2019届高考物理二轮复习专项突破训练：电学图像问题 Word版含解析.pdf

电学图像问题电学图像问题 1(多选)(2018·全国卷)如图 1(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线 框R，R在PQ的右侧导线PQ中通有正弦交流电i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P 为电流正方向导线框R中的感应电动势( ) 来源:学科网 ZXXK 图 1 A在t 时为零 T 4 B在t 时改变方向 T 2 C在t 时最大，且沿顺时针方向 T 2 D在tT时最大，且沿顺时针方向 2 电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比 在测电源电动势 和内电阻的实验中得到的实验图线如图 2 所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为 图线上的两点， 相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为( ) 图 2 A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 2 3 1 3 1 3 2 3 1 2 1 2 3 4 1 4 3(多选)有一变化的匀强磁场垂直如图 3 甲所示的线圈平面，若规定磁场垂直线圈平 面向里为磁感应强度的正方向， 电流从a经R流向b为电流的正方向， 现在已知R中的感应 电流I随时间t变化的图象如图乙所示，那么垂直穿过线圈平面的磁场可能是下列图中的 ( ) 图 3 4一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为x轴， 起始点O为坐标原点， 其电势能Ep与位移x的关系如图 4 所示， 下列图象中合理的是( ) 图 4 5(多选)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图 5 所示一质 量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向 运动则下列说法正确的是( ) 图 5 A该粒子带正电荷 B空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的 C该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的 D该粒子运动到x0点的速度是 q0 2m 6(多选)沿着电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x 的变化规律如图 6 所示，坐标原点O、x1、x2和x3分别与x轴上的O、A、B、C四点相对应， 相邻两点间距相等一个带正电的粒子从O点附近由静止释放，运动到A点处的动能为Ek， 仅考虑电场力作用则( ) 图 6 A从O点到C点，电势一直降低 B粒子先做变加速运动，后做匀减速运动 C粒子运动到C点时动能大于 1.5Ek D粒子在OA段的电势能减少量小于在AB段的电势能减少量 7(多选)某条直线电场线上有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为 坐标原点， 沿电场强度方向建立x轴， 该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图 7 所 示一个带电荷量为q的粒子，从O点由静止释放，仅考虑电场力作用则( ) 图 7 A若O点的电势为零，则A点的电势为E 0d 2 B粒子A到B做匀速直线运动 C粒子运动到B点时动能为来源:学科网 ZXXK 3E0qd 2 D粒子在OA段电势能变化量大于BC段电势能变化量 8如图 8 所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状 与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿 过磁场区域， 规定线框中感应电流逆时针方向为正方向， 其感应电流i 随位移x变化的图象 正确的是( ) 图 8 来源:学科网 ZXXK 9(多选)如图 9 所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面 向外，一正方形金属线框质量为m，电阻为R，边长为L，从虚线处进入磁场时开始计时， 在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻 线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率 的瞬时值为P，通过导线横截面的电荷量为q，其中Pt和qt图象均为抛物线，则这些 量随时间变化的图象正确的是( ) 图 9 10 某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线， 并研究小灯泡在不同电压下的实际功 率，实验电路如图 10 所示： 图 10 (1)实验闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应在_端(填“a”或“b”) (2)实验中闭合开关，把滑片P向另一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读 数且读数几乎不变，则电路中出现故障的元件可能是_(填“A”或“B”) A小灯泡 B滑动变阻器 (3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图 11 甲所示， 可判定在图乙中 小灯泡的功率P与加在两端电压的平方U2的图象正确的是_(选填 “1” “2” 或 “3” ) 图 11 (4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端， 已知电源的电动势E3 V、 内阻r2 ，则此时每个小灯泡的实际功率为_(结果保留两位小数) 11某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计 了如图 12甲所示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，R0是阻值为 1.0 的定值电阻， 实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应的PN长度x， 绘制了UI图线如图乙所示 图 12 (1)由图乙求得电池的电动势E_V，内阻r_. (2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_(选填“大于”“等于”或“小 于”)其真实值 (3)根据实验数据可绘出图象，如图丙所示图象斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求 得电阻丝的电阻率_，电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”) 影响 参考答案参考答案 1.