7. 一个强磁体在铜管内沿竖直方向匀速下落(与铜管无接触,且空气阻力可忽略)。下列能正确描述该过程中强磁体物理量变化的图像是(

B
)。答案:7.B
解析:
【分析】
要解决本题,需结合强磁体在铜管内匀速下落的物理过程,分析各物理量的变化规律:
1. 重力势能公式为$E_p=mgh$,磁体匀速下落时,离地高度$h$随时间$t$均匀减小($h=H-vt$,$H$为初始离地高度),因此重力势能随时间线性减小。
2. 强磁体下落时,铜管会产生感应电流,机械能转化为电能,故机械能会减小。
3. 匀速下落时,运动路程随时间均匀增加,路程-时间图像应为倾斜上升的直线。
4. 逐一判断选项:
选项A:横坐标为离地高度$h$,根据$E_p=mgh$,$h$越大$E_p$应越大,但图像显示$h$增大时$E_p$减小,错误。
选项B:横坐标为时间$t$,重力势能随时间线性减小,符合推导结果,正确。
选项C:机械能应随下落减小,图像显示机械能不变,错误。
选项D:匀速下落时路程随时间均匀增加,图像显示路程不变,错误。
【解析】
强磁体在铜管内匀速下落,空气阻力忽略,铜管中产生感应电流,机械能转化为电能,因此机械能减小;重力势能$E_p=mgh$,匀速下落时,离地高度$h$随时间$t$均匀减小($h=H-vt$),代入得$E_p=mg(H-vt)$,即重力势能随时间线性减小。
选项A:$E_p-h$图像中,$h$增大时$E_p$减小,与$E_p=mgh$的规律矛盾,错误。
选项B:$E_p-t$图像为倾斜下降直线,符合重力势能随时间线性减小的规律,正确。
选项C:机械能应减小,图像显示机械能不变,错误。
选项D:匀速下落时,路程随时间均匀增加,图像显示路程不变,错误。
【答案】
B
【知识点】
重力势能、机械能、电磁感应
【点评】
本题结合电磁感应现象分析物理量变化,需掌握重力势能与高度的关系、匀速运动的路程特点及机械能转化规律,是力学与电磁学结合的基础题,考查学生对物理规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合强磁体在铜管内匀速下落的物理过程,分析各物理量的变化规律:
1. 重力势能公式为$E_p=mgh$,磁体匀速下落时,离地高度$h$随时间$t$均匀减小($h=H-vt$,$H$为初始离地高度),因此重力势能随时间线性减小。
2. 强磁体下落时,铜管会产生感应电流,机械能转化为电能,故机械能会减小。
3. 匀速下落时,运动路程随时间均匀增加,路程-时间图像应为倾斜上升的直线。
4. 逐一判断选项:
选项A:横坐标为离地高度$h$,根据$E_p=mgh$,$h$越大$E_p$应越大,但图像显示$h$增大时$E_p$减小,错误。
选项B:横坐标为时间$t$,重力势能随时间线性减小,符合推导结果,正确。
选项C:机械能应随下落减小,图像显示机械能不变,错误。
选项D:匀速下落时路程随时间均匀增加,图像显示路程不变,错误。
【解析】
强磁体在铜管内匀速下落,空气阻力忽略,铜管中产生感应电流,机械能转化为电能,因此机械能减小;重力势能$E_p=mgh$,匀速下落时,离地高度$h$随时间$t$均匀减小($h=H-vt$),代入得$E_p=mg(H-vt)$,即重力势能随时间线性减小。
选项A:$E_p-h$图像中,$h$增大时$E_p$减小,与$E_p=mgh$的规律矛盾,错误。
选项B:$E_p-t$图像为倾斜下降直线,符合重力势能随时间线性减小的规律,正确。
选项C:机械能应减小,图像显示机械能不变,错误。
选项D:匀速下落时,路程随时间均匀增加,图像显示路程不变,错误。
【答案】
B
【知识点】
重力势能、机械能、电磁感应
【点评】
本题结合电磁感应现象分析物理量变化,需掌握重力势能与高度的关系、匀速运动的路程特点及机械能转化规律,是力学与电磁学结合的基础题,考查学生对物理规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
8. 如图所示,小华连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮。用电压表进行测量,得出以下数据:$U_{FA}=U_{FD}=3\ \mathrm{V}$,$U_{AB}=U_{BD}=0$。由此可断定电路发生故障的原因是(

A.开关S接触不良
B.灯泡L灯丝断路
