人教版物理31教师用书第二章恒定电流第三章磁场补充习题及答案.docx
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人教版物理31教师用书第二章恒定电流第三章磁场补充习题及答案
四、补充习题
A组
1．电视机显像管中的电子枪射出的高速电子流也是电荷的定向移动，可以看做电流，若该电流的大小为9.6×10-3A，则每秒钟打到荧光屏上多少个电子?
2．电阻温度计是根据金属导体电阻随温度变化而变化的原理制成的，已知在某金属丝两端加上3V电压，测得金属丝中的电流在10～20mA之间变化，则金属丝的电阻变化范围是多少?
3．某一用直流电动机提升重物的装置，如图2—29所示重物的质量m=50kg，电源电压U=110V。
不计各处的摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，由此可知电动机线圈的电阻R=Ω。
（g=10m/s2）
4．一个内阻是1kΩ的电压表，量程是3V，当它串联一个5kΩ
的分压电阻后组成新的电压表再去测电压，读得原表盘上的示数是2V，则被测电压的实际值是多少？
该电压表的量程是多少？
5．家庭电路中的电能表是用来测量家庭中使用电能的数值的。
它使用的单位叫kW·h（俗称“度”）。
（1）lkW·h等于多少焦耳？
（2）你能用电能表来估测家庭电路里的电流吗?
6．某同学想用实验测定某铝箔的厚度，可以利用的器材有：
米尺、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键和若干导线。
请设计一个测定铝箔膜层厚度的实验方案。
（1）实验中应测定的物理量有哪些?
（2）用符号画出测量电路图。
（3）写出计算膜层厚度的公式。
7．用多用电表测电阻。
（a）如果表的指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至倍率较（填“大”或“小”）的挡位上。
（b）每次换挡后，需重新_____，再进行测量。
8．在图2-30所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向上移动时，电流表、电压表的示数怎样变化?
9．手电简里的两节干电池，用了很久后，小灯泡只能发出微弱的光了。
把这两节干电池取出来，用电压表测量，每一节两端的电压都很接近1.5V，把它装入电子钟里，电子钟能正常工作。
试用闭合电路的欧姆定律来解释这个现象。
10．两实验小组使用相同规格的元件，按图2-31所示的电路进行测量。
他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e间距相同的位置（a、e为滑动变阻器的两个端点），把相应的电流表示数记录在表1、表2中，对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同，经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生了断路。
表1（第一实验组）
P的位置
a
b
c
d
e
电流表示数（A）
0.84
0.48
0.42
0.48
0.84
表2（第二实验组）
P的位置
a
b
c
d
x
e
电流表示数（A）
0.84
0.42
0.28
0.21
0.84
（1）滑动变阻器发生断路的是第实验组，断路发生在滑动变阻器的段。
（2）表2中对应滑片P在X（d、e之间某一点）处的电流表示数的可能值为（）
A．0.16A B．0.26A C．0.36A D．0.46A
B组
1．如图2-32所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，R0=1Ω，直流电动机内阻R0′=1Ω。
当调节滑动变阻器R1=2
时，图甲电路输出功率最大。
调节R2使图乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定功率为6W），则此时R2的阻值和电动机的焦耳热功率P为（）
A．R2=2
B．R2=1.5
C．P=6WD．P=4W
2．如图2-33所示，当滑动变阻器的活动触点P向上滑动时，则（）
A．A灯和B灯均变亮
B．A灯和B灯均变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A灯变暗，B灯变亮
3．如图2-34所示电路，当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图2-35中的AC、BC两直线所示，不考虑电表对电路的影响。
求：
（1）定值电阻R0和变阻器的总电阻；
（2）电源的电动势和内阻。
4．为了测定某迭层电池的电动势（约20～22V）和内电阻（小于2
），需要把一个量程为10V的直流电压表接一个固定电阻（用电阻箱代替），改装量程为30V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：
图2-36
（1）把电压表量程扩大，实验电路如图2-36甲所示，请完成第五步的填空。
第一步：
把滑动变阻器滑动片移至最右端
第二步：
把电阻箱阻值调到0
第三步：
闭合开关
第四步：
把滑动变阻器滑动片调到适应位置，使电压表读数为9V
第五步：
把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为V
第六步：
不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为30V的电压表
（2）上述实验可供选择的器材有：
A．迭层电池（电动势约20～22V，内电阻小于2
）
B．电压表（量程为10V，内阻约10K
）
C．电阻箱（阻值范围0～9999
，额定功率小于10W）
D．电阻箱（阻值范围0～99999
，额定功率小于10W）
E．滑动变阻器（阻值为0～20
，额定电流2A）
F．滑动变阻器（阻值为0～2K
，额定电流0.2A）
电阻箱应选，滑动变阻器应选（用大写字母表示）。
（3）用扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），方法采用伏安法，测量电源电动势E和内电阻
