4.在如图1所示的闭合电路中，当滑片P向左移动时，则(　)

图1

A．电流表示数变大，电压表示数变大

B．电流表示数变小，电压表示数变大

C．电流表示数变大，电压表示数变小

D．电流表示数变小，电压表示数变小

答案　C

解析　滑片P向左移动，电阻R接入电路的电阻变小，则总电阻R_总也变小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知，回路中电流变大，则电流表的示数变大，电压表两端电压U＝E－I(R₀＋r)变小，故选项C正确．

3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定，车门关紧时输入信号为“1”，未关紧时输入信号为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是(　)

A．“与”门　　　　　　　　　　　 B．“或”门

C．“非”门　 　　　　　　　　　 D．“与非”门

答案　A

解析　根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门．

2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(　)

A．0.24 J　 B．0.25 J

C．0.26 J　 D．0.28 J

答案　C

解析　根据W＝UIt可得每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，设太阳能每秒照射的能量为Q，则由能的转化和守恒定律得Q×23%＝W，所以Q＝0.26 J.

一、单项选择题

1．两个小灯泡，分别标有“1 A　4 W”和“2 A　1 W”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为(　)

A．2∶1　 B．16∶1　 C．4∶1　 D．1∶16

答案　B

解析　由P＝I²R知：R＝，所以R₁∶R₂＝∶＝16∶1.

16. (14分)如图15所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场．现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子(重力不计)从坐标原点O以速度大小v₀射入磁场，其入射方向与x轴的正方向成30°角．当粒子第一次进入电场后，运动到电场中P点处时，方向与x轴正方向相同，P点坐标为[(2＋1)L，L]．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

图15

(1)粒子运动到P点时速度的大小v；

(2)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B；

(3)粒子从O点运动到P点所用的时间t.

答案　(1)v₀　(2)　(3)

解析　(1)粒子运动轨迹如图所示，OQ段为圆弧，QP段为抛物线，粒子在Q点时的速度大小为v₀ ，根据对称性可知，方向与x轴正方向成30°角，可得：

v＝v₀cos 30°

解得：v＝v₀

(2)在粒子从Q运动到P的过程中，由动能定理得

－qEL＝mv²－mv

解得E＝

水平方向的位移为x_QP＝v₀t₁

竖直方向的位移为y＝v₀sin 30°t₁＝L

可得x_QP＝2L，OQ＝x_OP－x_QP＝L

由OQ＝2Rsin 30°，故粒子在OQ段圆周运动的半径R＝L

qv₀B＝m

解得B＝

(3)粒子从O点运动到Q点所用的时间为

t₁＝×＝

设粒子从Q到P所用时间为t₂，在竖直方向上有t₂＝＝

则粒子从O点运动到P点所用的时间为t＝t₁＋t₂＝

15. (12分)如图14所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab在导轨上的长度L＝0.2 m(与导轨宽度相同)，电阻R＝1.0 Ω.导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6 V　3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：

图14

(1)通过导体棒ab的电流的大小和方向．

(2)导体棒ab的运动速度．

答案　(1)1 A　方向由b→a　(2)70 m/s　方向向下

解析　(1)每个小灯泡中的电流为I₁＝ ＝0.5 A，则导体棒ab中的电流为I＝2I₁＝1 A．方向为b→a.

(2)导体棒ab产生的感应电动势

E＝U₁＋IR＝(6＋1×1.0)V＝7 V

由E＝BLv，知导体棒ab的运动速度v＝＝70 m/s，方向向下．

14. (10分)如图13所示，光滑的平行导轨间距为L，倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中其余电阻不计，将质量为m、电阻为R的导体棒由静止释放，求：

图13

(1)释放瞬间导体棒所受安培力的大小和方向；

(2)导体棒在释放瞬间的加速度．

答案　(1)　水平向右　(2)gsin θ－

解析　(1)导体棒中电流I＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①

导体棒所受安培力F＝BIL　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②

由①②得 F＝

根据左手定则，安培力方向水平向右

(2)由牛顿第二定律得：mgsin θ－Fcos θ＝ma

解得：a＝gsin θ－

三、计算题

13．(8分)如图12所示，电源的电动势是6 V，内阻是0.5 Ω，小电动机M的线圈电阻为0.5 Ω，限流电阻R₀为3 Ω，若理想电压表的示数为3 V，试求：

图12

(1)电源的功率和电源的输出功率；

(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．

答案　(1)6 W　5.5 W　(2)2.5 W　2 W

解析　(1)I＝IR₀＝＝1 A；电源的功率P_E＝IE＝6 W；内电路消耗的功率P_r＝I²r＝0.5 W；

电源的输出功率P_出＝P_E－P_r＝5.5 W.

(2)电动机分压U_M＝E－Ir－UR₀＝2.5 V；电动机消耗的功率P_M＝IU_M＝2.5 W；热功率P_热＝I²r_M＝0.5 W；电动机输出的机械功率P_机＝P_M－P_热＝2 W.

1.(2)A　(3)254　增大

12．(8分)如图10甲为某同学描绘额定电压为3.8 V的小灯泡伏安特性曲线的实验电路图．

(1)根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整；

(2)开关闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于________端(选填“A”、“B”或“AB中间”)；

图10

(3)实验中测出8组对应的数据(见下表)：

则测得小灯泡的额定功率为________ W．请在图11给出的坐标中，描点作出I—U图线．由图可知，随着电流的增大，小灯泡的电阻________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．

图11

答案　(1)如图所示