选 B；3电流
47、表 G 满偏时的两端电压为Ug=200106A500=0.1V改装成量程为 2.0V 的电压表时，串联电阻的电压应该为2.0V0.1V=1.9V，电流为Ig=200A；故串联电阻的大小为R UVUgIg 9500四、必修第四、必修第 3 3 册册 电能电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）能量守恒定律实验题易错题培优（难）19现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源 E(电动势约为 6V,内阻不计)，电压表 V1（量程 02.5V,内阻约为 2.5k)，电压表 V2(量程 03v,内阻约为 10k)，电阻箱 R0(最大阻值为 9999.9)，滑动变阻器 R1(最大阻值为3k)，
48、滑动变阻器 R2(最大阻值为 500)，单刀双掷开关一个，导线若干(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图，你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理？_(填“甲”、“乙”“丙”)(2)电路中应选用滑动变阻器_（选填“R1”或“R2”）(3)按照下列步骤进行实验：闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；闭合开关，将电阻箱调到6k,调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1 的示数为1.60V 电压表 V2 的示数为 2.40V;保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2k,此时电压表 V1 的示数如图(2)所示，其示数为_V,电压表 V2
49、的数为 1.40V(4)根据以上实验数据，计算得到电源的电动势为_V,电压表 V1 的内阻为_K，电,压表 V2 的内阻为_K.【答案】丙R1 2.10V 5.60V 2.5k 2.5k【解析】【分析】考查测电阻、电源电动势的方法，根据欧姆定律综合分析可得。【详解】(1)1当采用甲电路图时,电压表 V1最大电流为 1mA，电压表 V2最大电流为 0.3mA，电压表 V1读数不准确，若采用乙电路图，通过V1电流更小，读数更不准确。故只能选择丙电路图。(2)2 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻，估算滑动变阻器的阻值R E U1U262.53 500U12.5.25103R1最小电阻为 500，
50、所以只能选择 R1(3)3 最小分度值为 0.1V，要估读到下一位，所以读数是2.10V(4)根据串并联电路特点可得1.6V2.4V2.4A3R1R26102.10V1.40V1.4AR1R22103联立可求得 R1=2.5kR2=2.5k由闭合电路欧姆定律可得 2.42.4E 1.6V 2.4V R3R61021.41.4E 2.1V1.4V R3R2102联立可得 E=5.60V【点睛】器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。20某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况电源E 电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值