，实验电路如图2-36乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图象如图2-36丙所示。
可知电池的电动势为V，内电阻为
。
5．小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而增大，某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）。
I/A
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U/V
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
（1）在图2-37甲框中画出实验电路图。
可用的器材有：
电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0～10
）、电源、小灯泡、开关、导线若干。
（2）在图2-37乙中画出小灯泡的U—I曲线。
（3）如果有一电池的电动势为1.5V，内阻为2.0
，将本题中的小灯泡接在该电池的两端，则小灯泡的实际功率是多少？
（若需作图可直接画在第
（2）小题的方格图中）
6．小彭同学根据电容的定义式C=
测量某一电容器的电容。
他利用电流传感器测量电容器上充电的电荷量，实验原理如图2-38甲所示，其中电源电动势E=15V，内阻r=2.0
，R=200
，开始时电容器C不带电。
电流传感器与计算机相连，其作用可以观察和描绘电容器充电时电流随时间的变化关系图线。
接通开关S，电源对电容器充电电流随时间的变化关系如图2-38乙所示，则该电容器充电完成时两端的电压为V，用的方法可以知道电容器充电完成时所带的电荷量。
该电容器的电容C=。
7．在图2-39的电路中，各元件值为R1=R2=10
，R3=R4=20
，C=300
F，电源电动势E=6V，内阻不计。
单刀双掷开关S开始时接触点2，求：
（1）当开关S从触点2改接触点1，且电路稳定后，电容C的所带的电荷量；
（2）若再将开关S从触点1改接触点2后，直至电流为0止，通过电阻R1的电荷量。
8．如图2-40所示，A1和A２是两只电阻不同的电流表，V1和V2是两只相同的电压表。
电流表A1的示数是1.4mA，电压表V1和V2的示数分别是0.6V和0.8V，试求：
（1）电流表A2的内阻；
（2）电流表A2示数。
9．如图2-41所示，用开关S1、S2来改变输入端A、B的电势高低，控制电动机M工作。
实验发现，只有当S1、S2同时接通时，电动机才能工作。
则输入端A、B与输出之间是
门逻辑电路。
完成真值表。
参考答案：
A组
1．6×1016
2．R1=
=
=300
，R2=
，金属丝的电阻变化范围是300～150
。
3．4提示：
根据电动机线圈的发热功率P热=I2R来求线圈电阻R。
线圈的发热功率是电动机消耗的电功率与对重物做功功率的差P热=P－P机。
对重物做功功率P机=Fv，由于物体以恒定速度被提升，F=mg。
本题的答案是4
。
4．12V提示：
该电表加3V电压时指针满偏，满偏电流Ig=
，串联5K
的分压电阻后的量程为
V当电表指针指在2V处时，被测电压是12V。
5．
（1）3.6×106J提示：
IKW.h的含义是功率为1KW的用电器在1h内所消耗的电能，也就是1h中所做的电功W1=Pt=1×103×3.6×103J=3.6×106J。
（2）
提示：
家庭电路电压为220V，电能表可以测量电功W，所以电路里的电流I=
，但是电能表的单位是KW.h，做1KW.h的电功一般需要很长时间。
我们可以利用电能表铭牌上的技术数据nr/（KW.h），即电路中消耗1KW.h的电能，电能表铝盘转过n圈。
这样我们可以用秒表或手表测量时间t秒内电能表铝盘转过的圈数N，则时间t秒内电路中的电功W=
W1。
所以，电路中的电流I=
=
。
6．
（1）提示：
铝箔的电阻由它的长度、横截面积和电阻率决定。
铝箔的横截面积为铝箔的宽度和厚度的乘积。
所以实验中应测量：
铝箔两端的电压U和电流I（计算电阻R）、铝箔的宽度r和长度L。
（2）测量电阻的电路图如图2-42所示。
（3）计算铝箔厚度的公式为：
d=
。
7．小，调零
8．电压表示数增大，电流表示数减小。
提示：
当滑动变阻器滑动触点向上移动时，电阻R3变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，电路总电流I减小，所以路端电压U增大，即电压表示数增大。
电流表的示数是滑动变阻器中的电流，由于其电压、电阻都变化，难以判断其电流变化，可根据串、并联电路的特点加以判断
U=U1+U2
I=I1=I2+I3
由于总电流I减小，电阻R1上的电压U1减小，而总电压是增大的，所以电阻R2两端的电压U2增大，R2中的电流I2增大，R3中的电流I3减小，即电流表示数减小。
9．提示：
电池用久了，内阻变大，内电压升高，路端电压减小，小灯泡不能正常发光。
由于电子钟工作电流较小，内电压小，有足够的路端电压使电子钟正常工作。
10．
（1）第二组，de之间提示：
该电路中滑动变阻器aP段和Pe段并联后与电阻R串联接到电源上，aP段和Pe段并联后的电阻随p的滑动而变化，P在中点时，电阻最大，P在两端点时，电阻最小为0。
第一组实验数据反映了这一点。
发生断路的是第二实验组，且第二组的实验数据反映P越向上，电流越小，说明电阻越大ad之间是导通的，断路应该发生在de之间。
（2）D提示：
若x在断点之下，则电流应比在d点时还小（0.168A0.42A）。
所以
（2）中答案应选D。
B组
1．B、D；2．C；3．
（1）R0=3Ω，R=12Ω；
（2）E=8V，r=1Ω。
4．
（1）3 提示：
要使电压表量程扩大3倍，则电阻箱的阻值应为电压表内阻的2倍，电压表读数应为电阻箱两端电压的一半，认为总电压保持9V不变，所以电压表读数为3V；
（2）D，E；（3）21.3，1.8
5．
（1）实验电路如图2-43所示。
（2）小灯泡的U-Ｉ曲线如图2-44所示。
（3）0.28Ｗ
提示：
在方格图中作出电源的伏安特性曲线，为一条倾斜的直线，纵轴的截距为电源的电动势，斜率为电源的内阻，两曲线的交点就代表此电源给该灯泡
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