C.灯泡L发生短路
D.电阻R发生短路
C
)。A.开关S接触不良
B.灯泡L灯丝断路
C.灯泡L发生短路
D.电阻R发生短路
答案:8.C
解析:
【分析】首先明确电路为电源、开关S、灯泡L、电阻R串联。闭合开关灯泡不亮,故障为断路或短路。根据电压表测量结果分析:U_FA=3V等于电源电压,说明F到电源正极、A到电源负极通路;U_FD=3V,说明F到电源正极、D到电源负极通路;U_AB=0说明开关S通路;U_BD=0说明B、D间无电压差,结合电路结构逐一排除选项即可。
【解析】电路为串联电路,电流路径:电源正极→F→R→E→D→灯泡L→C→B→开关S→A→电源负极。闭合开关灯不亮,故障为断路或短路:
1. U_FA=3V等于电源电压,说明电源正常,且F与电源正极连通、A与电源负极连通,无断路;
2. U_AB=0,说明A、B间无电压差,开关S通路,排除A选项(开关接触不良);
3. 若灯泡L断路,则D点通过R接电源正极,B点接电源负极,U_BD应等于电源电压3V,与题意U_BD=0矛盾,排除B选项;
4. 若电阻R短路,电路通路,灯泡应发光,与“灯不亮”矛盾,排除D选项;
5. 若灯泡L短路,灯泡两端电压为0(符合U_BD=0),电路中R直接接电源,灯泡因短路不发光,此时U_FA=3V、U_FD=3V均符合测量结果,故故障为灯泡L短路。
【答案】C
【知识点】串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】本题考查串联电路故障的判断,需结合电压表示数分析各点与电源两极的连通情况,通过排除法确定故障,关键是理解电压表有/无示数对应的电路状态。
【难度系数】0.5
【解析】电路为串联电路,电流路径:电源正极→F→R→E→D→灯泡L→C→B→开关S→A→电源负极。闭合开关灯不亮,故障为断路或短路:
1. U_FA=3V等于电源电压,说明电源正常,且F与电源正极连通、A与电源负极连通,无断路;
2. U_AB=0,说明A、B间无电压差,开关S通路,排除A选项(开关接触不良);
3. 若灯泡L断路,则D点通过R接电源正极,B点接电源负极,U_BD应等于电源电压3V,与题意U_BD=0矛盾,排除B选项;
4. 若电阻R短路,电路通路,灯泡应发光,与“灯不亮”矛盾,排除D选项;
5. 若灯泡L短路,灯泡两端电压为0(符合U_BD=0),电路中R直接接电源,灯泡因短路不发光,此时U_FA=3V、U_FD=3V均符合测量结果,故故障为灯泡L短路。
【答案】C
【知识点】串联电路故障分析、电压表的使用
【点评】本题考查串联电路故障的判断,需结合电压表示数分析各点与电源两极的连通情况,通过排除法确定故障,关键是理解电压表有/无示数对应的电路状态。
【难度系数】0.5
9. 如图所示,$R_1>R_2$,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左滑动,电压表$\textcircled{V}_1$示数变化量的绝对值为$\Delta U_1$,电压表$\textcircled{V}_2$示数变化量的绝对值为$\Delta U_2$,滑动变阻器$R$两端电压变化量的绝对值为$\Delta U_3$,下列说法中正确的是(

A.$\textcircled{V}_1$示数变小,$\textcircled{V}_2$示数变大
B.$\textcircled{V}_1$示数变大,$\Delta U_1<\Delta U_2$
C.$\textcircled{V}_2$示数不变,$\Delta U_1=\Delta U_3$
D.$\textcircled{V}_2$示数变大,$\Delta U_1<\Delta U_3$
D
)。A.$\textcircled{V}_1$示数变小,$\textcircled{V}_2$示数变大
B.$\textcircled{V}_1$示数变大,$\Delta U_1<\Delta U_2$
C.$\textcircled{V}_2$示数不变,$\Delta U_1=\Delta U_3$
D.$\textcircled{V}_2$示数变大,$\Delta U_1<\Delta U_3$
答案:9.D
解析:
