高二物理题：关于实验电路设计,带电粒子在复合场中的运动的问题

能不能给我提供一些重要实验题，物理选修3-1前两章

解题思路： 从选修3-1前二章的实验内容去归纳整理，主要是电学中的电场、恒定电流的内容。
解题过程：
学习内容（见下面添加的内容）
最终答案： 例1　(2011·安徽·18)图2为示波管的原理图，如果在电极YY′之间所加的电压按图3甲所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图乙所示的规律变化，则在荧光屏上会看到的图形是 (　　) 图2 甲　　　　　　　　　　　乙 图3 解析　由图甲及图乙知，当UY为正时，Y板电势高，电子向Y偏，而此时UX为负，即X′板电势高，电子向X′板偏，所以选B. 答案　B 例2　如图5(a)所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为UAB＝1 125 V，板中央有小孔O和O′.现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间．在B板右侧，平行金属板M、N长L1＝4×10－2 m，板间距离d＝4×10－3 m，在距离M、N右侧边缘L2＝0.1 m处有一荧光屏P，当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过，打在荧光屏上的O″并发出荧光．现给金属板M、N之间加一个如图(b)所示的变化电压u1，在电压变化时，M板电势低于N板．已知电子质量为me＝9.0×10－31 kg，电量为e＝1.6×10－19C. 图5 (1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大？ (2)打在荧光屏上的电子范围是多少？ (3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？ 解析　(1)电子经A、B两块金属板加速，有：UAB＝mv 得v0＝ ＝ m/s＝2×107 m/s (2)电子通过极板的时间为t＝L1/v0＝2×10－9 s，远小于电压变化的周期，故电子通过极板时可认为板间电压不变． 当μ1＝22.5 V时，电子经过M、N极板向下的偏移量最大，为y1＝··2＝××2 m＝2×10－3 m y1<d，说明所有的电子都可以飞出M、N 此时电子射出极板后在竖直方向的速度大小为 vy＝·＝× m/s＝2×106 m/s 电子射出极板MN后到达荧光屏P的时间为： t2＝＝ s＝5×10－9 s 电子射出极板MN后到达荧光屏P的偏移量为 y2＝vyt2＝2×106×5×10－9 m＝0.01 m 电子打在荧光屏P上的总偏移量为： y＝y1＋y2＝0.012 m，方向竖直向下； 打在荧光屏上的电子范围是：从O″竖直向下0～0.012 m. (3)当u1＝22.5 V时，电子飞出电场的动能最大， EK＝m(v＋v)＝×9×10－31[(2×107)2＋(2×106)2]≈1.82×10－16 J. 1．(2013·山东·21(1))图28甲为一游标卡尺的结构示意图，当测量一钢笔帽的内径时，应该用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量；示数如图乙所示，该钢笔帽的内径为________mm. 图28 答案　A　11.30 解析　测量内径时应该用游标卡尺上的内测量爪A.游标卡尺的读数＝主尺上的读数＋游标尺上的读数．本题主尺上读数为11 mm，游标尺上读数为6×0.05 mm＝0.30 mm，故读数为11.30 mm. 2．在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是 (　　) A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 答案　AC 解析　实验中应测量金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它的分流作用很小，应采用电流表外接法，故A、C操作错误． 3．现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下： 标准电流表A1(量程250 mA，内阻r1＝5 Ω)； 电流表A2(量程300 mA，内阻r2约为5 Ω)； 待测电阻R1(阻值约为100 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)； 电源E(电动势约为6 V，内阻r约为1 Ω)； 单刀单掷开关，导线若干． 要求方法简捷，并能测量多组数据，画出实验电路原理图，并标明每个器材的代号． 答案　实验电路原理图见解析图 解析　由于A1的内阻已知，可将其当作电压表来用；又给了另一个电流表A2，可把两电流表示数之差当作通过R1的电流，利用欧姆定律测R1的阻值；题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；实验电路图如图所示： 4．在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择： A．电池组(3 V，内阻1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻4 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A) G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A) H．开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前的字母代号)； (2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表________(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)； (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图29所示，则读数为________mm； 图29 (4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________. 答案　(1)ACDFH　(2)外　小　(3)0.900　(4) 解析　(1)电池组电压是3 V，流过金属丝的最大电流Im＝＝0.5 A，故电流表选C，电压表选D；滑动变阻器选总阻值小的，便于调节，故选F；另外要选导线、开关． (2)因为＝40，＝800，故电流表选择外接法，外接法测量值偏小． (3)根据千分尺的读数规则知，读数是0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm. (4)R＝ρ＝ρ，解得ρ＝. 5．实验室有一块量程为500 μA、内阻Rg约为200 Ω的电流表(也称微安表)，需要准确测量它的内阻，一同学根据实验室现有的器材设计了如图30甲和乙两种实验电路．已知实验室中的部分实验器材的规格如下： 电流表(也称毫安表)：mA(量程1 mA，内阻约100 Ω) 滑动变阻器A：R1(20 Ω，1 A) 滑动变阻器B：R1(500 Ω，0.5 A) 变阻箱：R2(999.9 Ω) 直流电源：E(电动势为3 V，内阻很小) 可供选择的不同阻值的定值电阻R3 图30 (1)将图丙所示的实物图按图甲所示的电路连接起来． (2)在图乙所示的电路中，为了便于实验的调节，滑动变阻器R1应选________(选填“滑动变阻器A”或“滑动变阻器B”)．为了保证实验操作过程的安全(即使滑动变阻器R1的阻值调为0，也不会烧坏电流表)，并便于实验调节，定值电阻R3的阻值应选________(填选项前的字母)． A．100 Ω B．1 kΩ C．6 kΩ D．10 kΩ (3)利用图甲所示的电路，闭合S1之后进行测量时，需要记录的实验数据有(同时用设定的字母表示)______________________；用你记录的实验数据时设定的字母表示出测量的结果是____________________． 答案　(1)如图所示 (2)滑动变阻器B　C　(3)微安表读数I1、毫安表读数I2、电阻箱读数R2　(I2－I1)R2/I1 解析　(2)滑动变阻器R1在实验中起调节电流的作用，应选可调阻值范围较大的，以使电路中的电流能够调节到足够小．由于电源电动势为3 V，由闭合电路欧姆定律可得定值电阻R3的阻值应选3 kΩ至6 kΩ的． 6．(2013·重庆理综·6(2))某同学对有故障的电热毯进行探究．图31是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接．图32为实验电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表． 图31 图32 ①请在虚线框内画出与图32对应的电路图． ②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U－I曲线如图33所示，已知电热线材料的电阻率为2.8×10－7 Ω·m，电热线的直径为0.200 mm.可求得此电热线的电阻为________ kΩ，总长度为________ m．(结果均保留两位有效数字) 图33 ③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对图31中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示．由此测试结果可判断出电路中有断路，位置在________之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项). 测试点 3和3′ 1和1′ 1和3 1和2′ 2′和3′ 电表指针有无偏转 电压表 有 有 无 有 无 电流表 无 有 有 无 有 答案　①见解析图　②0.58(0.57～0.59之间)　65(64～66均可)　③1′和2′ 解析　①电路图如图所示 ②由题图可求R＝＝，由图线斜率可求得R＝0.58 kΩ(0.57 kΩ～0.59 kΩ均可)，由R＝ρ，可得l＝65 m(64 m～66 m 均可)． ③由题表可知，1′和2′之间，电压表有示数，电流表示数为零，说明其间有断路．