山东省聊城市高唐一中高唐二中等六校联考高二物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年山东省聊城市高唐一中、高唐二中等六校联考高二（上）期中物理试卷　一、选择题（共40分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，第8-10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．一电荷从A点移到零势能位置时，静电力做功5J，则该电荷在A点电势能为（　　）A．0JB．﹣5JC．2.5JD．5J　2．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是下图中的（　　）A．B．C．D．　3．电鳗鱼捕食放电如能利用，既环保又好玩．如图所示，电鳗鱼的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度（可看成匀强电场）达到104N/C时可击昏敌害，身长60cm的电鳗，在击昏敌害放电时产生的瞬间电压可达（　　）A．1.7×104VB．1.7×106VC．6×103VD．6×105V　4．如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（　　）A．vqB．C．qvSD．-17-\n　5．2022年7月3日，全球最大太阳能飞机“阳光动力”2号凭借机翼上成排的太阳能电池板连续飞行118小时抵达夏威夷．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%．单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流．则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）A．0.24JB．0.25JC．0.26JD．0.28J　6．为维护消费者权益，某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：电线直径明显比说明书上标有的直径要小，引起这种电线不符合规格的主要原因是（　　）A．电线的长度引起电阻偏大B．电线的横截面积引起电阻偏大C．电线的材料引起电阻偏大D．电线的温度引起电阻偏大　7．2022年8月28日，美国6位科学家模拟太空旅行，将在“火星”待1年．他们的目标是：为人类在火星生活做准备．假设火星是一个均匀带负电的球体．将一带负电的粉尘置于该星球表面高h处，粉尘恰好处于悬浮状态．现将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处无初速度释放，则此带电粉尘将（　　）A．向星球地心方向下落B．被推向太空，远离星球C．仍在那里悬浮D．沿星球自转的线速度方向飞出　8．如图击剑比赛中，甲的剑击中乙的导电服，乙头顶上的指示灯就会亮；乙的剑击中甲的导电服，甲头顶上的指示灯就会亮．这里剑相当于“开关”，选项中能反映上述比赛原理的电路图是（　　）-17-\nA．B．C．D．　9．2022年南京国际科学仪器及实验室装备展览会开展，如图所示为参览的电容式话筒的原理示意图．薄片A和B为两金属板极，E为电源，R为电阻，王亚平授课对着话筒说话时，A振动而B可视为不动，在A向左运动，A、B间距离增大过程中（　　）A．AB构成的电容器的电容减小B．A上电荷量保持不变C．C点的电势比D点的高D．D点的电势比C点的高　10．如图是一火警报警器的电路示意图．其中R3为高分子材料制成的热敏电阻，其阻值随着温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，P点接地．当R3处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U和Q点电势的变化情况是（　　）A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．Q点电势升高D．Q点电势不变　　二、非选择题（共16分）11．如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为　　　　　　Ω．现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是　　　　　　W．-17-\n　12．现有器材：理想电流表一个，两个定值电阻R1、R2，单刀单掷开关两个，导线若干，要求利用这些器材较精确地测量一节干电池的电动势（电动势约1.5V）．（1）在虚线方框内画出实验电路图；（2）用已知量和测得量表示待测电动势的数学表达式E=　　　　　　．　13．某同学在实验室要测某一未知电阻的阻值．（1）他先用多用电表测其阻值，它将选择开关打到“×1”挡，然后　　　　　　，再将该元件接到两表笔之间，指针偏转如图1所示，则所测阻值为　　　　　　Ω．（2）该同学用伏安法设计了一实验精确测量该元件电阻的电路．准备了以下实验器材：待测电阻Rx电流表A1：量程0.6A、内阻r1为0.5Ω电流表A2：量程30mA、内阻r2约为30Ω电压表V1：量程10V，内阻约10kΩ电压表V2：量程3V，内阻约3kΩ　滑动变阻器R：0～10Ω干电源E：电动势为E=3.0V，内阻r约0.1Ω电键及导线若干①请设计一个最合理的电路原理图，画在规定方框内（如图2），要求电压能从零调节．