物理-江苏省2018学年高中三维专题二轮复习江苏专版专题检测：电学综合练2(解析版)

电学综合练2一、选择题(第1～3题为单项选择题，第4～5题为多项选择题)1.如图所示是一款避雷针原理演示器，上下金属板之间用绝缘材料固定，尖端电极和球形电极与下金属板连接，给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压，当电压逐渐升高时( )A ．尖端电极先放电B ．球形电极先放电C ．两电极同时放电D ．两电极都不放电【解析】：选A 由题图可知，两电极一个为尖头、一个为圆头，当上下金属板接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故可以观察到尖端电极先放电，这种放电现象叫做尖端放电，故A 正确，B 、C 、D 错误。

2.如图所示是“二分频”音箱内部电路，来自前级电路的电信号，被电容和电感组成的分频电路分成高频成分和低频成分，分别送到高、低音扬声器，下列说法正确的是( )A ．C 1让低频成分通过B ．L 2让高频成分通过C ．扬声器BL 1是低音扬声器D ．扬声器BL 2是低音扬声器【解析】：选D C 1的作用是阻碍低频成分通过BL 1扬声器，故A 错误；L 2的作用是阻碍高频成分通过BL 2扬声器，是让低频成分通过，故B 错误；高频和低频成分通入该电路，由于线圈通低频、阻高频，电容通高频、阻低频，所以低频成分通过BL 2扬声器，高频成分通过BL 1扬声器，所以BL 2扬声器是低音扬声器，故C 错误，D 正确。

3.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M 、N 两小孔中，O 为M 、N 连线的中点，连线上a 、b 两点关于O 点对称。

导线中均通有大小相等、方向向上的电流。

已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B ＝KIr ，式中K 是常数、I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。

一带正电小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点。

关于上述过程，下列说法正确的是( )A ．小球先做加速运动后做减速运动B ．小球先做减速运动后做加速运动C ．小球对桌面的压力一直在增大D ．小球对桌面的压力先减小后增大【解析】：选C 根据右手定则可知，小球从a 点出发沿连线运动到b 点，直线M 处的磁场方向垂直于MN 向里，直线N 处的磁场方向垂直于MN 向外，所以合磁场大小先减小，过O 点后反向增大，而方向先向里，过O 点后方向向外，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始时方向向上，大小在减小，过O 点后洛伦兹力的方向向下，大小在增大。

由此可知，小球在速度方向上不受力的作用，则将做匀速直线运动，而小球对桌面的压力一直在增大，故A 、B 、D 错误，C 正确。

4.如图所示，电源内阻较大，当开关S 闭合、滑动变阻器滑片P 位于某位置时，水平放置的平行板电容器C 间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L 也能正常发光，现将滑动变阻器的滑片P 由原位置向a 端滑动，则( )A ．灯泡L 将变暗，电源效率将增大B ．液滴带正电，将向下做加速运动C ．电源的路端电压增大，输出功率也增大D ．滑片P 滑动瞬间，液滴电势能将减小【解析】：选AD 将滑片P 由原位置向a 端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡L 消耗的功率减小，则灯泡L 将变暗；外电路总电阻增大，路端电压增大，则电源的效率为η＝UI EI ×100%＝U E ×100%，U 增大，则知η增大，故A 正确；液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电。

路端电压增大，故电容器板间电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动，故B 错误；由于电源的内电阻与外电阻关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故C 错误；因电容器两端的电压增大，故液滴所在位置相对于下极板的电势差增大，因下极板接地，故液滴所在位置的电势减小，因液滴带正电，故液滴电势能将减小，故D 正确。

5.带正电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正方向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示，其中O ～x 2段是关于直线x ＝x 1对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是( )A ．x 1处电场强度最小，但不为零B ．x 2～x 3段电场强度大小恒定，方向沿x 轴负方向C ．粒子在O ～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动D ．在O 、x 1、x 2、x 3处电势φO 、φ1、φ2、φ3的关系为φ3＞φ2＝φO ＞φ1【解析】：选BD 根据电势能与电势的关系：E p ＝qφ，场强与电势的关系：E ＝ΔφΔx，得：E ＝1q ·ΔE pΔx，由数学知识可知E p x 图像切线的斜率等于ΔE pΔx，x 1处切线的斜率为零，则x 1处电场强度为零，因此x 1处电场强度最小，且为零，故A 错误；x 2～x 3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，带正电的粒子电势能在增大，则电场力做负功，电场力沿x 轴负方向，电场场强方向沿x 轴负方向，故B 正确；由题图可知在O ～x 1段图像切线的斜率不断减小，则场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动；x 1～x 2段图像切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动；x 2～x 3段图像斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子做匀变速直线运动，故C 错误；根据电势能与电势的关系：E p ＝qφ，粒子带正电，q ＞0，根据正电荷的电势能越大，粒子所在处的电势越高，可知φ1＜φ2＜φ3；由于O 和x 2处粒子的电势能相等，则φ2＝φO ，可得φ3＞φ2＝φO ＞φ1，故D 正确。