【分析】首先明确电路连接:$R_1$、$R_2$、滑动变阻器$R$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电阻减小,总电阻变小,电路电流增大。结合欧姆定律和串联电路电压规律,分析各电表示数变化及电压变化量的关系。
【解析】1. 电路与电表测量对象:$R_1$、$R_2$、滑动变阻器$R$串联,$\mathrm{V}_1$测$R_1$电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$电压。
2. 电流变化:滑片左滑,滑动变阻器接入电阻减小,总电阻$R_{\mathrm{总}}$减小,电源电压$U_{\mathrm{总}}$不变,由$I=\frac{U_{\mathrm{总}}}{R_{\mathrm{总}}}$得电路电流$I$增大。
3. 电压表示数变化:定值电阻的电压$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因$I$增大,$R_1$、$R_2$不变,故$U_1$($\mathrm{V}_1$示数)变大,$U_2$($\mathrm{V}_2$示数)变大,排除A、C。
4. 电压变化量关系:$\Delta U_1=\Delta I · R_1$,$\Delta U_2=\Delta I · R_2$,已知$R_1>R_2$,则$\Delta U_1>\Delta U_2$,排除B。
5. 滑动变阻器电压变化量:总电压$U_{\mathrm{总}}=U_1+U_2+U_R$,故$\Delta U_3=|\Delta U_R|=\Delta U_1+\Delta U_2$,因此$\Delta U_1<\Delta U_3$,结合$\mathrm{V}_2$示数变大,D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】本题为串联电路动态分析题,需明确电表测量对象,结合欧姆定律和电压关系推导变化量,是电路分析的基础题型。
【难度系数】0.5
【解析】1. 电路与电表测量对象:$R_1$、$R_2$、滑动变阻器$R$串联,$\mathrm{V}_1$测$R_1$电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$电压。
2. 电流变化:滑片左滑,滑动变阻器接入电阻减小,总电阻$R_{\mathrm{总}}$减小,电源电压$U_{\mathrm{总}}$不变,由$I=\frac{U_{\mathrm{总}}}{R_{\mathrm{总}}}$得电路电流$I$增大。
3. 电压表示数变化:定值电阻的电压$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因$I$增大,$R_1$、$R_2$不变,故$U_1$($\mathrm{V}_1$示数)变大,$U_2$($\mathrm{V}_2$示数)变大,排除A、C。
4. 电压变化量关系:$\Delta U_1=\Delta I · R_1$,$\Delta U_2=\Delta I · R_2$,已知$R_1>R_2$,则$\Delta U_1>\Delta U_2$,排除B。
5. 滑动变阻器电压变化量:总电压$U_{\mathrm{总}}=U_1+U_2+U_R$,故$\Delta U_3=|\Delta U_R|=\Delta U_1+\Delta U_2$,因此$\Delta U_1<\Delta U_3$,结合$\mathrm{V}_2$示数变大,D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】本题为串联电路动态分析题,需明确电表测量对象,结合欧姆定律和电压关系推导变化量,是电路分析的基础题型。
【难度系数】0.5
10. 小华在探究通过导体的电流与其两端电压关系时,根据记录的实验数据作出了如图所示的图像,下列说法中错误的是(

A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1 V的电压时,通过它的电流为0.1 A
D.将A、B两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
B
)。A.通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.导体A的电阻大于导体B的电阻