②写出Rx的计算公式Rx=　　　　　　；说明公式中各物理量的意义：　　　　　　．　　三、解答题（共44分）14．（10分）（2022秋•高唐县校级期中）有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量﹣Q，C不带电，将A、B固定，相距r，A、B间的相互作用力为7N；然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，求A、B两球间的相互作用力变为多少？　-17-\n15．（10分）（2022•云南二模）如图所示，直流电源的路端电压U=182V，金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近．它们分别和滑动变阻器上的触点a、b、c、d连接．滑动变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1：2：3．孔O1正对B和E，孔O2正对D和G．边缘F、H正对．一个电子以初速度v0=4×106m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O1和O2后，从H点离开电场．金属板间的距离L1=2cm，L2=4cm，L3=6cm．电子质量me=9.1×10﹣31kg，电荷量e=1.6×10﹣19C．正对两平行板间可视为匀强电场，不计电子重力，求：（1）各正对两板间的电场强度大小．（2）电子离开H点时的动能．（3）四块金属板的总长度（AB+CD+EF+GH）．　16．（12分）（2022秋•高唐县校级期中）2022年9月9日，深圳国际小电机及制造技术与应用展览会在深圳会展中心举办．展览会上演示利用小电动机通过如图所示的电路提升重物，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求重物匀速上升时的速度大小（不计摩擦，g取10m/s2）．　17．（12分）（2022秋•高唐县校级期中）如图a为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）．（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；（2）如图b所示，将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．　　-17-\n2022-2022学年山东省聊城市高唐一中、高唐二中等六校联考高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（共40分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，第8-10题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．一电荷从A点移到零势能位置时，静电力做功5J，则该电荷在A点电势能为（　　）A．0JB．﹣5JC．2.5JD．5J【考点】电势能；电势差与电场强度的关系．【专题】定量思想；推理法；赋值法；电场力与电势的性质专题．【分析】根据电场力做功的多少来确定电势能大小，依据电场力做正功，则电势能降低，从而即可求解．【解答】解：由题意，电荷从A点移到零势能位置时，静电力做功5J，电场力做正功，则电势能是降低的，因零势能位置的电势能为零，则该电荷在A点电势能为5J；故D正确，ABC错误；故选：D．【点评】考查电场力做功与电势能的变化关系，理解做功的正负，与电势能的升高与降低的关系，注意电势能正负号含义．　2．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示．则此电场的电场线分布可能是下图中的（　　）A．B．C．D．【考点】电场线．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）速度﹣﹣时间图象中，图象的斜率表示加速度；（2）电场线分布密集的地方电场强度大，分布稀疏的地方，电场强度小；（3）负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反；（4）对只受电场力作用的带电微粒，电场力越大，加速度越大，也就是电场强度越大，加速度越大．根据这几个知识进行分析．【解答】解：由v﹣t图象可知，微粒的速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，由F=qE知，场强增大，电场线越来越密．电场力方向与其运动方向相反，电场力向左，所以电场线方向向右．故A正确，BCD错误．故选：A．-17-\n【点评】本题考查了速度﹣﹣时间图象的应用和电场线的相关知识，要明确斜率的含义，要能根据图象判断物体的运动情况，进而分析受力情况．能根据电场线的分布判断电场强度的大小．　3．电鳗鱼捕食放电如能利用，既环保又好玩．如图所示，电鳗鱼的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度（可看成匀强电场）达到104N/C时可击昏敌害，身长60cm的电鳗，在击昏敌害放电时产生的瞬间电压可达（　　）A．