内容正文:
高二期末测试
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
1. 如图所示螺线管中感应电流的方向是( )
A. 如图中箭头所示
B. 与图中箭头方向相反
C. 无感应电流
D. 与条形磁铁运动加速还是减速有关,故无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】当磁铁靠近螺线管时,穿过螺线管的磁通量向下的增多,根据楞次定律,感应电流的磁场向上,根据右手螺旋定则,可知感应电流与图中箭头方向相同。
故选A。
2. 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在转动过程中,线框中的最大磁通量为Φm,最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是( )
A. 当磁通量为零时,感应电动势也为零
B. 当磁通量减少时,感应电动势在增大
C. 当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5Em
D. 角速度ω=Em/Φm
【答案】BD
【解析】
【详解】A:当磁通量为零时,线框处于和中性面垂直的位置,感应电动势最大.故A项错误.
B:当磁通量减少时,线框从中性面向与中性面垂直的位置转动,感应电动势在增大.故B项正确.
C:当磁通量等于0.5Φm时,线框与磁场的夹角为300或1500,线框中感应电动势.故C项错误.
D:根据,可得.故D项正确.
综上,答案为BD.
3. 在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )
A. v1=v2,方向都向右
B. v1=v2,方向都向左
C. v1>v2,v1向右,v2向左
D. v1>v2,v1向左,v2向右
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果v1=v2,方向都向右,则电容器两极板间电势差为零,所带电荷量为零,故A错误;
B.如果v1=v2,方向都向左,则电容器两极板间电势差为零,所带电荷量为零,故B错误;
C.如果v1>v2,v1向右,v2向左,两棒均相当于电源,且串联,此时电容器两极间的电势差最大,所带电荷量最多,由右手定则可知,电容器左板电势高,带正电,故C正确;
D.如果v1>v2,v1向左,v2向右,两棒均相当于电源,且串联,此时电容器两极间的电势差最大,所带电荷量最多,由右手定则可知,电容器左板电势低,带负电,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环( )
A. 都被B吸引 B. 都被B排斥
C. A被吸引,C被排斥 D. A被排斥,C被吸引
【答案】B
【解析】
【分析】根据楞次定律进行判定:感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化.
【详解】在接通电源的瞬间,通过B环的电流变大,电流产生的磁场增强,穿过A、C两环的磁通量变大,A、C两环产生感应电流,由楞次定律可知,感应电流总是阻值原磁通量的变化,为了阻碍原磁通量的增加,A、C两环都被B环排斥而远离B环,以阻碍磁通量的增加,故ACD错误,B正确;
故选B.
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为。下列说法正确的是( )
A. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为
B. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为220 V
C. 单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大
D. 单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据表达式可知原线圈输入电压有效值为
当单刀双掷开关与a连接时,原、副线圈的匝数比为,则副线圈输出电压有效值为
则电压表的示数为,故AB错误;
D.单刀双掷开关与a连接,当滑动触头P向上移动时,滑动变阻器接入电路阻值变大,由于原、副线圈的匝数比未变,所以电压表示数不变,根据欧姆定律可知电流表示数变小,故D错误;
C.单刀双掷开关由a扳向b时,根据
由于原线圈匝数减少,则副线圈两端的电压增大,电压表示数变大;根据欧姆定律
可知副线圈电流变大,则电流表示数变大,故C正确。
故选C。
6. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上;以下说法中正确的是 ( )
A. 电压的有效值为10V
B. 通过电阻的电流有效值为A
C. 电阻消耗电功率为5W
D. 电阻每秒钟产生的热量为10J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图像可知,电压的有效值为
故A错误;
B.则通过电阻的电流有效值为
故B正确;
C.电阻消耗电功率为
故C正确;
D.电阻每秒中产生的热量为
故D错误。
故选BC。
7. 如图所示,矩形线圈处于匀强磁场中,当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时,t0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量分别用W1、W2、q1、q2表示,则下列关系式正确的是( )
A. W1= W2,q1= q 2
B. W1>W2,q1= q 2
C. W1< W2,q1< q 2
D. W1> W2,q 1> q 2
【答案】A
【解析】
【详解】分析:由图读出磁感应强度的变化率,根据法拉第电磁感应定律研究感应电动势,由焦耳定律和欧姆定律分别研究电能和电量.
