内容正文:
弥勒一中2023—2024学年下学期高二期中检测
物理
满分100分,考试用时90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后,玻璃棒带上了正电,丝绸带负电,原因是( )
A. 丝绸上有些电子转移到玻璃棒上 B. 玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
C. 玻璃棒创造了正电荷 D. 丝绸创造了负电荷
【答案】B
【解析】
【详解】摩擦带电的实质为电子的转移,玻璃棒带上了正电,丝绸带负电,原因是玻璃棒失去电子带上正电,丝绸得到电子带上负电,B正确。
故选B。
2. 一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中均通有方向向上的电流,当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图示电流与磁场平行,导线不受力的作用,故A错误;
B.由左手定则可得,安培力的方向垂直纸面向里,故B错误;
C.由左手定则可得,安培力的方向水平向右,故C错误;
D.由左手定则可得,安培力的方向水平向右,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明),当条形磁铁下落时,可以判定( )
A. 环中将产生俯视顺时针的感应电流 B. 环对桌面的压力将减小
C. 环有面积减小的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于磁体极性不明,所以无法判定感应电流方向,故A错误;
BCD.由楞次定律可知条形磁铁下落时,圆环的磁通量增加,环有面积增大的趋势,磁铁受到圆环向上的作用力,环对桌面向下的作用力,环对桌面的压力将增大,故C正确,BD错误。
故选C。
4. 两个摆长分别为和的单摆,做小角度的振动,它们的振动图像分别如图中的1和2所示,可知为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知
根据单摆的周期公式
可得
故选D。
5. 如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则( )
A. 在该透明材料中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 相同条件下,a光比b光衍射明显
C. 只要满足一定的条件,a、b两束光可以发生干涉
D. 从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,透明材料对a光的折射率大于对b光的折射率,即
又
得
故A正确;
B.b光折射率较小,则频率更低,波长更长,相同条件下, b光比a光衍射明显,故B错误;
C.两种光频率不同,不可以发生干涉,故C错误;
D.根据
可知,a光的临界角较小,故D错误。
故选A。
6. 在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则 ( )
A. t=0.005s时线圈平面与磁场方向平行
B. t=0.010s时线圈的磁通量变化率最大
C. 线圈产生的交变电动势频率为100Hz
D. 线圈产生的交变电动势有效值为311V
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知t=0.005s时刻感应电动势最大,此时线圈所在平面与磁场平行,穿过线框回路的磁通量的变化率最大,A正确;t=0.01s时刻感应电动势等于零,穿过线框回路的磁通量最大,磁通量的变化率为零, B错误;周期为,故频率为,故C错误.电动势有效值为:,故D错误;综上分析A正确.
7. 如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( )
A. S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B. S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C. 电路接通稳定后,三个灯亮度相同
D. 电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB.电路中A灯与线圈并联后与B灯串联,再与C灯并联.S闭合时,三个灯同时立即发光,由于线圈的电阻由大变小,逐渐将A灯短路,A灯逐渐熄灭,A灯的电压逐渐降低,B灯的电压逐渐增大,B灯逐渐变亮,故选项A正确,B错误;
C.电路接通稳定后,A灯被线圈短路,完全熄灭.B、C并联,电压相同,亮度相同,故选项C错误;
D.电路接通稳定后,S断开时,C灯中原来的电流立即减至零,由于线圈中电流要减小,产生自感电动势,阻碍电流的减小,线圈中电流不会立即消失,这个自感电流通过C灯,所以C灯过一会儿熄灭,故选项D错误.
8. 如图所示,匀强电场中三点间距离均为,构成一个等边三角形,等边三角形所在平面与匀强电场方向平行,若在处放一正电荷,在处放一负电荷,则点场强为0。现将处的电荷也换成正电荷处的电荷和匀强电场保持不变,已知静电力常量为,则点场强大小为( )(设正负电荷不影响匀强电场的分布)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若在处放一正电荷,在处放一负电荷,正负电荷分别在点产生的电场强度大小相等,方向如图甲所示,由电场叠加后合场强大小与匀强电场强度大小相等,匀强电场方向如图,由几何关系可知
则匀强电场大小为
将处的电荷换成后,如图乙所示,由几何关系可知,此时处的电荷和匀强电场在处产生的场强的合场强为
故选A。
9. 图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号
B. 场强的方向
C. 带电粒子在a、b两点的受力方向
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB. 由图可知,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左.由于电场线方向不明,无法确定粒子的电性,也无法判断电场的方向,故AB项与题意不相符;
C. 粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,故C项与题意相符;
D. 根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力的大,根据牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大,故D项与题意相符.
