1、1电学图像问题1(多选)(2018全国卷)如图 1(a)，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R， R 在 PQ 的右侧导线 PQ 中通有正弦交流电 i， i 的变化如图(b)所示，规定从 Q 到 P为电流正方向导线框 R 中的感应电动势( )图 1A在 t 时为零T4B在 t 时改变方向T2C在 t 时最大，且沿顺时针方向T2D在 t T 时最大，且沿顺时针方向2电源的效率 定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图 2 所示，图中 U 为路端电压， I 为干路电流，a、 b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为 a、 b.
2、由图可知 a、 b的值分别为( )图 2A. 、 B. 、 C. 、 D. 、23 13 13 23 12 12 34 143(多选)有一变化的匀强磁场垂直如图 3 甲所示的线圈平面，若规定磁场垂直线圈平面向里为磁感应强度的正方向，电流从 a 经 R 流向 b 为电流的正方向，现在已知 R 中的感应电流 I 随时间 t 变化的图象如图乙所示，那么垂直穿过线圈平面的磁场可能是下列图中的 ( )2图 34一带电粒子在电场中仅受静电力作用，做初速度为零的直线运动取该直线为 x 轴，起始点 O 为坐标原点，其电势能 Ep与位移 x 的关系如图 4 所示，下列图象中合理的是( )图 45(多选)空间存在
3、平行于 x 轴方向的静电场，其电势 随 x 的分布如图 5 所示一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子从坐标原点 O 由静止开始，仅在电场力作用下沿 x轴正方向运动则下列说法正确的是( )图 5A该粒子带正电 荷B空间存在的静电场场强 E 是沿 x 轴正方向均匀减小的C该粒子从原点 O 运动到 x0过程中电势能是减小的D该粒子运动到 x0点的速度是q 02m6(多选)沿着电场中某条直线电场线方向建立 x 轴，该电场线上各点电场强度 E 随 x3的变化规律如图 6 所示，坐标原点 O、 x1、 x2和 x3分别与 x 轴上的 O、 A、 B、 C 四点相对应，相邻两点间距相等一个带正电的粒子从
4、O 点附近由静止释放，运动到 A 点处的动能为Ek，仅考虑电场力作用则( )图 6A从 O 点到 C 点，电势一直降低B粒子先做变加速 运动，后做匀减速运动C粒子运动到 C 点时动能大于 1.5EkD粒子在 OA 段的电势能减少量小于在 AB 段的电势能减少量7(多选)某条直线电场线上有 O、 A、 B、 C 四个点，相邻两点间距离均为 d，以 O 点为坐标原点，沿电场强度方向建立 x 轴，该电场线上各点电场强度 E 随 x 的变化规律如图7 所示一个带电荷量为 q 的粒子，从 O 点由静止释放，仅考虑电场力作用则( )图 7A若 O 点的电势为零，则 A 点的电势为E0d2B粒子 A 到 B
5、 做匀速直线运动C粒子运动到 B 点时动能为3E0qd2D粒子在 OA 段电势能变化量大于 BC 段电势能变化量8如图 8 所示，等腰直角三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，左边有一形状与磁场边界完全相同的闭合导线框，线框斜边长为 l，线框从图示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，规定线框中感应电流逆时针方向为正方向，其感应电流 i 随位移 x 变化的图象正确的是( )图 849(多选)如图 9 所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为 m，电阻为 R，边长为 L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定
6、加速度 a 进入磁场区域， t1时刻线框全部进入磁场，规 定顺时针方向为感应电流 I 的正方向，外力大小为 F，线框中电功率的瞬时值为 P，通过导线横截面的电荷量为 q，其中 P t 和 q t 图象均为抛物线，则这些量随时间变化的图象正确的是( )图 910某实验小组要探究一小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡在不同电压下的实际功率，实验电路如图 10 所示：图 10(1)实验闭合开关前，滑动变阻器的滑片 P 应在_端(填“ a”或“ b”)(2)实验中闭合开关，把滑片 P 向另一端移动过程中，发现电流表与电压表均有明显读数且读数几乎不变，则电路中出现故障的元件可能是_(填“A”或“B”)5A
7、小灯泡 B滑动变阻器(3)该小组根据实验数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图 11 甲所示，可判定在图乙中小灯泡的功率 P 与加在两端电压的平方 U2的图象正确的是_(选填“1” “2”或“3”)图 11(4)某同学将两个完全相同的这种小灯泡并联接在电源两端，已知电源的电动势 E3 V、内阻 r2 ，则此时每个小灯泡的实际功率为_(结果保留两位小数)11某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图 12 甲所示的电路进行了实验探究，其中 MN 为电阻丝， R0是阻值为 1.0 的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片 P，记录电压表示数 U、电流表示数 I 以及对