设磁感应强度的变化率大小为,磁感应强度的变化量大小为△B.根据法拉第电磁感应定律得,感应电动势E=N=NS,t0时间内线圈产生的电能W=t0,
通过线圈某一截面的电量q=N=NS,
由图可知,在t0时间内(1)、(2)两图,△B=B0,相同,则W1=W2 q1=q2
故选A
8. 如图所示,R为定值电阻,电感L的值很大,电源内阻不可不计,A、B是完全相同的两只灯泡,当开关S闭合时,下列判断正确的是( )
A. 灯A比灯B先亮,然后灯A熄灭
B. 灯B比灯A先亮,然后灯B逐渐变暗
C. 灯A与灯B一起亮,而后灯A熄灭
D. 灯A与灯B一起亮,而后灯B熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关S时,电源的电压同时加到两支路的两端,由于电阻没有自感,B灯立即发光.由于线圈的自感,A灯后发光;随着电流的逐渐稳定,L对电流的阻碍作用减小,流过A灯的支路的电流逐渐增大,故电路总电流增大,则电源的内电压增大,路端电压减小,即B灯两端的电压减小,故流过B支路的电流减小,B灯逐渐变暗,B正确.
【点睛】掌握自感线圈的作用,理解其阻碍的原理是由于产生感应电动势,以此来阻碍原电流的变化;注意看题目提示的自感线圈的电阻是否需要考虑.
9. 电源电动势,小灯泡L上标有“,”的字样,开关S接1,当变阻器调到时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则( )
A. 电源内阻为
B. 电动机的内阻为
C. 电动机正常工作的电压为
D. 电源效率约为90%
【答案】A
【解析】
【详解】A.小灯泡的额定电流为
电阻
当接1时,由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得
故A正确;
BC.当接2时灯泡正常发光,流过的电流为0.2A,电源内阻分的电压为
故电动机分的电压为
电动机的内阻为
故BC错误;
D.电源的效率为
故D错误。
故选A。
10. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
A. 家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B. 家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C. 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起
D. 地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起
【答案】ABD
【解析】
【详解】当家庭电路正常工作时,家庭电路正常工作时,零线和火线中的电流大小相等、方向始终相反,在L1 中产生的磁场方向始终相反,磁场相互叠加,L1 、L2 中的磁通量为零,A对,家庭电路中使用的电器增多及电路发生短路时,零线和火线中的电流变大但大小仍然相等,电流方向始终相反,L1、L2 中的磁通量仍为零,不变,B项正确,C项错,地面上的人接触火线发生触电时,零线和火线中的电流大小不相等,L1 中的磁通量不为零,发生变化,L2中的磁通量不为零发生变化,线圈L2中产生感应电流,此时开关K将被电磁铁吸起D项对.
11. 如图是电子感应加速器的示意图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出(不计初速度),当电磁铁线圈中电流的方向与图示方向一致时,使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶,下列说法中正确的是( )
A. 真空室中磁场方向竖直向上 B. 真空室中磁场方向竖直向下
C. 电流应逐渐减小 D. 电流应逐渐增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.真空室中的磁场是由电磁铁产生的,线圈中的电流俯视时是沿逆时针方向的,由安培定则知所产生的磁场方向是竖直向上的,A正确,B错误;
CD.磁场的变化产生电场,电场使电子逆时针加速运动形成顺时针方向的感应电流,由安培定则知感应电流产生的磁场与原电流产生的磁场方向相反,再由楞次定律可判定原磁场是增强的,C错误,D正确。
故选AD。
12. 半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。直杆在圆环上以速度v平行于直径向右做匀速直线运动,直杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,直杆的位置由θ确定,如图所示。则( )
A. 时,直杆产生的电动势为
B. 时,直杆产生的电动势为
C. 时,直杆受的安培力大小为
D. 时,直杆受的安培力大小为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AC.当时,直杆切割磁感线的有效长度,所以直杆产生的电动势为
此时直杆上的电流为
直杆受到的安培力大小
选项A正确,选项C错误;
BD.当时,直杆切割磁感线的有效长度为
直杆产生的电动势为
此时电路的总电阻为
直杆上的电流为
直杆受到的安培力大小
选项B错误,选项D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题,共56分)
二、实验题(本题包括2小题,共12分)
13. 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整。
( )
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向_____偏转;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针向_____偏转。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 左
【解析】
【详解】(1)[1]探究电磁感应现象实验电路分两部分,要使原线圈产生磁场必须对其通电,故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路,灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路,如图所示:
(2)[2]闭合开关,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;将原线圈迅速插入副线圈时,磁场方向不变,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转;
[3]原线圈插入副线圈后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,原线圈电流变小,穿过副线圈的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏电流计指针将左偏转。
14. 某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率,分别为×1k、×100、×10、×1.该同学选择“×100”挡,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:
A.换用“×_________”挡;
B.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0 Ω处;
C.重新测量并读数,某时刻刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是________Ω。