10. 下列关于磁场的应用,正确的是( )
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压U
B. 图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断B极板是发电机的正极,A极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器示意图,速度方向从P到Q,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A.设回旋加速器的最大半径为,加速后最大速度为,根据
可得
粒子获得的最大动能为
所以粒子的最大动能与加速电场的电压U无关,A错误;
B.根据左手定则,正电荷向下偏转,所以B板带正电,为发电机的正极,A极板是发动机的负极,B正确;
C.速度方向从P到Q,速度选择器不能判断带电粒子的电性,不管是正电,还是负电,只要满足
即
粒子就能匀速通过速度选择器,C错误;
D.线圈在磁极间产生的磁场为均匀辐向磁场,该磁场为非匀强磁场,D错误。
故选B。
11. 有甲、乙、丙三个物理实验,分别装了4个电表,如图所示,现甲装置中金属小棒在金属轨道上,由右向左匀速平稳滑动;乙装置中磁铁从线圈中间,由上往下穿过;丙装置磁铁在线圈右侧,由左向右移动。三个装置中,4个电表电流方向正确的是( )
A. 从下向上 B. 从上向下
C. 先从下向上,再从上向下 D. 从上向下
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据右手定则,可知导体棒向左运动切割磁感线时,导体棒上的感应电流从上到下,即从下到上流过电流表,故A正确,B错误;
C.当条形磁铁沿固定线圈的中轴线自上至下经过固定线圈时,穿过线圈的磁通量向下,且先增加后减小,根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,故感应电流的磁场先向上后向下,故感应电流先逆时针后顺时针,先从下向上,再从上向下,故C正确;
D.当条形磁铁向右运动时,螺线管中从下向上的磁通量减小,根据楞次定律可知,螺线管中会产生逆时针方向的电流(俯视图),丙图中感应电流从上到下流过电流表,故D正确。
故选ACD。
12. 如图实线是某时刻的波形图像,虚线是经过0.2s时的波形图像,下列判断正确的是( )
A. 波传播的可能距离为7m或5m
B. 周期不可能是或0.8s
C. 若波速是35m/s,波向右传播
D. 若0.2s小于一个周期时,传播的距离为3m或1m
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.若波向左传播时,传播的距离为
(n=0,1,2…)
当时,0.2s小于一个周期
当时
若波向右传播时,传播的距离为
(n=0,1,2…)
当时,0.2s小于一个周期
当时
故AD正确;
B.当波向左传播时,传播时间为
解得
(n=0,1,2…)
当时
当波向右传播时,传播时间为
解得
(n=0,1,2…)
当时
故B错误;
C.当波向左传播时
(n=0,1,2…)
当时
可知该波向左传播,故C错误。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共16分)
13. 某同学做“验证动量守恒定律”实验,实验装置如图所示,用天平称得入射小球A的质量,被碰小球B的质量,入射小球A与被碰小球B半径相同。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的,但是可以通过仅测量______(填选项前的字母)间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放高度 B. 小球抛出点距地面的高度
C. 小球做平抛运动的水平位移 D. 小球的直径
(2)多次释放A球后,取各落点位置的平均值,测得各落点痕迹到点的距离:。若将小球的质量与水平位移的乘积作为“动量”,请将下面的表格填写完整(结果保留三位有效数字)。
碰前总动量
碰后总动量
0.2190
0.1310
0.2600
______
根据上面表格中的数据,你认为能得到的结论是______。
(3)实验中,关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是______。
A. 释放点越低,小球受阻力越小,入射小球速度越小,误差越小
B. 释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确
C. 释放点越高,两球相碰时,相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小
D. 释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,轨道对被碰小球的阻力越小
【答案】(1)C (2) ①. ②. 在实验误差允许范围内,可认为系统碰撞前后动量守恒
(3)C
【解析】
【小问1详解】
小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相同,它们在空中的运动时间相等,则小球的水平位移与小球的初速度成正比,因此可以用小球的水平位移代替其初速度。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]将小球的质量与水平位移的乘积作为“动量”,则碰后总动量
由分析可知,碰撞前后动量近似相等,则在实验误差允许范围内,可认为系统在碰撞前后的动量守恒。
【小问3详解】
A.释放点越低,入射小球速度越小,相撞时两球之间的作用力越小,小球受阻力不变,误差相对越大,故A错误;
B.释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越大,两球速度的测量越不准确,故B错误;
C.释放点越高,碰前入射速度越大,相互作用的内力越大,阻力的影响相对越小,碰撞前后动量之差越小,同时也有利于减小水平位移的测量误差,从而使实验误差减小,故C正确;
D.释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,但轨道对被碰小球的阻力不变,故D错误。
故选C。
14. 在“测定金属的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图1所示,则金属丝的直径为_____.
