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下列所給是“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中可供選擇的實驗儀器：

序號	器材	規格	序號	器材	規格
1	小燈泡L	標有“4.0V，0.4A”字樣	5	滑動變阻器R1	最大阻值10Ω，額定電流1.0A
2	電壓表V	量程0-5V；內阻5kΩ	6	滑動變阻器R2	最大阻值1kΩ，額定電流0.5A
3	電流表A1	量程0-100mA；內阻4Ω	7	直流電源E	電壓6V
4	電流表A2	量程0-500mA；內阻0.4Ω	8	導線、電鍵K等

（1）滑動變阻器應選    ；
（2）在線框內畫出實驗電路圖．    （并標出所選器材的符號）
（3）如圖所示為某同學根據正確的實驗電路圖所測的幾組數據畫出的I-U圖象．圖象是一條曲線而不是直線的原因是：    ；從圖象中可求得小燈泡正常發光時的電阻是    Ω．

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在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，要供選擇的實驗儀器如下：

器材	規格	器材	規格
小電珠	標有“3.8V， 0．3A”字樣	滑動變阻 器R1	最大阻值10Ω， 額定電流1.0A
電壓表V	量程0～5V， 內阻5kΩ	滑動變阻 器R2	最大阻值1kΩ， 額定電流0.5A
電流表A1	量程0～100mA， 內阻4Ω	直流電源E	電動勢約為6V， 內阻約為0.5Ω
電流表A2	量程0～500mA， 內阻0.4Ω	導線、電鍵等

(1)在上述器材中，滑動變阻器應選________；電流表應選________．
(2)在圖中用筆畫線代替導線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路．

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在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中，要供選擇的實驗儀器如下：

器材	規格	器材	規格
小電珠	標有“3.8V， 0．3A”字樣	滑動變阻 器R1	最大阻值10Ω， 額定電流1.0A
電壓表V	量程0～5V， 內阻5kΩ	滑動變阻 器R2	最大阻值1kΩ， 額定電流0.5A
電流表A1	量程0～100mA， 內阻4Ω	直流電源E	電動勢約為6V， 內阻約為0.5Ω
電流表A2	量程0～500mA， 內阻0.4Ω	導線、電鍵等

(1)在上述器材中，滑動變阻器應選________；電流表應選________．
(2)在圖中用筆畫線代替導線，把實驗儀器連接成完整的實驗電路．

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在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下小燈泡L，“3 8V，0.3A”．
電壓表V，量程0-5V，內阻5kΩ
電流表A₁，量程O一100mA，內阻4Ω
電流表A₂，量程0-500mA，內阻0 4Ω
滑動變阻器R₁最大阻值10Ω，額定電流1.0A
滑動變阻器R₂，最大阻值5Ω，額定電流0.5A
直流電源E，電動勢約為6V，內阻約為0.5Ω
導線、電鍵等
（1）在上述器材中，滑動變阻器應選

 

；電流表應選

 

．（填元件的物理符號）
（2）在虛線框內畫出實驗的電路圖，并在圖中注明各元件的符號．
（3）某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數據在，I-U坐標系中，描繪出了如圖甲所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據此圖給出的信息，可以判斷圖乙中正確的是

 

（圖中P為小燈泡的功率）

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一、本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項是正確的，有的小題有多個選項是正確的。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。

題 號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答 案

CD

AC

D

AB

C

BD

AD

BC

ABC

BC

二、本題共3小題，共14分。

11.（1）左；  （2分）   （2）大  （2分）

12.（1）小于；  （2分）  （2）9.4  （2分）

13.（1）R₁；  （2分）  （2）見答圖1；（2分）
（3）BD  （2分）

三、本題共7小題，共56分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。

14.（7分）

解：（1）金屬桿剛進入磁場切割磁感線產生的電動勢E=Blv，…………………（1分）

根據閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流大小I= =0.5A…………………（2分）

（2）M、N兩端電壓為路端電壓，則U_MN=IR=0.4V…………………………………(2分)

