2009年高考测定电源电动势、电感、带电粒子、机械能守恒预测

湖北枝江市一中  陈宏  443200

1．测定电源电动势的设计性实验仍是高考的重点

【预测试题1】某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：

A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻约为2Ω）

B．电压表V₁（0～2V，内阻R_V1 =4000Ω）

C．电压表V₂（0～2V，内阻R_V2 约为3500Ω）

D．电流表A（0～3A，内阻0.1Ω）

E．电阻箱R₁（0～9999Ω）

F．滑动变阻器R₂（0～200Ω，lA）

G．电键和导线若干

该小组根据以上实验器材设计了如图所示的电路来测量电源的电动势和内阻．

（1）请你根据实验电路补充完整主要的实验步骤：

a．闭合电键            ，记下V₁的读数U₁，

b．闭合电键       ，断开电键         ，

记下                            ．

（2）请你根据以上步骤记录的物理量和已知的物理量写出该干电池的电动势和内阻的表达式：

E =              ．   r =             ．

（3）在现有器材的条件下，请你选择合适的实验器材，并设计出另一种测量干电池电动势和内阻的方案，在下边方框中画出实验电路图．

（4）如果要求用图象法处理你设计的实验的数据，并能根据图象较直观地求出电动势和内阻，则较适合的函数表达式是                      ．请你在下边虚框中画出此表达式对应的大致图象．

【答案】（1）  a．S₁和S₂， b．S₁ （1分），S₂ ，V₁的读数和V₂的读数

 （2），

（3）电路图如图所示

（4）下列两种情况答出任意一种给满分

 （2分）  对应的图象如图 或者 对应的图象如图

2．根据电路进行实物联线和根据实物联线画电路是09年高考的热点

【预测试题2】图1为用伏安法测量一个直流毫安表A内阻的实验 所需的器材实物图，器材规格如下：

A．定值保护电阻R₀（约50Ω）.

B．待测直流毫安表A（量程0～10mA，内阻约100Ω）.

C．直流电压表（量程0～2V，内阻约5KΩ）.

D．直流电源（输出电压4V，内阻可不计）.

E．滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，允许最大电流1A）.

F．电健一个，导线若干条.

（1）根据器材的规格和实验要求，画出测量电路原理图。

（2）根据你画的测量电路原理图在本题的实物图上连线。

【解析】（1）测量电路如图2所示。

 （2） 实物图上连线如图3所示。

3．电磁感应有新招！

近几年关于电磁感应的创新试题不断出现，高考创新命题思路已经成为高考热点。创新点之一：在运动磁场中的电磁感应；创新点之二：在非均匀磁场中的电磁感应；创新点之三：可变回路电阻的电磁感应。

【预测试题3】如图所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨，O是它们的交点且接触良好。两导轨处在同一水平面内，并置于有理想边界的匀强磁场中（图中经过O点的虚线即为磁场的左边界）。质量为m的导体棒ab与导轨始终保持良好接触，并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v₀向左匀速运动。已知在导体棒运动的过程中，弹簧始终处于弹性限度内。磁感应强度大小为B，方向如图。当导体棒运动到O点时，弹簧恰好处于原长，导轨和导体棒单位长度的电阻均为r，已知弹簧的弹力与形变量成正比，即F＝kx，k为弹簧的劲度系数）求：

（1）导体棒ab第一次经过O点前，通过它的电流大小；

（2）弹簧的劲度系数k；

（3）从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中，导体棒ab中产生的热量。

解析：（1）设ab棒在导轨之间的长度为l，根据法拉第电磁感应定律可得：

由欧姆定律得： 

（2）设O点到ab棒距离为x，则ab棒的有效长度l' =2xtan30°=  

因为ab棒做匀速运动，根据平衡条件可得：

解得： 

（3）裸导线最终只能静止于O点，故其动能全部转化为焦耳热，即             

因为导轨与ab构成等腰三角形，三边电阻总是相等的，所以三边产生的热量总是相等的。即有

4．带电粒子在复合场中的运动问题，是经久不衰的高考热点！

【预测试题4】如图所示，粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）。粒子从O₁孔漂进一个水平方向的加速电场（初速不计），再经小孔O₂进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B₁，方向如图。虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度大小为B₂。一块折成直角的硬质塑料片abc（不带电，宽度、厚度都很小可以忽略不计）放置在PQ、MN之间，截面图如图，a、c两点分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿图中虚线O₂O₃的延长线进入PQ、MN之间的区域。（1）求加速电压U₁；（2）假设粒子与硬质塑料板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？（3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s分别是多少？

解析：（1）粒子在正交场中做匀速运动，电场力和洛伦兹力平衡，因此。

根据动能定理得：，解得

（2）粒子碰到ab板反射后，将以大小为v₀的速度垂直于磁场方向运动，在洛伦兹力作用下在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab板的下部。

（3）设粒子做圆周运动的周期T，由和，得；粒子在磁场中共碰到2次板，做圆周运动所需经历的时间为；粒子进入磁场中，在水平方向的总位移s=L，经历时间为，因此粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t=t₁+t₂=。粒子做圆周运动的半径为，因此总路程。

5．机械能守恒与绳联问题综合是近几年高考的新热点！

能量与动量的综合问题是历年的高考重点，也是中学师生都很重视的问题!机械能守恒与绳联问题综合是近几年高考的新热点！

【预测试题5】如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A。半径R＝0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响，g取10m/s²。现给小球A一个水平向右的恒力F＝55N。求：

  （1）把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功；

  （2）小球B运动到C处时的速度大小；

  （3）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等。

解析：（1）小球B运动到P点正下方过程中的位移为

（m）

得：W_F=Fx_A=22J

（2）由动能定理得：，代入数据得：v=4m/s

（3）当绳与圆环相切时两球的速度相等。=0.225m