选修3-1 知识点题库

小明在实验室找到一个可调内阻的电池，想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻电池由电池槽，正、负极板 $\text{[math]}$ ，探针 $\text{[math]}$ ，气室，打气筒等构成，如图甲所示。电池槽中间有一条电解质溶液通道，缓慢推动打气筒活塞，向电池内打气，可改变通道内液面的高度，从而改变电池的内阻，液面越低，电池内阻越大。电压表V₁与正、负极板 $\text{[math]}$ 连接，电压表V₂与探针 $\text{[math]}$ 连接。小明将三个相同的小灯泡并联接在 $\text{[math]}$ 两端，每个支路由独立的开关 $\text{[math]}$ 控制，如图乙所示。

（1）断开开关 $\text{[math]}$ ，两个电压表的示数分别如图丙中的A、B所示，则（填“A”或“B”）为 $\text{[math]}$ 的读数，其读数为 $\text{[math]}$ ，若不计电压表内阻的影响，则此数值等于该电源的。
（2）逐步闭合开关 $\text{[math]}$ ，小明将看到 $\text{[math]}$ 的示数（填“增大”“减小”或“不变”）， $\text{[math]}$ 的示数（填“增大”“减小”或“不变”），同时会发现两电压表的示数还会满足的关系。若读得 $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的示数为 $\text{[math]}$ ，则此时电池的内阻 $\text{[math]}$ （用所给物理量符号表示）。
（3）保持 $\text{[math]}$ 闭合，用打气筒向电池内打气，同时记录 $\text{[math]}$ 的示数 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的示数 $\text{[math]}$ ，利用多组数据画出 $\text{[math]}$ 图象，若灯泡电阻恒定，则下列图象正确的是___________。

A . B . C . D .

如图所示的平面直角坐标系 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的区域内存在沿 $\text{[math]}$ 轴正方向的匀强电场，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的区域内存在方向垂直于 $\text{[math]}$ 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现有一质量为 $\text{[math]}$ 、带电荷量为 $\text{[math]}$ 的质子（重力不计）从 $\text{[math]}$ 轴 $\text{[math]}$ 上某点沿 $\text{[math]}$ 轴正方向进入磁场。

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（1）若要求该质子进入磁场后，能垂直于 $\text{[math]}$ 轴进入电场，则其进入磁场时的速度大小 $\text{[math]}$ 与进入磁场位置的 $\text{[math]}$ 轴坐标值应满足什么关系？
（2）若该质子从 $\text{[math]}$ 处进入磁场，并且垂直 $\text{[math]}$ 轴进入电场，最后从坐标为 $\text{[math]}$ 的点离开电场，求电场的电场强度大小 $\text{[math]}$ 。
（3）若该质子从 $\text{[math]}$ 处进入磁场，并且垂直x轴进入电场，质子在磁场和电场中运动的时间相等，求质子在电场中运动的过程中电场力做的功。

下列各图中，正确的是（）

A .

B .

C .

D .

如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙导轨CD、EF，导轨上放有一金属棒MN。现从t=0时刻起，在棒中通以由M到N方向的电流且电流与时间成正比，即I=kt，其中k为常量，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列关于棒的速度、加速度随时间t变化的关系中，可能正确的是（）

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A .

B .

C .

D .

如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（）

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A . 电势 $\text{[math]}$ B . 电势 $\text{[math]}$ C . 将正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能降低 D . 将负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能E_PA>E_PB

图为观察电容器充、放电现象的实验电路，R为定值电阻，C为电容器，单刀双掷开关S与1相连，则（）

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A . 电容器上板带正电 B . 电路中有恒定电流 C . 当S掷于2的瞬间，R中电流方向为 $\text{[math]}$ D . 当S掷于2后，电压表最终示数为零

两个带有同种电荷完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5：1（皆可视为点电荷），它们在相距一定距离时相互作用力为F₁ ，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F₂ ，则F₁：F₂可能为（）

A . 5：2 B . 5：4 C . 5：6 D . 5：9

如图为Maxwell超级电容器，其标有“3V，3000F”。它是一种新型储能装置，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、抗振动和抗冲击性能强的特点。关于此电容器下列说法正确的是（）

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A . 在3V电压下才能正常工作 B . 充电时把电能转化为化学能和内能 C . 工作电压是3V时，电容才是3000F D . 加额定电压时所储存的电荷量是手机锂电池“4.2V，4000mAh”带电量的 $\text{[math]}$ 倍

如图所示，abcd为匀强电场中的一直角梯形，其平而与场强方向平行，已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，a、b、d三点的电势分别为0V、4V、4V，则（）

A . 匀强电场的场强为100V/m B . e点的电势为8V C . c点的电势为12V D . 若将电子从a点移到c点，电场力做功10eV

在物理学中，常常用物理量之比定义一个新的物理量。以下电学量的表达式中，不属于比值定义法的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5 V、内阻r未知）、一个阻值为R₀的定值电阻、一个阻值为R₁的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下：

第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。

第二步∶取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R₀ ，记下电流表的示数I₀。

第三步∶取下定值电阻R₀ ，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数I_n。

请完成如下计算和判断∶

（1）根据上述第二步， $\text{[math]}$ 与R₀、R₁、E、r的关系式是 $\text{[math]}$ =。
（2）定义 $\text{[math]}$ ，则Y与n、R、R₀、E的关系式是Y=。