二、非选择题6．热敏电阻包括正温度系数电阻(PTC)和负温度系数电阻(NTC)，正温度系数电阻的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻的电阻随温度的升高而减小，某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻R x 的导电特性。

A ．电流表A 1(满偏电流10 mA ，内阻r 1为10 Ω)B ．电流表A 2(量程0.6 A ，内阻r 2为0.5 Ω)C ．滑动变阻器R 1(最大阻值10 Ω)D ．滑动变阻器R 2(最大阻值500 Ω)E ．定值电阻R 3(阻值1 490 Ω)F ．定值电阻R 4(阻值140 Ω)G ．电源E (电动势15 V ，内阻不计)H．开关与导线若干(1)实验采用的电路图如图1所示，则滑动变阻器选________，定值电阻R选________(填仪器前的字母序号)。

(2)该小组分别测出某个热敏电阻的I1I2图像如图2所示，请分析说明该曲线对应的热敏电阻是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻。

(3)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9 V，内阻10 Ω的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值为________Ω(结果保留三位有效数字)。

解析：(1)由题图1知滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的C；定值电阻R与电流表串联充当电压表使用，故应选择阻值较大的E。

(2)由题图2所示图线可知，随电压(由电流表A1示数代表)增大，电流增大，电阻实际功率增大，温度升高，电压与电流比值增大，电阻阻值增大，即随温度升高，电阻阻值增大，该电阻是正温度系数(PTC)热敏电阻。

(3)根据改装原理可知，加在电阻两端的电压U＝I1(r1＋R3)＝1 500I1；则在题图2中作出所接的电源的伏安特性曲线如图中倾斜直线所示。

由图可知，对应的电流I1＝6.5 mA，I2＝0.25A，则由欧姆定律可知：R＝1 500×6.5×10－30.25Ω＝39 Ω。

【答案】：(1)C E(2)PTC(3)397．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。

浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，上下运动的速度v＝0.4πsin πt m/s，且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R＝15 Ω的灯泡相连；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中阴影部分)，其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数N＝200，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B＝0.2 T，线圈直径D＝0.4 m，电阻r＝1 Ω，计算时取π2的值为10。

(1)求线圈中产生感应电动势的最大值E m；(2)求灯泡工作时消耗的电功率P；(3)若此灯塔的发电效率为90%，求3min内海浪提供给发电灯塔的能量。

【解析】：(1)线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势最大值为：E m＝NBlv max，其中：l＝πD，联立得：E m＝πNBDv max＝π×200×0.2×0.4×0.4π V＝64 V。

(2)电动势的有效值为：E＝E m2＝642V＝32 2 V，根据闭合电路欧姆定律有：I＝ER＋r，得：I＝32215＋1A＝2 2 A，通过灯泡电流的有效值为：I＝2 2 A，则灯泡的电功率为：P＝I2R＝(22)2×15 W＝120 W。

(3)此灯塔的发电效率为90%，根据能量守恒定律，有：90%E总＝UIt灯泡两端电压的有效值为：U＝IR＝22×15 V＝30 2 V，解得：E总＝UIt90%＝302×22×1800.9J＝2.4×104 J。

答案：(1)64 V(2)120 W(3)2.4×104 J8．如图所示，在xOy直角坐标平面内－0.05 m≤x＜0的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.4 T，0≤x≤0.08 m的区域有沿x轴负方向的匀强电场。

在x轴上坐标为(－0.05 m,0)的S点有一粒子源，它一次能沿纸面同时向磁场内每个方向发射一个比荷qm＝5×107 C/kg，速率v0＝2×106m/s的带正电粒子。

若粒子源只发射一次，其中只有一个粒子Z恰能到达电场的右边界，不计粒子的重力和粒子间的相互作用(结果可保留根号)。

求：(1)粒子在磁场中运动的半径R ；(2)第一次经过y 轴的所有粒子中，位置最高的粒子P 的坐标； (3)电场强度E 。

【解析】：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有qv 0B ＝m v 02R可得R ＝mv 0qB ＝2×1065×107×0.4m ＝0.1 m 。

(2)设在y 轴上位置最高的粒子P 的运动轨迹恰与y 轴相切于N 点，如图所示，由几何关系知，N 点到x 轴的竖直距离L 满足： L 2＋(R －d B )2＝R 2 解得：L ＝320m 即粒子P 的位置坐标为⎝⎛⎭⎫0，320 m 。

(3)用d E 表示电场的宽度，对粒子Z 在电场中运动，由动能定理有： qEd E ＝12mv 02代入数据解得：E ＝5.0×105 N/C 。