(2)某同学设计了如图所示的电路测量该金属丝的电阻(阻值约)
可选用的器材规格如下:
电源E(电动势,内阻不计);
电流表A(,内阻约);
电流表G(,内阻为);
滑动变阻器(阻值,额定电流);
滑动变阻器(阻值,额定电流);
定值电阻;
定值电阻;
开关S和导线若干.
①为了便于操作,并使测量尽量精确,定值电阻应选______,滑动变阻器R应选______.
②某次测量时电流表G的读数为,安培表示数为,计算的准确值为______(计算结果保留3为有效数字)
【答案】 ①. 0.800mm##0.799mm##0.801mm ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)固定刻度读数为,则此金属丝的直径为.
(2)根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻为:
,由于待测电阻电阻为,所以滑动变阻器应用
根据串分压原理,,故定值电阻
根据电阻定律,由:.
【点睛】根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻,根据欧姆定律再进行求解;用伏安法测量电阻,首先要考虑安全,其次准确,最后操作方便.
三、计算题(本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 远距离输电示意图如图所示,其中变压器为理想变压器,水电站发电机的输出功率为300kW,发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压至15kV后向远处输电,在用户端用降压变压器把电压降为220V,使用户得到的功率为294kW。求:
(1)输电线的总电阻r;
(2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)输电线上的电流
输电线上损失的功率
解得
。
(2)降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的正数比为
解得
16. 在平面直角坐标系中,M点坐标为,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;
(2)粒子在M点的初速度的大小;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)作出带电粒子的运动轨迹如图
由类平抛推论有
且由几何关系有
可得
(2)由
得
在N点速度v与x轴正方向成角射出电场,将速度分解如图
由几何关系有有
得射出速度
(3)粒子在电场中运动的时间为,有
所以
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
设粒子在磁场中运动的时间,有
所以
又有
所以
17. 如图,在光滑水平面上存在宽度为d(d>2L)、方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场。边长为L,质量为m,电阻为R的单匝正方形线圈ABCD(AB、CD边和磁场边界平行)在外力作用下以速度v向右匀速穿过该磁场。求:
(1)线圈进入磁场时线圈中电流的大小以及外力做功的功率;
(2)线圈进入磁场和离开磁场的过程中A、B两点的电势差;
(3)如果线圈不受外力,线圈要穿过磁场需要的最小速度。
【答案】(1),;(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)线圈进入磁场时,根据法拉第电磁感应定律可得,产生的感应电动势大小为
感应电流
由于线框做匀速直线运动,则根据平衡条件有
而
,
联立解得外力做功的功率
(2)线圈进入磁场时,AB边相当于外电路的电阻,且根据右手定则可知,B端电势高于A端电势,则有
线圈离开磁场时AB边切割磁感线相当于电源,且根据右手定则可知,B端电势高于A端电势,则有
(3)设线框恰好穿过磁场的初速度为,完全进入磁场时的速度为,则由动量定理,对完全进入磁场的过程有
对完全出磁场的过程有
而根据法拉第电磁感应定律有
,
联立以上各式解得,线圈不受外力时要穿过磁场需要的最小速度
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弥勒一中2023—2024学年下学期高二期中检测
物理
满分100分,考试用时90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1. 不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后,玻璃棒带上了正电,丝绸带负电,原因是( )
A. 丝绸上有些电子转移到玻璃棒上 B. 玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
C. 玻璃棒创造了正电荷 D. 丝绸创造了负电荷
2. 一根容易形变的弹性导线,两端固定,导线中均通有方向向上的电流,当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是