C.当在导体B的两端加上1 V的电压时,通过它的电流为0.1 A
D.将A、B两导体并联后接到电压为3 V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
答案:10.B
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合I-U图像的特点,利用欧姆定律计算电阻,再逐一分析各选项:首先,过原点的直线表示电流与电压成正比;其次,根据R=U/I计算A、B的电阻;再分析每个选项的描述是否正确,找出错误选项。
【解析】
1. 分析选项A:由图像可知,导体A的I-U图像是过原点的直线,说明通过导体A的电流与其两端电压成正比,A选项正确。
2. 分析选项B:根据欧姆定律R=U/I,取U=3V时,导体A的电流I_A=0.6A,则R_A=3V/0.6A=5Ω;导体B的电流I_B=0.3A,则R_B=3V/0.3A=10Ω,因此R_A < R_B,选项B中“导体A的电阻大于导体B的电阻”的描述错误。
3. 分析选项C:由图像可知,当导体B两端电压为1V时,对应的电流为0.1A,C选项正确。
4. 分析选项D:A、B并联在3V电源上时,两端电压均为3V,由图像得I_A=0.6A,I_B=0.3A,干路电流I=I_A+I_B=0.6A+0.3A=0.9A,D选项正确。
综上,错误的选项是B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律;I-U图像;并联电路电流规律
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的应用,需要学生能从图像中提取有效数据,计算电阻、分析电流,同时掌握并联电路的电流特点,属于基础题型,需细心分析各选项。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合I-U图像的特点,利用欧姆定律计算电阻,再逐一分析各选项:首先,过原点的直线表示电流与电压成正比;其次,根据R=U/I计算A、B的电阻;再分析每个选项的描述是否正确,找出错误选项。
【解析】
1. 分析选项A:由图像可知,导体A的I-U图像是过原点的直线,说明通过导体A的电流与其两端电压成正比,A选项正确。
2. 分析选项B:根据欧姆定律R=U/I,取U=3V时,导体A的电流I_A=0.6A,则R_A=3V/0.6A=5Ω;导体B的电流I_B=0.3A,则R_B=3V/0.3A=10Ω,因此R_A < R_B,选项B中“导体A的电阻大于导体B的电阻”的描述错误。
3. 分析选项C:由图像可知,当导体B两端电压为1V时,对应的电流为0.1A,C选项正确。
4. 分析选项D:A、B并联在3V电源上时,两端电压均为3V,由图像得I_A=0.6A,I_B=0.3A,干路电流I=I_A+I_B=0.6A+0.3A=0.9A,D选项正确。
综上,错误的选项是B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律;I-U图像;并联电路电流规律
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的应用,需要学生能从图像中提取有效数据,计算电阻、分析电流,同时掌握并联电路的电流特点,属于基础题型,需细心分析各选项。
【难度系数】
0.6
11. 小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀电阻丝,每厘米的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可以反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为2 V和0.2 A,由此可知(
A.电阻丝R的总电阻为10 Ω

B.当电压表示数为1.5 V时,物体M向右移动了15 cm
C.当电压表示数为3 V时,物体M向左移动了10 cm
D.此测量仪最大测量距离为30 cm
C
)。A.电阻丝R的总电阻为10 Ω
B.当电压表示数为1.5 V时,物体M向右移动了15 cm
C.当电压表示数为3 V时,物体M向左移动了10 cm
D.此测量仪最大测量距离为30 cm
答案:11.C
