高中物理电学实验试题

如图，竖直平面内放着两根间距L = 1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N，两板间接一阻值R= 2Ω的电阻，N板上有一小孔Q，在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B₀= 1T的有界匀强磁场，N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B₁=3T和B₂=2T。有一质量M = 0.2kg、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动，当金属棒达最大速度时，在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷的正离子，经电场加速后，以v =200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力，忽略电流产生的磁场，取g=。求：

（1）金属棒达最大速度时，电阻R两端电压U；
（2）电动机的输出功率P；
（3）离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板，Q点距分界线高h等于多少。

某同学对某种抽水泵中的电磁泵模型进行了研究。如图电磁泵是一个长方体，ab边长为L₁，左右两侧面是边长为L₂的正方形，在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ，泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，不计水在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为g。则

A．泵体上表面应接电源正极

B．电源提供的电功率为U^2L1/ρ

C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水

D．在t时间内抽取水的质量为m，这部分水离开泵时的动能为

【原创】如图，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P点和N、Q点间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡，在两导轨间efhg矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B₀，且磁场区域可以移动。一电阻也为R、质量为m、长度也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯L₁足够远。现让ab从静止开始向右做匀加速直线运动，当棒ab刚进入磁场如果保持拉力不变，进入磁场后ab棒刚好匀速运动，同时两灯恰好正常工作，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。

（1）求ab棒刚开始运动时到磁场右边界的距离；
（2）求ab棒刚开始运动时到磁场右边界这个过程中拉力F做的功；
（3）若取走导体棒ab，保持磁场不移动（仍在efhg矩形区域），而是均匀改变磁感应强度，为保证两灯都不会烧坏且有电流通过，试求磁感应强度增大到2B₀的最短时间t_min。

某同学对某种抽水泵中的电磁泵模型进行了研究。如图电磁泵是一个长方体，ab边长为L₁，左右两侧面是边长为L₂的正方形，在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ，泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上，理想电流表示数为I，若电磁泵和水面高度差为h，不计水在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为g。则

A．泵体上表面应接电源正极

B．电源提供的电功率为U^2L1/ρ

C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水

D．在t时间内抽取水的质量为m，这部分水离开泵时的动能为

物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系，也确定了单位间的关系。对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。下面是同学们在研究平行板电容器充电后储存的能量E_C与哪些量有关的过程中得出的一些结论，式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位)、k为静电力常量。请你分析下面给出的关于E_C的表达式可能正确的是
   

如图，P点的坐标为，Q点的坐标为，平行板电容器AB、CD两带电板平行于x轴，上板带正电，板长为，两板间的距离为，现有一质量为m，电量为+q的带电粒子从P点以初速度大小垂直于y轴射入第一象限，欲使这个粒子从Q点射出，且有最大的偏转角，需将电容器平移至第一象限的适当位置，不计粒子的重力，求

（1）粒子从P点运动到Q点的时间；
（2）电容器平移至第一象限后上板左端A点的坐标位置（忽略板的厚度）
（3）电容器两板的电压U值为多少？

如图所示，一段长方体金属导电材料，厚度为a、高度为b、长度为l，内有带电量为e的自由电子。该导电材料放在垂直于前后表面的匀强磁场中，内部磁感应强度为B。当有大小为I的稳恒电流垂直于磁场方向通过导电材料时，在导电材料的上下表面间产生一个恒定的电势差U。求解以下问题：

（1）分析并比较上下表面电势的高低；
（2）该导电材料单位体积内的自由电子数量n。
（3）经典物理学认为金属导体中恒定电场形成稳恒电流，而金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞。设某种金属中单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m，带电量为e，自由电子连续两次碰撞的时间间隔的平均值为t。试这种金属的电阻率。

正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中，板长为l，板间距为d，在距离板的右端 2l 处有一竖直放置的光屏 M。D为理想二极管（即正向电阻为0，反向电阻无穷大），R为滑动变阻器，R₀为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合电键S，让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v₀射入板间，质点未碰极板，最后垂直打在 M屏上。在保持电键S闭合的情况下，下列分析或结论正确的是(    )

A．质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相同

B．板间电场强度大小为

C．若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点依然会垂直打在光屏上

D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该质点从N点以水平速度v0射入板间，质点依然会垂直打在光屏上

在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该电表的电路原理图.其中选用的电流表满偏电流I_g="10" mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表.该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度不均勻且对应数据没有标出，C为中间刻度.若指针

（1）若指针在图乙所示位置，选择开关接1时，其读数为______;选择开关接3时，其读数为______
（2）为了测选择开关接2时欧姆表的内阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到 了一个电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R₁的阻值使电表指针满偏；
②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指中间刻度位置C处，此时电阻箱的示数如图丙，则C处刻度应为______Ω.
③计算得到表内电池的电动势为______V.(保留两位有效数字）
(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为______Ω.(保留两位有效数字）

