内容正文:
重庆市渝西中学校高2025届高二下4月月考
物理学科试卷
考试时间:90分钟 总分:100分
注意事项:
1、 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级在答题卡上填写清楚。
2、 每小题选出答案后,用 2B 铅笔在答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改
动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3、 考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分 100 分。
一、单项选择题。(本题共10 小题,每小题 3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电,蓝牙通信的电磁波波段为。已知可见光的波段为,则蓝牙通信的电磁波( )
A. 是蓝光
B. 波长比可见光长
C. 比可见光更容易发生衍射现象
D. 在真空中的传播速度比可见光小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.蓝光是可见光,可见光的频率大于蓝牙通信的电磁波频率,故蓝牙通信的电磁波不是蓝光,故A错误;
B.根据
可知蓝牙通信的电磁波的波长比可见光长,故B正确;
C.波长越长,越容易发生明显的衍射现象,故蓝牙通信的电磁波比可见光更容易发生衍射现象,故C正确;
D.蓝牙通信的电磁波、可见光在真空中的传播速度相同,为光速,故D错误。
故选BC。
2. 如图所示,两根固定的通电长直导线a、b相互垂直,a平行于纸面,电流方向向右,b垂直于纸面,电流方向向里,则导线a所受安培力方向( )
A. 平行于纸面向上
B. 平行于纸面向下
C. 左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里
D. 左半部分垂直纸面向里,右半部分垂直纸面向外
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则,可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上,右侧部分的磁场方向斜向下方,根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里。
故选C。
3. 如图所示,粒子源P会发出电荷量相等的带电粒子,这些粒子经装置M加速并筛选后,能以相同的速度从A点垂直磁场方向沿AB射入正方形匀强磁场ABCD,粒子1、粒子2分别从AD中点和C点射出磁场。不计粒子重力,则粒子1和粒子2( )
A. 均带正电,质量之比为4∶1 B. 均带负电,质量之比为1∶4
C. 均带正电,质量之比为2∶1 D. 均带负电,质量之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】由图示可知,粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左,由左手定则可知,粒子带负电;
设正方形的边长为L,由图示可知,粒子轨道半径分别为:
r1=,r2=L,
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
,
得:
,
则:
m1:m2=r1:r2=1:4;
A. 均带正电,质量之比为4∶1。故A错误;
B. 均带负电,质量之比为1∶4。故B正确;
C. 均带正电,质量之比为2∶1。故C错误;
D. 均带负电,质量之比为1∶2。故D错误。
故选:B
4. 如图所示,在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场,铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. A、B两点在同一水平线 B. A点高于B点
C. A点低于B点 D. 铜环最终将做等幅摆动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.铜环在穿越磁场时,产生电能,如AB两点在同一水平线,违反了能量守恒定律,A错误;
BC.铜环穿越磁场时,产生电能,机械能减小,则A点高于B点,B正确,C错误;
D.由上分析,铜环振幅先不断减小,完全在磁场内运动时,将不再产生电能,机械能不变,最终做等幅摆动,D正确。
故选BD
5. 如图所示为电动汽车无线充电示意图,若发射线圈的电压为,匝数为500匝,接收线圈的匝数为1000匝,发射线圈的功率为8.8kW,该装置可看成理想变压器,则( )
A. 利用该装置只能采用交流电源为电动汽车充电
B. 接收线圈交变电流的频率为100Hz
C. 发射线圈中电流的有效值为20A
D. 接收线圈电压的峰值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.变压器是利用电磁感应原理工作的,因此必须由交流电源在发射线圈产生变化的磁场,在接收线圈产生感应电流,故A正确;
B.变压器不改变交变电流的频率,因此发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等,频率为
故B错误;
C.发射线圈输出功率为8.8kW,则发射线圈中电流的有效值为
故C错误;
D.发射线圈电压的有效值为
由理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系公式
可得接收线圈输出的电压为
则接收线圈输出电压的峰值为
故D正确。
故选AD。
6. 如图所示是一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为
设交流电的有效值为I,则由交流电有效值的定义可知
由以上两式联立解得
故选D。
7. 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。微型电动机M的内阻恒为2Ω,额定电压为24 V,额定功率为48W。定值电阻R1=12Ω、R2=2Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使微型电动机M正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A. 1 Ω B. 2 Ω C. 5 Ω D. 8 Ω
【答案】B
【解析】
【详解】输入电压的有效值为
由
可得
微型电动机M正常工作,则电流为
并联电路两端的电压为
流过的电流为
流过的电流为
由欧姆定律
解得
故选B。
8. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】在内,磁感应强度均匀变化,由法拉第电磁感应定律可得
则闭合电路中产生的感应电动势恒定不变,则感应电流恒定不变。ab边在磁场中所受的安培力
由于匀强磁场Ⅰ中磁感应强度B恒定,则,安培力为平行t轴的直线,方向向左(为负)。同理分析可得在,安培力与时间的关系为内F-t关于时间轴对称一条的直线。
故选B。
【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义,故道B如何变化,才能准确的利用楞次定律进行判定。根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的变化,由欧姆定律判断感应电流的变化,进而可确定安培力大小的变化。
9. 如图所示,三个灯泡是相同的,而且耐压足够,电源内阻忽略.当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,那么S接B时( )
A. 三个灯亮度相同
B. 只有丙灯不亮,乙灯最亮
C. 甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮
D. 甲灯最亮,丙灯不亮
【答案】B
【解析】
【分析】电容器具有通交隔直的特性,电感有通直阻交的特性,而交流对电阻R没有影响.根据电感和电容的特性进行判断.