1.7×104VB．1.7×106VC．6×103VD．6×105V【考点】电势差．【专题】信息给予题；定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题．【分析】根据匀强电场的电场强度公式E=求出放电时产生的瞬间电压．【解答】解：由匀强电场的电场强度公式E=得：U=Ed=104×0.6V=6000V，故C正确，ABD错误．故选：C．【点评】解决本题的关键掌握匀强电场的电场强度公式E=，知道该公式只适用于匀强电场的计算．　4．如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速率为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（　　）A．vqB．C．qvSD．【考点】电流、电压概念．【专题】恒定电流专题．【分析】棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，则每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，由电流的定义式I=求解等效电流．【解答】解：棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，每秒内通过横截面的电量Q=q•v，根据电流的定义式I=，t=1s，得到等效电流为I=qv．-17-\n故选：A【点评】本题关键是建立物理模型，利用电流的定义式进行求解电流．　5．2022年7月3日，全球最大太阳能飞机“阳光动力”2号凭借机翼上成排的太阳能电池板连续飞行118小时抵达夏威夷．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%．单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流．则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（　　）A．0.24JB．0.25JC．0.26JD．0.28J【考点】电功、电功率．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题．【分析】由欧姆定律即可求得电流，由电功公式W=UIt可求得太阳能电池吸收的光能，由光电转换效率可求得太阳光的能量．【解答】解：电阳能电池每秒产生的电能为：W=UIt=0.6V×0.1A×1s=0.06J；则照到太阳能电池上的光能为：W光===0.25J；故选：B【点评】本题考查用物理学在一些新科技的应用，这类题型出现较多，不但能很好的考查知识，而且可以激发我们学习物理的动力．　6．为维护消费者权益，某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：电线直径明显比说明书上标有的直径要小，引起这种电线不符合规格的主要原因是（　　）A．电线的长度引起电阻偏大B．电线的横截面积引起电阻偏大C．电线的材料引起电阻偏大D．电线的温度引起电阻偏大【考点】电阻定律．【专题】定性思想；控制变量法；恒定电流专题．【分析】根据影响电阻大小的因素来判断．即影响电阻大小的因素共有：材料、长度、横截面积、温度．【解答】解：在实际输电中长度、材料及温度可以看作是不变的；故当导体的长度、材料、温度不变时，横截面积越小，电阻越大．本题中的条件即为直径小，截面积大；故导致电阻偏大．故选：B．【点评】本题考查影响电阻大小有关因素的掌握情况，注意探究电阻大小时，用控制变量法进行分析．　-17-\n7．2022年8月28日，美国6位科学家模拟太空旅行，将在“火星”待1年．他们的目标是：为人类在火星生活做准备．假设火星是一个均匀带负电的球体．将一带负电的粉尘置于该星球表面高h处，粉尘恰好处于悬浮状态．现将同样的带电粉尘带到距星球表面2h处无初速度释放，则此带电粉尘将（　　）A．向星球地心方向下落B．被推向太空，远离星球C．仍在那里悬浮D．沿星球自转的线速度方向飞出【考点】共点力平衡的条件及其应用；电场强度．【专题】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】带负电的粉尘恰能悬浮，是因为重力与电场力大小相等，方向相反．由公式可得：它们除与各自质量、电量有关系外，还与两者的中心间距有关，当改变间距时，质量与电量没变，结合万有引力定律个库仑定律即可正确解答．【解答】解：将带电粉尘置于该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态．知万有引力与静电力平衡，宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h高处，由于库仑力与万有引力，都是与距离的平方成反比，受力平衡与高度无关，仍然处于悬浮状态．故选：C【点评】库仑力和万有引力二力平衡，并且库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，所以小球的平衡状态与高度无关，这是解本题的关键．　8．如图击剑比赛中，甲的剑击中乙的导电服，乙头顶上的指示灯就会亮；乙的剑击中甲的导电服，甲头顶上的指示灯就会亮．这里剑相当于“开关”，选项中能反映上述比赛原理的电路图是（　　）A．