如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m，两板间距离 d =" 0.4" cm，有一束相同微粒组成的带正电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10^-6kg，电量q = 1×10^-8 C，电容器电容为C =10^-6 F。求：（g=10m/s²）

（1）为使第一个粒子能落在下板中点，则微粒入射速度v₀应为多少？
（2）以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？

AB两地间铺有通讯电缆，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成，通常称为双线电缆。电缆长为L，每一条电缆的电阻为R.某次事故中不小心损坏了电缆，电缆的损坏有两种可能情况：绝缘层轻微受损，导致两导线间漏电，简称漏电故障（相当于在该处的两导线间接有一个电阻）；绝缘层严重破坏，导致两导线直接短路，称之为短路故障。设导线间只有一处绝缘层破损。为判断破损处是哪种情况，在AB两端均处开路的前提下做了以下工作：
（1）在A地两端间接一恒压电源U，在B地两端间接理想电压表，测出电压表示数为U_B ，在B地两端间接同一电源，在A地两端间接理想电压表，测出电压表示数为U_A .若U_A = U_B =0，是什么故障类型？若U_A ≠0，U_B ≠0，是什么故障类型？
（2）在A地两端间接欧姆表测出电阻为R_A，在B地两端间接欧姆表测出电阻为R_B。
若R_A+R_B ="2R" ，请判断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。
若R_A+R_B >2R ，请判断故障类型，并求出故障处与A、B端的距离之比。

伏安法可以测纯电阻，也可以测非纯电阻电学元件的输入电压和电流，从而求出其输入功率。用如图（A）所示的电路可以测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的电功率。
（1）下面的实物连接图就是测直流电动机的输入功率的实物连接图，请根据实物连接图在虚线框内画出实验电路图；（直流电动机的符号用表示）

（2）实验中保持电动机两端电压U恒为6V，重物每次上升时选取匀速上升阶段，测量其上升的高度h和时间t，h每次均为1.5m，所测物理量及测量结果部分数值（空缺表格部分的数据隐去）如下表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电动机的电流(I/A)	0.2	0.4	0.6	0.8	2.5	2.5
提重物重力Mg/N	0.8	2.0	4.0	6.0	6.5	7.0
重物上升时间(t/s)	1.4	1.7	2.3	2.7	电机不转	电机不转

从实验数据中，可以根据某些数据计算出电动机线圈的内阻，其阻值为________Ω。
（3）电动机效率η等于输出的机械功率与输入的电功率的比值，请推导出电动机效率η的表达式为η=_________（用题目中的符号表示）；现在用前4次实验数据（包括空缺表格部分隐去的数据）做出Mg/I—t的图象，如图所示，请由图象给出的数据求出电动机的平均效率        ℅。（结果保留三位有效数字）

一电流计并联一个分流电阻后就改装成一个电流表，当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时，发现标准表读数为1A时，而改装表的读数为1.1A，稍微偏大些，为了使它的读数准确，应

A．在原分流电阻上再并联一个较大的电阻	B．在原分流电阻上再串联一个较小的电阻
C．在原分流电阻上再串联一个较大的电阻	D．在原分流电阻上再并联一个较小的电阻

用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A₁、A₂，若把A₁、A₂分别采用串联或并联的方式接入电路，如图（a）、（b）所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是（ ）

A．图（a）中的A1、A2的示数相同	B．图（a）中的A1、A2的指针偏角相同
C．图（b）中的A1、A2的示数和偏角都不同	D．图（b）中的A1、A2的指针偏角相同

某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈、薄的金属圆片．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀(约为2 kΩ)，二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V (量程4 V，电阻R_V约为4.0 kΩ)，
B．电流表A₁(量程100 mA，电阻R_A1约为5 Ω)，
C．电流表A₂(量程4 mA，电阻R_A2约为50 Ω)，
D．滑动变阻器R₁(0～20 Ω，额定电流1 A)，
E．开关S一只、导线若干，
F．游标卡尺，
G．螺旋测微器。
（1）为了测定电阻的阻值，某小组的四位成员各自设计了如图所示的电路原理图，并选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），则电路设计正确且器材选取也妥当的是（   ）

（2）为了测锂电池的电动势和内阻，请在下面的方框甲中画出实验原理图，并在图中标明所选用器材.

（3）某小组根据测得的数据，画出了U－I图线，如图乙所示，根据图线，可求得：该锂电池的电动势U＝    V，内阻r＝    Ω.
（4）某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度。读出图中的示数。该游标卡尺示数为     cm。螺旋测微器示数为     mm.