【详解】由题,当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,说明电感L的感抗与电阻R相同,当S接B时,电感L没有感抗,电容器具有隔断直流的作用,而交流与直流对电阻R没有影响,所以丙灯不亮,灯甲亮度不变,乙灯亮度增加,乙灯最亮.故选B.
【点睛】本题要抓住电容器与电感的特性:电容器具有通交流,隔直流,电感具有通直流、阻交流的特性.
10. 如图所示,匀强磁场中固定的金属框架ABC,导线棒DE在框架ABC上在外部拉力作用下沿图示方向匀速平移,框架和导体材料相同,接触电阻不计,则( )
A. 电路中的磁通量的变化率一定
B. 电路中的感应电动势一定
C. 电路中感应电流保持一定
D. DE棒受到的拉力一定
【答案】C
【解析】
【详解】根据拉第电磁感应定律得知,电路中磁通量的变化率等于回路中产生的感应电动势,而感应电动势E=BLv,B、v不变,有效切割的长度L增加,则电路中磁通量的变化率和感应电动势都增加.故AB错误;设金属材料的电阻率为ρ,截面积为S,导体棒DE从B点开始运动的时间为t,∠BAC=2θ.则回路中产生的感应电动势为E=2B∙v2t∙tanθ;回路的电阻 ;电路中感应电流的大小,因B、S、ρ、θ均不变,则I不变.故C正确;DE杆所受的磁场力的大小F=BIL=BI∙2vt∙tanθ随着时间t的延长而增大.故D错误.故选C.
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分。)
11. 如图所示为 LC 振荡电路某时刻的情况,下列说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电感线圈中的电流正在增大
C. 若仅增大电容器的电容,振荡频率增大
D. 要有效地发射电磁波,振荡电路必须要有足够高的振荡频率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.从电流方向和磁感线看,,电流流向电容器的正极板,电容器在充电,故A正确;
B.电容器充电过程中,电流会越来越小,线圈电流变小,故B错误;
C.根据振荡电路周期的公式可知增大电容,周期增大,频率减小,故C错误;
D.要有效地发射电磁波,振荡电路必须要有足够高的振荡频率,振荡频率越高,发射电磁波的本领越强,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示是某小型交流发电机的示意图,其矩形线圈的面积为, 共10匝,线圈总电阻为,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动,线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与阻值为的外电路电阻R的连接,在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴匀速转动。则下列正确的是( )
A. 电阻R的发热功率是3.6 W
B. 交流电流表的示数是0.6 A
C. 用该电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔一定为0.2 s
D. 如果将电阻R换成标有“6 V,3 W”的小灯泡,小灯泡能正常工作
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.线圈中产生的感应电动势最大值为
电动势有效值为
电路中的电流为
则交流电流表的示数是0.6 A,电阻R的发热功率为
故A错误,B正确;
C.根据
可知用该电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔一定为0.2 s,故C正确;
D.如果将电阻R换成标有“6 V,3 W”字样的小灯泡,小灯泡的电阻为
小灯泡两端的实际电压为
小灯泡不能正常工作,故D错误。
故选BC。
13. 如图所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的理想边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时,线框的速度为。则下列说法正确的是( )
A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 在位置Ⅱ时线框的加速度为
C. 此过程中回路产生电能为 D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在位置Ⅱ时线框左右侧边框均切隔磁感线产生感应电动势,且方向相同,故感应电动势为
感应电流为
线框中的电功率为
故A正确;
B.线框左右侧边框受到的安培力方向均向左,故所受的安培力的合力为
加速度为
故B错误;
C.根据能量守恒定律得:回路产生的电能为
故C正确;
D.由
联立可得,此过程中通过导线横截面电荷量为
初状态磁通量为,末状态磁通量为零,联立解得
故D错误。
故选AC。
14. 如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨和,与平行,是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场,金属杆的O端与e点用导线相接,P端与圆弧接触良好,初始时,可滑动的金属杆静止在平行导轨上,若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )
A. 杆产生的感应电动势恒定
B. 杆受到的安培力不变
C. 杆做匀加速直线运动
D. 杆中的电流逐渐减小
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.OP转动切割磁感线产生的感应电动势为
因为OP匀速转动,所以杆OP产生的感应电动势恒定,故A正确;
BCD.杆OP匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M到N通过MN棒,由左手定则可知,MN棒会向左运动,MN棒运动会切割磁感线,产生电动势与原来电流方向相反,让回路电流减小,MN棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故D正确,BC错误。
故选AD。
15. 如图所示,在长方形abcd区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,已知ab=l,ad=,磁感应强度大小为B,a处有一个粒子源,在某时刻向长方形区域发射大量质量为m、电荷量为q的带负电粒子(重力不计),速度方向均在纸面内。则下列说法正确的是( )
A. 沿ab方向入射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越长
B. 沿ab方向射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越短
C. 沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为
D. 沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.沿ab方向入射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,运动半径越大,在磁场中运动的弧长越短,则时间越短,选项A错误,B正确;
CD.沿bc方向恰好从c点出射的粒子的运动轨迹如图,由几何关系可知
解得
r=2l
根据
解得
选项C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题(共2题)
16. 在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图中
(1)S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针______;
(2)线圈A放在B中不动时,指针将______
(3)线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将______.
【答案】 ①. 向右偏转; ②. 不偏转; ③. 向左偏转;
【解析】
【详解】(1)由图甲知电流从左接线柱流入电流表时,其指针向左偏转.S闭合后,将A插入B中,磁通量增大,由楞次定律和安培定则可判断B中电流方向向上,从右接线柱流入,故电流表指针向右偏转;
(2)A放在B中不动,磁通量不变,不产生感应电流;
(3)断开开关,穿过B的磁通量减小,电流表指针向左偏转.
17. 磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成.某小组用如图甲所示的装置研究电磁铁线的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系,弹性梁一端连接有衔铁,在外力作用下可以上下运动,另一端固定于墙壁,电磁铁位于衔铁正下方,为理想电压表.
(1)为增大电磁铁产生的磁感应强度,变阻器的滑片应向_________端移动(选填“”或“”)。
(2)已知电磁铁线圈的直流电阻为,滑动变阻器的最大阻值为,电源的电动势为,滑动变阻器能提供的最大分压为,则电源E的内阻为_________(保留两位有效数字)
(3)同学们将阻值会因形状变化而发生改变的金属应变片粘贴在弹性梁的上表面,然后将金属应变片、定值电阻和理想电压表连接成如图乙所示的电路.线圈通电吸引衔铁下移时,应变片变长,的阻值将_________,电压表的读数将_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)在线圈通电吸合衔铁后,用外力使电磁铁和衔铁刚好分开,测得外力与线圈两端电压的关系如图丙所示,若要求该锁能抵抗的外力,则工作电压至少为_________。
【答案】 ① c ②. 0.21 ③. 增大 ④. 增大 ⑤. 6
【解析】
【详解】解:(1)根据电流的磁效应,电流越大,产生的磁场强度越强,为了增加电磁铁产生的磁感应强度,变阻器的滑片应该滑向c端;
(2)当滑动变阻器的滑片P滑到c端时,滑动变阻器提供的分压最大,由闭合电路欧姆定律,,,联立解得:;
(3)线圈通电吸引衔铁下移时,应变片变长,根据电阻定律,R1的阻值将增大.根据串联电路分压规律可知,电阻增大,电压增大,所以电压表V2的读数将增大;
(4)由图丙可知,F=1200N时对应的工作电压为6.0V,即要求该锁能抵抗1200N的外力,则工作电压至少为6.0V.
四、解答题(本题共 3 小题共 35 分。要有必要的文字说明和解题步骤。)
18. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 Ω,输电线上损失的功率P线=5 kW,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V,两个变压器均是理想变压器。
(1)输电线上的电流为多大?