答案 AC 2.答案 A来源:学#科#网 Z#X#X#K 3.答案 AB 4.答案 D 解析 粒子仅受电场力作用， 做初速度为零的加速直线运动， 电场力做功等于电势能的 减小量，故：F，Epx图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小， | Ep x| 根据E ，故电场强度也逐渐减小，A 错误 ； 根据动能定理，有 ：F·xEk，故Ek F q x图线上某点切线的斜率表示电场力，由于电场力逐渐减小，与 B 图矛盾，B 错误 ； 按照 C 图， 速度随着位移均匀增加， 根据公式v2v2ax， 匀变速直线运动的v2x图象是直线， 2 0 题图vx图象是直线，相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要 的时间逐渐减小，故加速度逐渐增加，而电场力减小导致加速度减小，故矛盾，C 错误； 粒子做加速度减小的加速运动，D 正确 5.答案 AC 解析 沿电场线方向电势降低， 由题图可知电场方向沿x轴正方向 带电粒子仅在电场 力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，受力方向与电场方向一致，带电粒子带正电，A 正 确；沿x正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，B 错误；沿x轴正方向运动，电场力做正 功，电势能减小，C 正确；根据动能定理q0mv2，v，D 错误 1 2 2q0 m 6.答案 ACD 解析 由O点到C点，沿电场方向，电势一直降低，A 正确 ； 电场强度大小一直在变化， 电场力也就在不断变化，带正电的粒子的加速度在不断变化，是变加速运动，B 错误；由题 图可知，OB段的平均电场强度 q EEE 1 2 E ·2xEk，粒子从B到C，由动能定理得：WEkCEk，解得：EkCWEk1.5Ek，故 C 1 2 正确；由题图可知OA段的平均电场力小于AB的平均电场力，则OA段电场力做的功小于AB 段电场力做的功，故粒子在OA段电势能减少量小于AB段的电势能减少量，D 正确 7.答案 CD来源:Zxxk.Com 解析 根据电压与电场强度的关系UEd，可知Ex图象与x轴围成的面积表示电势 差， 取O点电势为零， 由粒子从O到A的电势差为UOAE0d， 又UOAOA， 解得 ：A 1 2 E0d，故 A 错误；由题图可知，A、B之间是匀强电场，因为粒子从O到A的速度不断增加， 1 2 故粒子从A到B做匀加速直线运动，故 B 错误 ； 由题图可知，O、B之间的电势差为UOBE0dE0d 1 2 E0d， 根据动能定理得 ：qUOBEkB0， 得EkBE0qd， 故 C 正确 ； 由题图可知，OA段Ex图象 3 2 3 2 与x轴围成的面积大于BC段的面积，即UOAUBC，根据WqU，可知OA段电场力做功多， 故OA段电势能变化量大于BC段电势能变化量，故 D 正确 8.答案 B 解析 线框从题图所示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域， 根据楞次定律知回路中产 生逆时针方向的电流， 并且电流随着有效切割长度的增加而增大， 当两个图形完全重合时电 流达到最大值， 当线框继续向右运动时穿过线框的磁通量开始减小， 由楞次定律知此过程电 流方向为顺时针，且随着有效切割长度的减小而减小，故 B 正确 9.答案 CD 解析 线框切割磁感线， 运动速度vat， 产生感应电动势EBLv， 所以产生感应电流i ， 故 A 错误 ； 对线框受力分析， 由牛顿第二定律得FF安ma，F安BLi， BLv R BLat R B2L2at R 解得：Fma，故 B 错误；由功率表达式Pi2R，P与t是二次函数， B2L2at R BLat2 R 图象为抛物线，故 C 正确；由电荷量表达式，则有q，q与t是二次函数，图象 BL·1 2at 2 R 为抛物线，故 D 正确 10.答案 (1)a (2)B (3)3 (4)0.44 W(0.42 W0.46 W 均可) 解析 (1)此电路是分压电路， 滑动变阻器的aP部分与小灯泡并联， 开始时应使小灯泡 两端电压最小，故滑片应置于a端； (2)电流表与电压表均有明显读数，说明灯泡所在电路正常，滑动中示数几乎不变，说 明滑动变阻器没有起到应有的作用，故可能存在故障的是滑动变阻器，故选 B； (3)由P，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度升高，电阻增大，P随U2的变化 U2 R 变缓，故图线为 3； (4)灯泡两端的电压为U，流过每个灯泡的电流为I，则EU2Ir，得U34I，画出 电源的UI图线如图 交点坐标U2.20 V，I0.20 A，所以小灯泡消耗的电功率为：PUI0.44 W. 11.答案 (1)1.49 0.45 (2)小于 (3)kS 没有 解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知：UEI(rR0)，则可知，题图乙中的图象与纵 轴的交点表示电动势，故E1.49 V；图象的斜率表示内电阻，则rR0 1.491.2 0.20 1.45 ，解得：r1.45 1.0 0.45 ； (2)由题图甲可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流 作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的UI图象如 图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值， (3)根据欧姆定律可知，电阻R ，则可知k，解得 ：kS，若考虑电表内 U I x S S 阻，图象的斜率不变，所以电表内阻对电阻率的测量没有影响