B．C．D．【考点】闭合电路的欧姆定律．【专题】比较思想；控制变量法；恒定电流专题．-17-\n【分析】当甲的剑击中乙的导电服，乙头顶上的指示灯就会亮，乙灯的电路接通，乙的剑击中甲的导电服，甲头顶上的指示灯就会亮．甲灯的电路接通，两个电路互不干扰，应为并联．【解答】解：因为甲和乙的指示灯能单独工作，并且互不影响，所以甲、乙指示灯应并联，根据题图知，B图中，甲方的开关控制乙方指示灯，乙方的开关控制甲方指示灯，符合要求，故B正确．故选：B【点评】解决本题的关键要明确串联和并联电路的特点，知道并联电路相互独立、互不影响．　9．2022年南京国际科学仪器及实验室装备展览会开展，如图所示为参览的电容式话筒的原理示意图．薄片A和B为两金属板极，E为电源，R为电阻，王亚平授课对着话筒说话时，A振动而B可视为不动，在A向左运动，A、B间距离增大过程中（　　）A．AB构成的电容器的电容减小B．A上电荷量保持不变C．C点的电势比D点的高D．D点的电势比C点的高【考点】法拉第电磁感应定律．【专题】定性思想；推理法；方程法；电容器专题．【分析】在A、B间距增大过程中，电容发生变化，而电容直接与电源相连，电容两端间的电压不变，从而可判断出电量的变化及电流的流向，再次可比较出电势的高低．【解答】解：A、电容式话筒与电源串联，电压保持不变．在A、B间距增大过程中，根据电容决定式C=得电容减小，故A正确；B、又根据电容定义式C=得电容器所带电量减小，故B错误；CD、电容器的放电电流通过R的方向由C到D，所以C点的电势比D点的高．故C正确，D错误．故选：AC．【点评】解决电容器的动态分析问题，抓住不变量，若电容始终与电源相连，两端间的电压不变；若电容器与电源断开，则电容器所带的电量不变．　10．如图是一火警报警器的电路示意图．其中R3为高分子材料制成的热敏电阻，其阻值随着温度的升高而增大．值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，P点接地．当R3处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U和Q点电势的变化情况是（　　）-17-\nA．I变大，U变小B．I变大，U变大C．Q点电势升高D．Q点电势不变【考点】闭合电路的欧姆定律；传感器在生产、生活中的应用．【专题】恒定电流专题．【分析】当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据欧姆定律分析干路电流与路端电压的变化．报警器两端的电压U等于路端电压．根据干路电流的变化，分析并联电路电压的变化．当并联电路的电压增大时，电流表的读数也增大．【解答】解：A、B、当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压变大，即报警器两端的电压U变大．传感器R3与电阻R2并联部分的电压U并=E﹣I（r+R1），I减小，U并变大，电流表的读数变大．故A错误，B正确；C、D、当传感器R3所在处出现火情时，R3的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，故电阻R1两端电压减小；由于UR1=φP﹣φQ，p点接地，电势为零，故φQ=﹣UR1；故Q点电势升高，故C正确，D错误；故选：BC．【点评】本题为电路的动态变化分析问题，一般由题意明确电阻的变化，再按“局部到整体，再到局部”的思路分析．　二、非选择题（共16分）11．如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这只定值电阻的阻值为　6　Ω．现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是　50　W．【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．【专题】实验题．【分析】（1）根据图线a的纵轴域，求出电池的电动势，再根据欧姆定律求出定值电阻的阻值．（2）当外电阻等于电源的内阻时，输出功率最大，由功率公式进行求解最大输出功率．【解答】解：（1）由图线a知：蓄电池组的电动势为：E=20V根据图线a的斜率大小等于蓄电池组的内阻，可知：图线a的横轴截距为：I短==10A根据数学知识知这只定值电阻接在该电池组上时电路中电流为：I=2.5A，-17-\n电压为：U=15V故这只定值电阻的阻值为：R==Ω=6Ω当外电阻等于电源的内阻时，输出功率最大，则有输出功率的最大值为：Pm==W=50W故答案为：6；50【点评】定值电阻的伏安特性曲线斜率等于电阻．对于电源的输出功率可以运用数学知识求极值理解记忆．　12．现有器材：理想电流表一个，两个定值电阻R1、R2，单刀单掷开关两个，导线若干，要求利用这些器材较精确地测量一节干电池的电动势（电动势约1.5V）．（1）在虚线方框内画出实验电路图；（2）用已知量和测得量表示待测电动势的数学表达式E=　　．【考点】测定电源的电动势和内阻．【专题】实验题；定性思想；实验分析法；恒定电流专题．【分析】根据由于干电池电动势和内阻两个物理量未知，需要根据闭合电路欧姆定律列出两个方程，运用开关S1、S2，分别闭合可以解决，根据闭合电路欧姆定律列出两个方程求解干电池的电动势．