(2)理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
【答案】(1)400 A;(2)
【解析】
【详解】(1)发电机输出电流
(2)输电线上损失的功率
所以
用户得到的功率
则
故
19. 如图所示,PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道,其间距为l,O、P连线水平,M、N在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为R的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现有一根长度稍大于l、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求:
(1)金属棒到达最低点时它两端的电压;
(2)金属棒下滑过程中它产生的热量;
(3)金属棒下滑过程中通过它的电荷量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)在轨道的最低点MN处,金属棒对轨道的压力
根据牛顿第三定律知轨道对金属棒的支持力大小
则
解得
金属棒切割磁感线产生的感应电动势
金属棒到达最低点时两端的电压
(2)金属棒下滑过程中,由能量守恒定律得
,
解得
金属棒产生的热量
(3)由
联立解得
20. 如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外,第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为,从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限。不计粒子重力,求:
(1)粒子进入第四象限时的速度;
(2)第三象限匀强电场的大小;
(3)若使第二象限磁场反向,大小变成2B,求粒子第98次经过y轴时的纵坐标;
(4)若在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求粒子在第二象限运动的最大速度。
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)粒子在第四象限内的磁场中,有
根据几何关系可知
解得
(2)粒子在第三象限,经分析可知粒子垂直y轴进入第四象限,速度大小为,水平方向上
竖直方向上
解得
(3)根据
解得第二象限圆周运动半径为
第2、4、6…次经过y轴的坐标分别为l、2l、3l…,故第98次过y轴的坐标为
(4)由于只有电场力做功,当粒子x方向的位移最大时速度最大,此时x轴方向的分速度为0,沿y轴方向的分速度为合速度,则对粒子,由
可得
由动能定理可得
解得
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重庆市渝西中学校高2025届高二下4月月考
物理学科试卷
考试时间:90分钟 总分:100分
注意事项:
1、 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级在答题卡上填写清楚。
2、 每小题选出答案后,用 2B 铅笔在答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改
动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3、 考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分 100 分。
一、单项选择题。(本题共10 小题,每小题 3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电,蓝牙通信的电磁波波段为。已知可见光的波段为,则蓝牙通信的电磁波( )
A. 是蓝光
B. 波长比可见光长
C. 比可见光更容易发生衍射现象
D. 在真空中的传播速度比可见光小
2. 如图所示,两根固定的通电长直导线a、b相互垂直,a平行于纸面,电流方向向右,b垂直于纸面,电流方向向里,则导线a所受安培力方向( )
A. 平行于纸面向上
B. 平行于纸面向下
C. 左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里
D. 左半部分垂直纸面向里,右半部分垂直纸面向外
3. 如图所示,粒子源P会发出电荷量相等的带电粒子,这些粒子经装置M加速并筛选后,能以相同的速度从A点垂直磁场方向沿AB射入正方形匀强磁场ABCD,粒子1、粒子2分别从AD中点和C点射出磁场。不计粒子重力,则粒子1和粒子2( )
A. 均带正电,质量之比为4∶1 B. 均带负电,质量之比为1∶4
C. 均带正电,质量之比为2∶1 D. 均带负电,质量之比为1∶2
4. 如图所示,在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场,铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. A、B两点在同一水平线 B. A点高于B点
C. A点低于B点 D. 铜环最终将做等幅摆动
5. 如图所示为电动汽车无线充电示意图,若发射线圈的电压为,匝数为500匝,接收线圈的匝数为1000匝,发射线圈的功率为8.8kW,该装置可看成理想变压器,则( )
A. 利用该装置只能采用交流电源为电动汽车充电
B. 接收线圈交变电流的频率为100Hz
C. 发射线圈中电流的有效值为20A
D. 接收线圈电压的峰值为
6. 如图所示是一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
7. 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。微型电动机M的内阻恒为2Ω,额定电压为24 V,额定功率为48W。定值电阻R1=12Ω、R2=2Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使微型电动机M正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A. 1 Ω B. 2 Ω C. 5 Ω D. 8 Ω
8. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路,并固定在水平面(纸面)内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,三个灯泡是相同,而且耐压足够,电源内阻忽略.当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,那么S接B时( )
A. 三个灯亮度相同
B. 只有丙灯不亮,乙灯最亮
C 甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮
D. 甲灯最亮,丙灯不亮
10. 如图所示,匀强磁场中固定的金属框架ABC,导线棒DE在框架ABC上在外部拉力作用下沿图示方向匀速平移,框架和导体材料相同,接触电阻不计,则( )
A. 电路中的磁通量的变化率一定
B. 电路中的感应电动势一定
C. 电路中感应电流保持一定
