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電學3大題型押題練（二） 1.[多選]如圖所示，電路中電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，C為靜電計，一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，懸線與豎直方向夾角為θ且小球處于平衡狀態(tài)，則(　　) A．靜電計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn) B．若將A極板向左平移稍許，電容器的電容將增大 C．若將A極板向下平移稍許，靜電計指針的偏角將減小 D．保持開關(guān)S閉合，使滑動變阻器滑片向左移動，θ不變，輕輕將細線剪斷，小球?qū)⒆鲋本€運動 解析：選AD　靜電計是用來測量電容器板間電壓的，電路穩(wěn)定后，靜電計指針偏轉(zhuǎn)的角度表示電容器板間電壓的高低，選項A正確；將A極板向左平移稍許，板間距離增大，由C＝知，電容減小，選項B錯誤；將A極板向下平移稍許，板間正對面積S減小，由C＝知，電容減小，但板間電壓不變，靜電計指針的偏角將不變，選項C錯誤；電路中沒有電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器不能影響電容器板間電壓的大小，小球的平衡狀態(tài)不變，θ不變，輕輕將細線剪斷，小球?qū)⒆鰟蚣铀僦本€運動，選項D正確。 2.如圖所示，兩根間距L＝0.4 m 的平行金屬導軌水平放置，導軌的電阻忽略不計，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B＝ T。導軌右端接有一理想變壓器，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，電表均為理想電表，一根導體棒ab置于導軌上，導體棒電阻不計且始終與導軌良好接觸。若導體棒沿平行于導軌的方向在PQ和MN之間運動，其速度與時間的關(guān)系為v＝10sin 10πt(m/s)，電阻R＝10 Ω，則下列判斷正確的是(　　) A．導體棒產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值為e＝4sin 5πt(V) B．交流電壓表示數(shù)為2 V，交流電流表示數(shù)為0.2 A C．電阻R在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為24 J D．若在R兩端再并接一相同電阻R，則電壓表示數(shù)將增大為原來的2倍 解析：選C　導體棒產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e＝BLv＝4sin 10πt(V)，A錯；感應電動勢的有效值為U＝＝4 V，由變壓比知交流電壓表示數(shù)為U′＝2 V，B錯；電阻R在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝24 J，C對；電壓表示數(shù)由原線圈兩端電壓及匝數(shù)比決定，D錯。 3.如圖所示為有理想邊界的兩個勻強磁場，磁感應強度方向垂直紙面向里、大小均為B＝0.5 T，兩邊界間距離s＝0.1 m，一邊長L＝0.2 m 的正方形線框abcd由粗細均勻的電阻絲圍成，總電阻R＝ 0.4 Ω?，F(xiàn)使線框以v＝2 m/s 的速度從位置Ⅰ勻速運動到位置Ⅱ，則選項圖中能正確反映整個過程中線框a、b兩點間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線是(　　) 解析：選A　在0～510－2 s內(nèi)，ab切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，相當于電源，由楞次定律判斷知感應電流沿順時針方向，則a點的電勢高于b點的電勢，Uab為正，Uab＝E＝BLv＝0.50.22 V＝1510－2 V；在510－2～1010－2 s內(nèi)，cd進入磁場后，cd和ab都切割磁感線，都產(chǎn)生感應電動勢，線框中感應電流為零，由右手定則判斷可知，a點的電勢高于b點的電勢，Uab為正，Uab＝E＝BLv＝0.50.22 V＝2010－2 V；在10 10－2～1510－2 s內(nèi)，ab穿出磁場后，只有cd切割磁感線，由右手定則知，a點電勢高于b點電勢，Uab為正，Uab＝E＝BLv＝0.50.22 V＝510－2 V，故整個過程中線框a、b兩點間的電勢差Uab隨時間t變化的圖線如圖A所示，故A正確。 4．利用以下器材設計一個能同時測量電源的電動勢、內(nèi)阻和一個未知電阻Rx阻值的實驗電路。 A．待測電源E(電動勢略小于6 V，內(nèi)阻不足1 Ω) B．電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻約6 kΩ) C．電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) D．電流表A(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.5 Ω) E．未知電阻Rx(約5 Ω) F．滑動變阻器(最大阻值20 Ω) G．開關(guān)和導線 (1)在圖中的虛線框內(nèi)畫出完整的實驗原理圖。 (2)實驗中開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當電壓表V1的示數(shù)分別為U1、U1′時，電壓表V2兩次的示數(shù)之差為ΔU2，電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I′。由此可求出未知電阻Rx的阻值為________，電源的電動勢E＝____________，內(nèi)阻r＝____________(用題目中給定的字母表示)。 解析：(1)要測量電源的電動勢和內(nèi)阻應采用串聯(lián)接法，由于電壓表V1已經(jīng)接入，故將滑動變阻器與未知電阻和電流表串聯(lián)接入即可；為了測量未知電阻的阻值，應將V2并聯(lián)在未知電阻的兩端測量電壓，電路圖如圖所示。 (2)電壓表V2兩次的示數(shù)之差為ΔU2，電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I′，因Rx為定值電阻，根據(jù)歐姆定律可知，Rx＝＝；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U1＝E－Ir，U1′＝E－I′r，聯(lián)立解得：E＝，r＝。 答案：(1)見解析圖　(2)　　 5.如圖所示，有一平行板電容器左邊緣在y軸上，L板與x軸重合，兩極板間勻強電場的場強為E。一電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子，從O點與x軸成θ角斜向上射入極板間，粒子經(jīng)過K板邊緣 a點平行于x軸飛出電容器，立即進入一磁感應強度為B的圓形磁場區(qū)域(磁場分布在電容器的右側(cè)且未畫出)，隨后從c點垂直穿過x軸離開磁場。已知粒子在O點的初速度大小為v＝，∠acO＝45，cos θ＝，磁場方向垂直于坐標平面向外，磁場與電容器不重合，帶電粒子重力不計，求： (1)K板所帶電荷的電性； (2)粒子經(jīng)過c點時的速度大??； (3)圓形磁場區(qū)域的最小面積。 解析：(1)粒子由a到c，運動軌跡向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則判斷，可知粒子帶正電。粒子在電場中做類斜拋運動，根據(jù)粒子做曲線運動的條件可知，粒子所受電場力垂直于兩極板向下，正電荷受到的電場力與電場方向相同，故電場方向垂直于兩極板向下，K板帶正電，L板帶負電。 (2)粒子由O到a做類斜拋運動，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做勻減速直線運動，到達a點平行于x軸飛出電容器，即豎直方向分速度減為零，a點速度等于初速度的水平分量，出電場后粒子在磁場外做勻速直線運動，在磁場中做勻速圓周運動，速度大小始終不變，故粒子經(jīng)過c點時的速度大小與經(jīng)過a點時的速度大小相等。 由上可知粒子經(jīng)過c點時的速度大小 vc＝va＝vcos θ＝＝。 (3)粒子在磁場中做勻速圓周運動，軌跡如圖中實線弧所示，a、c為兩個切點。 洛倫茲力提供向心力qvcB＝m 可得軌跡半徑R＝ 粒子飛出電容器立即進入圓形磁場，且磁場與電容器不重合，圓形磁場必與電容器右邊界ab切于a點，還需保證c點也在磁場中，當圓形磁場與bc切于c點時磁場面積最小，由幾何關(guān)系易知此時磁場半徑與軌跡半徑相等。 磁場最小面積S＝πR2＝。 答案：(1)正電　(2)　(3)