【解答】解：（1）由于干电池电动势和内阻两个物理量未知，所以需要根据闭合电路欧姆定律列出两个方程，运用开关S1、S2，分别闭合可以解决，如图：（2）根据闭合电路欧姆定律，列出两个方程，即：E=I1（R1+r），E=I2（R1+R2+r）解得：E=故答案为：（1）如图；（2）．-17-\n【点评】知道电路中两个开关可以得出两次测量的数据．根据闭合电路欧姆定律来求电源的电动势．　13．某同学在实验室要测某一未知电阻的阻值．（1）他先用多用电表测其阻值，它将选择开关打到“×1”挡，然后　进行欧姆调零　，再将该元件接到两表笔之间，指针偏转如图1所示，则所测阻值为　6　Ω．（2）该同学用伏安法设计了一实验精确测量该元件电阻的电路．准备了以下实验器材：待测电阻Rx电流表A1：量程0.6A、内阻r1为0.5Ω电流表A2：量程30mA、内阻r2约为30Ω电压表V1：量程10V，内阻约10kΩ电压表V2：量程3V，内阻约3kΩ　滑动变阻器R：0～10Ω干电源E：电动势为E=3.0V，内阻r约0.1Ω电键及导线若干①请设计一个最合理的电路原理图，画在规定方框内（如图2），要求电压能从零调节．②写出Rx的计算公式Rx=　　；说明公式中各物理量的意义：　U为电压表示数，I为电流表示数　．【考点】伏安法测电阻．【专题】实验题；定量思想；图析法；恒定电流专题．【分析】（1）用欧姆表测电阻，选择挡位后要进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；（2）①根据题意确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法，然后作出电路图；②根据实验电路，应用欧姆定律求出电阻的表达式．【解答】解：（1）选择开关打到“×1”挡，然后进行欧姆调零，由图示表盘可知，所测电阻阻值为：6×1=6Ω；（2）①电源电动势为3V，电压表应选择V2，电路最大电流约为：I===0.5A，电流表应选择A1；题目要求电压能从零开始调节，则滑动变阻器应采用分压接法；待测电阻阻值约为6Ω，电流表内阻为0.5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，电路图如图所示：-17-\n②待测电阻阻值：Rx=，U为电压表示数，I为电流表示数；故答案为：（1）进行欧姆调零；6；（2）①如图所示；②；U为电压表示数，I为电流表示数．【点评】本题考查了欧姆表的使用注意事项与欧姆表读数，设计实验电路、求电阻阻值；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图的关键；伏安法测电阻时，如果待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值、如果电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法．　三、解答题（共44分）14．（10分）（2022秋•高唐县校级期中）有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量﹣Q，C不带电，将A、B固定，相距r，A、B间的相互作用力为7N；然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，求A、B两球间的相互作用力变为多少？【考点】库仑定律．【专题】定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题．【分析】理解库仑定律的内容．知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．【解答】解：带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．将A、B固定起来，然后让C球反复与A、B球接触，最后移走C，所以A、B、C最终带电量q==2Q原来A、B间的相互吸引力的大小是F=后来A、B间的相互吸引力的大小是F′=所以=，那么A、B两球间的相互作用力变为F′==4N答：则A、B两球间的相互作用力变为4N．【点评】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题．　15．（10分）（2022•云南二模）如图所示，直流电源的路端电压U=182V，金属板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近．它们分别和滑动变阻器上的触点a、b、c、d连接．滑动变阻器上ab、bc、cd段电阻之比为1：2：3．孔O1正对B和E，孔O2-17-\n正对D和G．边缘F、H正对．一个电子以初速度v0=4×106m/s沿AB方向从A点进入电场，恰好穿过孔O1和O2后，从H点离开电场．金属板间的距离L1=2cm，L2=4cm，L3=6cm．电子质量me=9.1×10﹣31kg，电荷量e=1.6×10﹣19C．正对两平行板间可视为匀强电场，不计电子重力，求：（1）各正对两板间的电场强度大小．（2）电子离开H点时的动能．（3）四块金属板的总长度（AB+CD+EF+GH）．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】（1）各个板间的电压之和即为电源的电压，极板间电压之比等于ab、bc、cd段电阻之比，且每个极板间均为匀强电场；（2）应用动能定理解决电子离开H点时的动能的求解；（3）由水平方向的匀速直线运动，分别求解分运动位移，依据几何关系得到极板总长度和水平位移之和的关系为位移之和为金属板总长度的2倍．