解析:
【分析】
首先明确电路结构:电阻丝R全部接入电路,电流表测电路总电流,因此电路总电阻不变,电源电压恒定,故电流I为定值;电压表测量滑片P到电阻丝右端的电阻两端的电压。解题时先根据中点时的电压、电流算出对应电阻,再结合电阻与长度的关系,分析滑片移动时电压变化对应的移动距离,逐一判断选项。
【解析】
1. 计算电路电流与总电阻:
当滑片P在中点时,电压表示数U₁=2V,电流表示数I=0.2A,根据欧姆定律,中点对应的电阻R中=U₁/I=2V/0.2A=10Ω,因此电阻丝总电阻R总=2×R中=20Ω,故选项A(总电阻10Ω)错误。
由于电阻丝全部接入电路,总电阻不变,电源电压不变,所以电路电流始终为I=0.2A,保持恒定。
2. 分析选项B:
当电压表示数U₂=1.5V时,对应电阻R₂=U₂/I=1.5V/0.2A=7.5Ω,对应长度L₂=7.5Ω÷0.5Ω/cm=15cm。中点时P到右端的长度为总长度的一半,总长度L总=R总÷0.5Ω/cm=20Ω÷0.5Ω/cm=40cm,故中点时P到右端长度为20cm。现在L₂=15cm,比20cm小,说明滑片P向右移动了20cm-15cm=5cm,即物体M向右移动5cm,选项B错误。
3. 分析选项C:
当电压表示数U₃=3V时,对应电阻R₃=U₃/I=3V/0.2A=15Ω,对应长度L₃=15Ω÷0.5Ω/cm=30cm。L₃=30cm比中点时P到右端的20cm大,说明滑片P向左移动了30cm-20cm=10cm,即物体M向左移动10cm,选项C正确。
4. 分析选项D:
电阻丝总长度为40cm,滑片在中点时,最大移动距离为总长度的一半(向左最多移20cm到左端,向右最多移20cm到右端),故最大测量距离为20cm,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电阻与长度的关系、动态电路分析
【点评】
本题结合简易电子距离测量仪考查欧姆定律的应用,核心是明确电路中电流恒定,电压表测量的是滑片到一端的电阻电压,需结合电阻与长度的关系分析移动距离,难度适中,需理清各物理量的变化关系。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:电阻丝R全部接入电路,电流表测电路总电流,因此电路总电阻不变,电源电压恒定,故电流I为定值;电压表测量滑片P到电阻丝右端的电阻两端的电压。解题时先根据中点时的电压、电流算出对应电阻,再结合电阻与长度的关系,分析滑片移动时电压变化对应的移动距离,逐一判断选项。
【解析】
1. 计算电路电流与总电阻:
当滑片P在中点时,电压表示数U₁=2V,电流表示数I=0.2A,根据欧姆定律,中点对应的电阻R中=U₁/I=2V/0.2A=10Ω,因此电阻丝总电阻R总=2×R中=20Ω,故选项A(总电阻10Ω)错误。
由于电阻丝全部接入电路,总电阻不变,电源电压不变,所以电路电流始终为I=0.2A,保持恒定。
2. 分析选项B:
当电压表示数U₂=1.5V时,对应电阻R₂=U₂/I=1.5V/0.2A=7.5Ω,对应长度L₂=7.5Ω÷0.5Ω/cm=15cm。中点时P到右端的长度为总长度的一半,总长度L总=R总÷0.5Ω/cm=20Ω÷0.5Ω/cm=40cm,故中点时P到右端长度为20cm。现在L₂=15cm,比20cm小,说明滑片P向右移动了20cm-15cm=5cm,即物体M向右移动5cm,选项B错误。
3. 分析选项C:
当电压表示数U₃=3V时,对应电阻R₃=U₃/I=3V/0.2A=15Ω,对应长度L₃=15Ω÷0.5Ω/cm=30cm。L₃=30cm比中点时P到右端的20cm大,说明滑片P向左移动了30cm-20cm=10cm,即物体M向左移动10cm,选项C正确。
4. 分析选项D:
电阻丝总长度为40cm,滑片在中点时,最大移动距离为总长度的一半(向左最多移20cm到左端,向右最多移20cm到右端),故最大测量距离为20cm,选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电阻与长度的关系、动态电路分析
【点评】
本题结合简易电子距离测量仪考查欧姆定律的应用,核心是明确电路中电流恒定,电压表测量的是滑片到一端的电阻电压,需结合电阻与长度的关系分析移动距离,难度适中,需理清各物理量的变化关系。
【难度系数】
0.5