（3）已知R₀=12.0Ω，实验测得I₀=0.182 A，得到数据如下表∶

n	1	2	3	4	5
I_n/A	0.334	0.286	0.250	0.224	0.200
Y/A^-1	2.500	1.998	1.495	1.030	0.495

根据上述数据作出 $\text{[math]}$ 图像，如图（b）所示，可得R=Ω（保留2位有效数字），同时可得E=V（保留2位有效数字）。

（4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值影响（选填“有"或“无"）。

某兴趣小组为了测量电动车上电池的电动势E（约为36V左右）和内阻r（约为10Ω左右），需要将一个量程为15V的电压表（内阻R_g约为10kΩ左右）改装成量程为45V的电压表，然后再测量电池的电动势和内阻。以下是该实验的操作过程。

（1）由于不知道该电压表内阻的确切值，该小组将一个最大阻值为50kΩ的电位器R_P（可视为可变电阻）与电压表串联后，利用如图甲所示的电路进行改装，请完成③的填空
①将总阻值较小的滑动变阻器的滑片P移至最右端，同时将电位器的阻值调为零；

②闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到适当位置，使电压表的示数为9V；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电位器，使电压表的示数为V；

④不再改变电位器的阻值，保持电压表和电位器串联，撤去其他电路，即可得到量程为45V的电压表。
（2）该小组利用一个电阻箱R（阻值范围0~999.9Ω）和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，读数记为U）连接成如图乙所示的测量电路来测量该电池的电动势和内阻。该小组首先得出了 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系式为 $\text{[math]}$ =（用E、r和U表示），然后根据测得的电阻值R和电压表的读数U作出 $\text{[math]}$ ~ $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则该电池的电动势E=V、内阻r=Ω；
（3）不考虑电压表改装时的误差。利用图乙所示电路测得的电动势E_测和内阻r_测与真实值E_真和r_真相比，E_测E_真， r_测r_真（填“大于”“等于”或“小于”）。

如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（）

A . 相同的电压下，a电阻丝所通过的电流较大 B . b电阻丝比a电阻丝粗 C . a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D . 图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比

将平行板电容器C电源E和电阻R等元件连接成如图所示的电路。初始时电容器不带电。闭合开关S，在电源向电容器充电的过程中，电容器带电量，两板间电压。（选填“增大”或“减小”）

如图所示，有两根相互垂直的无限长直导线1和2，通有大小相等的电流，导线1在纸面内且电流方向竖直向上，导线2垂直于纸面且电流向外。纸面内有a、b两点，a点在两导线的中间且与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r。现测得a点的磁感应强度大小为B₀ ，已知距一无限长直导线d处的磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ，其中k为常量，1为无限长直导线的电流大小，下列说法正确的是（）

A . b点的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ B . 若去掉导线2，a点的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ C . 若将导线1中电流大小变为原来的3倍，b点的磁感应强度为B₀ D . 若将导线2中的电流反向，则a点的磁感应强度为2B₀

如图所示的电路中，四个定值电阻阻值分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，电路两端电压U=2.4V，三个理想电压表的示数分别记为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，下列正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0Ω，电源的内阻r=1.0Ω，闭合开关S后，电流表示数I=0.50A。

（1）电阻R两端的电压U为（）

A . 2.0V B . 1.5V C . 1.0V D . 0.5V
（2）电源的电动势E为（）

A . 1.5V B . 1.0V C . 0.5V D . 0.1V
（3）电阻R产生的热功率P为（）

A . 0.25W B . 0.50W C . 0.75W D . 1.0W

如图所示的（甲）、（乙）中的小灯泡都相同，（甲）图中电压恒定为12 V，（乙）图中电压恒定为6 V，调节可变电阻R₁、R₂使四只小灯泡都恰好正常发光（功率相同），这时可变电阻接入电路中的电阻值之比R₁∶R₂=它们消耗的电功率之比P₁∶P₂=.

利用如图甲所示电路，可以测量电源电动势和内阻，所用的实验器材有：

待测电源（电动势不大于6V，内阻不大于1Ω），电阻箱R（最大阻值999.9Ω），表头G（量程为100 $\text{[math]}$ ，内阻为900Ω），定值电阻 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，开关S，导线若干。

实验步骤如下：

⑴先利用 $\text{[math]}$ 将表头G改装成1 $\text{[math]}$ 的电流表，再将1 $\text{[math]}$ 的电流表改装成量程为6V的电压表，则两定值电阻的阻值分别为： $\text{[math]}$ Ω， $\text{[math]}$ Ω；

⑵将电阻箱阻值调到最大，再闭合开关S；

⑶多次调节电阻箱，记下表头G的示数I和电阻箱相应的阻值R；

⑷以 $\text{[math]}$ 为纵坐标， $\text{[math]}$ 为横坐标，作出 $\text{[math]}$ 图线如图乙所示；

⑸根据 $\text{[math]}$ 图线求得电源的电动势 $\text{[math]}$ V，内阻 $\text{[math]}$ Ω.（此两空结果均保留到小数点后一位）

如图所示为回旋加速器的主要结构，两个半径为R的半圆形中空金属盒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狭缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则（）

A . 仅提高加速电压，粒子最终获得的动能增大 B . 所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷无关 C . 粒子第n次通过狭缝后的速度大小为 $\text{[math]}$ D . 粒子通过狭缝的次数为 $\text{[math]}$