D. DE棒受到的拉力一定
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分。)
11. 如图所示为 LC 振荡电路某时刻的情况,下列说法正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 电感线圈中电流正在增大
C. 若仅增大电容器的电容,振荡频率增大
D. 要有效地发射电磁波,振荡电路必须要有足够高的振荡频率
12. 如图所示是某小型交流发电机的示意图,其矩形线圈的面积为, 共10匝,线圈总电阻为,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动,线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与阻值为的外电路电阻R的连接,在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴匀速转动。则下列正确的是( )
A. 电阻R的发热功率是3.6 W
B. 交流电流表的示数是0.6 A
C. 用该电源给电磁打点计时器供电时,打点的时间间隔一定为0.2 s
D. 如果将电阻R换成标有“6 V,3 W”的小灯泡,小灯泡能正常工作
13. 如图所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,PQ为两个磁场的理想边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置Ⅰ开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时,线框的速度为。则下列说法正确的是( )
A. 在位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 在位置Ⅱ时线框的加速度为
C. 此过程中回路产生的电能为 D. 此过程中通过导线横截面的电荷量为
14. 如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨和,与平行,是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场,金属杆的O端与e点用导线相接,P端与圆弧接触良好,初始时,可滑动的金属杆静止在平行导轨上,若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )
A. 杆产生的感应电动势恒定
B. 杆受到安培力不变
C. 杆做匀加速直线运动
D. 杆中的电流逐渐减小
15. 如图所示,在长方形abcd区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,已知ab=l,ad=,磁感应强度大小为B,a处有一个粒子源,在某时刻向长方形区域发射大量质量为m、电荷量为q的带负电粒子(重力不计),速度方向均在纸面内。则下列说法正确的是( )
A. 沿ab方向入射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越长
B. 沿ab方向射、bc边射出的所有粒子中,入射速度越大的粒子,在磁场中运动的时间越短
C. 沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为
D. 沿bc方向恰好从c点出射的粒子速度为
三、实验题(共2题)
16. 在“研究电磁感应现象”的实验中,首先要按图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图中
(1)S闭合后,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针______;
(2)线圈A放在B中不动时,指针将______
(3)线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将______.
17. 磁力锁主要由电磁铁和衔铁组成.某小组用如图甲所示的装置研究电磁铁线的工作电压与衔铁所受磁力大小的关系,弹性梁一端连接有衔铁,在外力作用下可以上下运动,另一端固定于墙壁,电磁铁位于衔铁正下方,为理想电压表.
(1)为增大电磁铁产生的磁感应强度,变阻器的滑片应向_________端移动(选填“”或“”)。
(2)已知电磁铁线圈的直流电阻为,滑动变阻器的最大阻值为,电源的电动势为,滑动变阻器能提供的最大分压为,则电源E的内阻为_________(保留两位有效数字)
(3)同学们将阻值会因形状变化而发生改变的金属应变片粘贴在弹性梁的上表面,然后将金属应变片、定值电阻和理想电压表连接成如图乙所示的电路.线圈通电吸引衔铁下移时,应变片变长,的阻值将_________,电压表的读数将_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(4)在线圈通电吸合衔铁后,用外力使电磁铁和衔铁刚好分开,测得外力与线圈两端电压的关系如图丙所示,若要求该锁能抵抗的外力,则工作电压至少为_________。
四、解答题(本题共 3 小题共 35 分。要有必要的文字说明和解题步骤。)
18. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 Ω,输电线上损失的功率P线=5 kW,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V,两个变压器均是理想变压器。
(1)输电线上的电流为多大?
(2)理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少?
19. 如图所示,PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道,其间距为l,O、P连线水平,M、N在同一水平高度,圆弧轨道电阻不计,在其上端连有一阻值为R的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现有一根长度稍大于l、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求:
(1)金属棒到达最低点时它两端电压;
(2)金属棒下滑过程中它产生的热量;
(3)金属棒下滑过程中通过它的电荷量。
20. 如图所示,平面直角坐标系中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里,第二象限内磁场方向垂直纸面向外,第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q()的粒子从点以一定初速度释放,初速度方向与x轴正方向的夹角为,从点垂直y轴进入第四象限磁场区域,然后从点垂直x轴进入第一象限。不计粒子重力,求:
(1)粒子进入第四象限时的速度;
(2)第三象限匀强电场的大小;
(3)若使第二象限磁场反向,大小变成2B,求粒子第98次经过y轴时的纵坐标;
(4)若在第二象限内施加一沿x轴负方向、电场强度大小与第三象限电场相同的匀强电场,求粒子在第二象限运动的最大速度。
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