【解答】解：（1）三对正对极板间电压之比U1：U2：U3=Rab：Rbc：Rcd=1：2：3，板间距离之比L1：L2：L3=1：2：3故三个电场场强相等E==1516.67N/C；（2）根据动能定理eU=mv2﹣mv02电子离开H点时动能Ek=mv02+eU=3.64×10﹣17J；（3）由于板间场强相等，则电子在垂直于极板方向，受电场力不变，加速度恒定．可知电子做类平抛运动，故有：L1+L2+L3=×x=v0t消去t，解得：x=0.12m．极板总长：AB+CD+EF+GH=2x=0.24m．答：（1）各正对两板间的电场强度大小1516.67N/C（2）电子离开H点时的动能3.64×10﹣17J（3）四块金属板的总长度0.24m【点评】极板间电场为匀强电场，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，往往应用运动分解观点求解，注意极板总长度与水平方向分位移的关系．-17-\n　16．（12分）（2022秋•高唐县校级期中）2022年9月9日，深圳国际小电机及制造技术与应用展览会在深圳会展中心举办．展览会上演示利用小电动机通过如图所示的电路提升重物，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，求重物匀速上升时的速度大小（不计摩擦，g取10m/s2）．【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．【专题】计算题；信息给予题；定量思想；推理法；恒定电流专题．【分析】根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压．电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和，根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小．【解答】解：（1）由题，电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，当将重物固定时，电压表的示数为5V，则根据闭合电路欧姆定律得电路中电流为：I==A=1A；电动机的电阻为：RM==Ω=2Ω当重物匀速上升时，电压表的示数为：U=5.5V，电路中电流为：I′==0.5A电动机两端的电压为：UM=E﹣I′（R+r）=6﹣0.5×（3+1）V=4V根据能量转化和守恒定律得：UMI′=mgv+I′2R代入数据解得：v=1.5m/s答：重物匀速上升时的速度大小为1.5m/s．【点评】本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用．对于电动机电路，不转动时，是纯电阻电路，欧姆定律成立；当电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立．　17．（12分）（2022秋•高唐县校级期中）如图a为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题（不计电流表和电池的内阻）．（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；（2）如图b所示，将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．-17-\n【考点】闭合电路的欧姆定律；电功、电功率；串联电路和并联电路．【专题】恒定电流专题．【分析】（1）三个电灯串联后，每只电灯的电压为4V，再由甲图读出电灯的工作电流，由公式R=求出电阻．（2）根据闭合电路欧姆定律，得到电灯的实际电压与电流的关系式，在甲图上作出图象，此图象与电灯的伏安特性曲线的交点，表示电灯实际工作状态，读出交点的电压和电流，求出电灯的实际功率．【解答】解：（1）把三个这样的电灯串联后，每只灯泡的实际电压为V=4V，再在图a上可以查到每只电灯加上4V实际电压时的工作电流为I=0.4A，则此时每只电灯的实际电阻R==Ω=10Ω．（2）在题b图中的混联电路中，设每只电灯加上的实际电压和实际电流分别为U和I．在这个闭合电路中，有E=U+2IR0代入数据并整理得，U=8﹣20I这是一个直线方程，把该直线在题a图上画出，如图所示．这两条曲线的交点为U=2V、I=0.3A，同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值IA=2I=0.6A．每只灯泡的实际功率P=UI=2×0.3=0.6W答：（1）若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，流过灯泡的电流为0.4A，每个灯泡的电阻为10Ω；（2）如图乙所示，将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，通过电流表的电流值是0.6A，每个灯的实际功率为0.6W．【点评】此题电灯是非线性元件，电阻R=．本题的技巧是应用数学方法，通过作图求解电灯的电流．　-17-