8、应的 PN长度 x，绘制了 U I 图线如图乙所示图 12(1)由图乙求得电池的电动势 E_V，内阻 r_ _.(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_(选填“大于” “等于”或“小于”)其真实值(3)根据实验数据可绘出图象，如图丙所示图象斜率为 k，电阻丝横截面积为 S，可求得电阻丝的电阻率 _，电表内阻对电阻率的测量_(选填“有”或“没有”)影响6参考答案1.答案 AC2.答案 A3.答案 AB4.答案 D解析 粒子仅受电场力作用，做初速度为零的加速直线运动，电场力做功等于电势能的减小量，故： F ， Ep x 图象上某点的切线的斜率表示电场力，故电场力逐渐减小，| Ep x|根据
9、E ，故电场强度也逐渐减小，A 错误；根据动能定理，有： F x Ek，故FqEk x 图线上某点切线的斜率表示电场力，由于电场力逐渐减小，与 B 图矛盾，B 错误；按照 C 图，速度随着位移均匀增加，根据公式 v2 v 2 ax，匀变速直线运动的 v2 x 图象是20直线，题图 v x 图象是直线，相同位移速度增加量相等，又是加速运动，故增加相等的速度需要的时 间逐渐减小，故加速度逐渐增加，而电场力减小导致加速度减小，故矛盾，C错误；粒子做加速度减小的加速运动，D 正确5.答案 AC解析 沿电场线方向电势降低，由题图可知电场方向沿 x 轴正方向带电粒子仅在电场力作用下由静止开始沿 x 轴正方
10、向运动，受力方向与电场方向一致，带电粒子带正电，A 正确；沿 x 正方向电势均匀降低，电场为匀强电场，B 错误；沿 x 轴正方向运动，电场力做正功，电势能减小，C 正确；根据动能定理 q 0 mv2， v ，D 错误12 2q 0m6.答案 ACD解析 由 O 点到 C 点，沿电场方向，电势一直降低，A 正确；电场强度大小一直在变化，电场力也就在不断变化，带正电的粒子的加速度在不断变化，是变加速运动，B 错误；由题图可知， OB 段的平均电场强度 q 2x Ek，粒子从 B 到 C，由动能定理得： W EkC Ek，解得：E12E 12EkC W Ek1.5Ek，故 C 正确；由题图可知 OA
11、 段的平均电场力小于 AB 的平均电场力，则OA 段电场力做的功小于 AB 段电场力做的功，故粒子在 OA 段电势能减少量小于 AB 段的电势能减少量，D 正确7.答案 CD解析 根据电压与电场强度的关系 U Ed，可知 E x 图象与 x 轴围成的面积表示电势差，取 O 点电势为零，由粒子从 O 到 A 的电势差为 UOA E0d，又 UOA O A，解得：127 A E0d，故 A 错误；由题图可知， A、 B 之间是匀强电场，因为粒子从 O 到 A 的速度不12断增加，故粒子从 A 到 B 做匀加速直线运动，故 B 错误；由题图可知， O、 B 之间的电势差为 UOB E0d E0d E
12、0d，根据动能定理得： qUOB EkB0，得 EkB E0qd，故 C 正确；由题12 32 32图可知， OA 段 E x 图象与 x 轴围成的面积大于 BC 段的面积，即 UOAUBC，根据 W qU，可知 OA 段电场力做功多，故 OA 段电势能变化量大于 BC 段电势能变化量，故 D 正确8.答案 B解析 线框从题图所示位置开始水平向右匀速穿过磁场区域，根据楞次定律知回路中产生逆时针方向的电流，并且电流随着有效切割长度的增加而增大，当两个图形完全重合时电流达到最大值，当线框继续向右运动时穿过线框的磁通量开始减小，由楞次定律知此过程电流方向为顺时针，且随着有效切割长度的减小而减小，故
13、B 正确9.答案 CD解析 线框切割磁感线，运动速度 v at，产生感应电动势 E BLv，所以产生感应电流 i ，故 A 错误；对线框受力分析，由牛顿第二定律得 F F 安 ma， F 安BLvR BLatR BLi ，解得： F ma ，故 B 错误；由功率表达式 P i2R ， PB2L2atR B2L2atR BLat 2R与 t 是二次函数，图象为抛物线，故 C 正确；由电荷量表达式，则有 q ， q 与BL12at2Rt 是二次函数，图象为抛物线，故 D 正确10.答案 (1) a (2)B (3)3 (4)0.44 W(0.42 W0.46 W 均可)解析 (1)此电路是分压电路
14、，滑动变阻器的 aP 部分与小灯泡并联，开始时应使小灯泡两端电压最小，故滑片应置于 a 端；(2)电流表与电压表均有明显读数，说明灯泡所在电路正常，滑动中示数几乎不变，说明滑动变阻器没有起到应有的作用，故可能存在故障的是滑动变阻器，故选 B；(3)由 P ，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝温度升 高，电阻增大， P 随 U2的变化U2R变缓，故图线为 3；(4)灯泡两端的电压为 U，流过每个灯泡的电流为 I，则 E U2 Ir，得 U34 I，画出电源的 U I 图线如图8交点坐标 U2.20 V， I0.20 A，所以小灯泡消耗的电功率为： P UI0.44 W.11.答案 (1)1.49 0
15、.45 (2)小 于 (3) kS 没有解析 (1)由闭合电路欧姆定律可知： U E I(r R0)，则可知，题图乙中的图象与纵轴的交点表示电动势，故 E1.49 V；图象的斜率表示内电阻，则 r R0 1.49 1.20.201.45 ，解得： r1.45 1.0 0.45 ；(2)由题图甲可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短 路时，电流测量值等于真实值，电源的 U I 图象如图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，(3)根据欧姆定律可知，电阻 R ，则可知 k ，解得： kS，若考虑电表UI xS S内阻，图象的斜率不变，所以电表内阻对电阻率的测量没有影响