A. B.
C. D.
3. 如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,在它圆心正上方有一条形磁铁(极性不明),当条形磁铁下落时,可以判定( )
A. 环中将产生俯视顺时针的感应电流 B. 环对桌面的压力将减小
C. 环有面积减小的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
4. 两个摆长分别为和的单摆,做小角度的振动,它们的振动图像分别如图中的1和2所示,可知为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则( )
A. 在该透明材料中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 相同条件下,a光比b光衍射明显
C. 只要满足一定的条件,a、b两束光可以发生干涉
D. 从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大
6. 在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则 ( )
A. t=0.005s时线圈平面与磁场方向平行
B. t=0.010s时线圈的磁通量变化率最大
C. 线圈产生的交变电动势频率为100Hz
D. 线圈产生的交变电动势有效值为311V
7. 如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则( )
A. S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B. S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C. 电路接通稳定后,三个灯亮度相同
D. 电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
8. 如图所示,匀强电场中三点间距离均为,构成一个等边三角形,等边三角形所在平面与匀强电场方向平行,若在处放一正电荷,在处放一负电荷,则点场强为0。现将处的电荷也换成正电荷处的电荷和匀强电场保持不变,已知静电力常量为,则点场强大小为( )(设正负电荷不影响匀强电场的分布)
A. B. C. D.
9. 图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动过程中只受电场力的作用,根据此图可做出正确判断的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号
B. 场强的方向
C. 带电粒子在a、b两点的受力方向
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
10. 下列关于磁场的应用,正确的是( )
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压U
B. 图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断B极板是发电机的正极,A极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器示意图,速度方向从P到Q,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转
11. 有甲、乙、丙三个物理实验,分别装了4个电表,如图所示,现甲装置中金属小棒在金属轨道上,由右向左匀速平稳滑动;乙装置中磁铁从线圈中间,由上往下穿过;丙装置磁铁在线圈右侧,由左向右移动。三个装置中,4个电表电流方向正确的是( )
A. 从下向上 B. 从上向下
C. 先从下向上,再从上向下 D. 从上向下
12. 如图实线是某时刻的波形图像,虚线是经过0.2s时的波形图像,下列判断正确的是( )
A. 波传播的可能距离为7m或5m
B. 周期不可能是或0.8s
C. 若波速是35m/s,波向右传播
D. 若0.2s小于一个周期时,传播的距离为3m或1m
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共16分)
13. 某同学做“验证动量守恒定律”实验,实验装置如图所示,用天平称得入射小球A的质量,被碰小球B的质量,入射小球A与被碰小球B半径相同。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的,但是可以通过仅测量______(填选项前的字母)间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放高度 B. 小球抛出点距地面的高度
C. 小球做平抛运动的水平位移 D. 小球的直径
(2)多次释放A球后,取各落点位置的平均值,测得各落点痕迹到点的距离:。若将小球的质量与水平位移的乘积作为“动量”,请将下面的表格填写完整(结果保留三位有效数字)。
碰前总动量
碰后总动量
0.2190
0.1310
0.2600
______
根据上面表格中的数据,你认为能得到的结论是______。
(3)实验中,关于入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的说法中正确的是______。
A. 释放点越低,小球受阻力越小,入射小球速度越小,误差越小
B. 释放点越低,两球碰后水平位移越小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确
C. 释放点越高,两球相碰时,相互作用的内力越大,碰撞前后动量之差越小,误差越小
D. 释放点越高,入射小球对被碰小球的作用力越大,轨道对被碰小球的阻力越小
14. 在“测定金属的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图1所示,则金属丝的直径为_____.
(2)某同学设计了如图所示的电路测量该金属丝的电阻(阻值约)
可选用的器材规格如下:
电源E(电动势,内阻不计);
电流表A(,内阻约);
电流表G(,内阻为);
滑动变阻器(阻值,额定电流);
滑动变阻器(阻值,额定电流);
定值电阻;
定值电阻;
开关S和导线若干.
①为了便于操作,并使测量尽量精确,定值电阻应选______,滑动变阻器R应选______.
②某次测量时电流表G的读数为,安培表示数为,计算的准确值为______(计算结果保留3为有效数字)
三、计算题(本大题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 远距离输电示意图如图所示,其中变压器为理想变压器,水电站发电机的输出功率为300kW,发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压至15kV后向远处输电,在用户端用降压变压器把电压降为220V,使用户得到的功率为294kW。求:
(1)输电线的总电阻r;
(2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。
16. 在平面直角坐标系中,M点坐标为,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;
(2)粒子在M点的初速度的大小;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
17. 如图,在光滑水平面上存在宽度为d(d>2L)、方向竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场。边长为L,质量为m,电阻为R的单匝正方形线圈ABCD(AB、CD边和磁场边界平行)在外力作用下以速度v向右匀速穿过该磁场。求:
(1)线圈进入磁场时线圈中电流的大小以及外力做功的功率;
(2)线圈进入磁场和离开磁场的过程中A、B两点的电势差;
(3)如果线圈不受外力,线圈要穿过磁场需要的最小速度。
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