（3）每秒鐘重力勢能轉化為電能E=（R+r）t =0.25J…………………………（2分）

15.（7分）

解：（1）帶電粒子勻速通過場區時受到的電場力與洛侖茲力平衡，qE=qv₀B，解得磁感應強度……………………………………………………………………（2分）

（2）電子通過電場區偏轉的距離……………………………………（2分）

（3）設粒子運動到下極板時的動能大小為E_k，根據動能定理

    q?2E?d = E_k-………………………………………………………………（1分）

解得E_k =………………………………………………………………………（2分）

16．（8分）

解：（1）油滴速度為時所受阻力=k,

油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有=mg……………………………………（1分）

…………………………………………………………………………（1分）

則…………………………………………………………………………（2分）

（2）設油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場力F_電，

油滴向上勻速運動時，阻力向下，油滴受力平衡，………………（2分）

則油滴所帶電荷量 ………………………………………………（2分）

17.（8分）

解：（1）在0～0.3s時間內感應電動勢……………（1分）

在0.3～0.5s時間內感應電動勢………………………（1分）

（2）在0～0.3s時間內………（1分）

在0.3～0.5s時間內…………（1分）

i-t圖象如答圖2所示。………………（1分）

（3）在0～0.3s時間內，圓環中產生的熱量……（1分）

在0.3～0.5s時間內，圓環中產生的熱量  ……（1分）在0～10s內圓環中產生的熱量Q=20(Q₁+Q₂)=9.42×10^-2J…………………………（1分）

說明：其他解法正確也得分，數值計算問題不重復扣分。

18.（8分）

解：（1）電子打到熒光屏上時速度的大小等于它飛出加速電場的速度大小，設為v,由動能定理………（1分）

解得……………………………………（2分）

（2）當磁感應強度為峰值B₀時，電子束有最大偏轉，在熒光屏上打在Q點，。電子運動軌跡如答圖3所示，設此時的偏轉角度為θ，由幾何關系可知，

，……………………………（1分）

根據幾何關系，電子束在磁場中運動路徑所對圓心角α=θ，而…………………（1分）

由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得evB₀=mv²/R………………………………………（1分）

解得…………………………………………………………………………（2分）

19.（9分）

解：（1）電場力F_電與洛侖茲力f_洛大小之比……………………（2分）

（2）電場力與場強方向相同，洛侖茲力與磁感應強度方向（即場強方向）垂直，帶電質點受電場力和洛侖茲力的合力與重力平衡，故磁場和電場方向與yOz平面平行，與-y方向成53°斜向下，方向如答圖4所示。

(qE)²+(qv₀B)²=(mg)²……………………………（1分）

解得q=2.0×10^-5C……………………………………（2分）

（3）撤去磁場后，帶電質點在沿x軸方向上做勻速直線運動，經過時間t=0.20s,沿x軸方向上的位移x=v₀t=20m………………………………………………………………（1分）

帶電質點受恒定合力，其大小等于洛侖茲力，方向與洛侖茲力方向相反。由幾何關系可知質點受合力方向與+y方向成37°斜向下。

質點的加速度，

位移s在y軸方向的分量y=scos37°=9.6cm，………………………………………（1分）

在z軸方向的分量z=-ssin37°=－7.2cm。………………………………………………（1分）

所以，經過時間t=0.2s帶電質點的位置為（20m，9.6cm，－7.2cm）……………（1分）

20.（9分）

解：(1)磁流體發電機電動勢E=Bdv ……………………………………………………(1分)

用左手定則判斷出正離子向N板偏轉，因此N板的電勢高…………………………(1分)

(2)兩板間海水的電阻，回路中的電流……………………………(1分)

磁場對管道內海水的作用力F_磁=BId

解得F_磁=……………………………………………………………………… (1分)

方向與v方向相反(水平向東) ……………………………………………………………(1分)

(3)在t時間內管道中海水移動的距離為s=vt …………………………………………(1分)

在t時間內克服摩擦阻力的功W₁=kvs，克服磁場力做功W₂=F_磁s ………………(1分)

在t時間內磁流體發電機消耗的總機械能E=W₁+W₂=……… (2分)