(2)该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势3 V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~5 V,内阻约为5 kΩ)
C.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为25 kΩ)
D.电流表A1(量程0~25 mA,内阻约为1 Ω)
E.电流表A2(量程0~250 mA,内阻约为0.1 Ω)
F.滑动变阻器一只,阻值0~20 Ω
G.开关一只,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择____________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择_________(选填“A1”或“A2”)。请在虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)。 ( )
【答案】 ①. 换用“×10”挡 ②. 120 Ω ③. V1 ④. A1 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1][2]指针偏转角度太大,说明选择的倍率偏大,因此应选用较小的倍率,将“×100”挡换为“×10”挡;欧姆表的读数为指针所指的欧姆数乘倍率,即电阻为12×10 Ω=120 Ω。
(2)[3][4][5]由于电源电动势只有3 V,所以电压表选择量程为0~5 V的电压表V1;因电路中的最大电流约为
Im==25 mA
所以电流表选用量程为0~25 mA的电流表A1;由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值,所以控制电路应选用分压式接法;因待测电阻的阻值远大于电流表内阻,应选用电流表内接法,电路原理图如图所示。
三、计算题(本大题共4小题,共44分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的题要注明单位)
15. 如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等,将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在垂直水平面向里的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界始终平行。求:
(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压UMN;
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W。
【答案】(1);(2)Blv;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)线框MN边在磁场中运动时,感应电动势为
E=Blv
线框中的感应电流为
(2)M、N两点间的电压为
(3)只有MN边在磁场中时,线框运动的时间为
此过程线框中产生的焦耳热为
同理,只有PQ边在磁场中运动时线框中产生的焦耳热为
根据能量守恒定律得水平拉力做功为
16. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2kV高压输电,输电线上损失了0.5kW,最后用户得到220V的电压,求:
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比;
(2)输电线的总电阻R;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】(1)1:5;(2);(3)95:11
【解析】
【详解】(1)升压变压器、副线圈匝数比为
(2)发电机输出功率等于升压变压器的输出功率,有
导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关,有
输电线的总电阻
(3)设降压变压器原线圈上电压为
降压变压器原、副线圈匝数比为
17. 如图所示, AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨, 两导轨间的距离为L, 导轨平面与水平面的夹角是θ, 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜面向上方的匀强磁场, 磁感应强度为B. 在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,导轨的电阻不计.一根垂直于导轨放置的金属棒ab, 电阻为r 质量为m, 从静止开始沿导轨下滑, 下滑高度为H时达到最大速度.不计摩擦,求在此过程中:(重力加速度为g)
(1)ab 棒的最大速度
(2)通过电阻R的热量
(3)通过电阻R的电量
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【分析】(1)金属棒下滑时切割磁感线运动,产生感应电动势,产生感应电流,受到沿斜面向上的安培力,做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为0时,速度最大.
(2)下滑过程中,重力势能减小,动能增加,内能增加,根据能量守恒求出整个电路产生的热量,从而求出电阻R上产生的热量.
(3)电量,求出磁通量的变化量,即可求出通过电阻R的电量.
【详解】(1)金属棒向下做加速度减小的加速运动,当加速度a=0时,速度达到最大.
有mgsinθ=FA
FA=BIL
联立三式得,mgsinθ=,
所以 .
(2)根据能量守恒得:mgH=mvm2+Q总
所以整个回路产生的热量Q总=mgH−mvm2
则通过电阻R的热量
(3)下滑高度为H的过程中磁通量的增加量为△Φ=.
通过电阻R的电量 .
【点睛】解决本题的关键掌握运用动力学分析金属棒的运动,知道当加速度为零时,速度最大.以及会灵活运用能量守恒定律和掌握电量的公式.
18. 如图所示,一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝),面积为200 cm2,线圈的电阻为1 Ω,在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接,线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示,求:
(1)t=3 s时穿过线圈的磁通量;
(2)t=5 s时,电压表的读数;
(3)若取B点电势为零,A点的最高电势是多少?
【答案】(1)7×10-3 Wb;(2)0.32 V;(3)0.08 V
【解析】
【详解】(1)t=3s时,穿过线圈的磁通量
Φ=BS=3.5×10-1×200×10-4 Wb=7×10-3 Wb
(2)4~s内的感应电动势为
电压表的读数为
(3)0~4s,A点电势高于零;4~6s,A点电势低于零,在0~4 s内的感应电动势为
A、B两端的电势差为
故A点的最高电势为
φA=0.08 V
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高二期末测试
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
1. 如图所示螺线管中感应电流的方向是( )
A. 如图中箭头所示
B. 与图中箭头方向相反
C. 无感应电流
D. 与条形磁铁运动加速还是减速有关,故无法判断
2. 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在转动过程中,线框中的最大磁通量为Φm,最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是( )
A. 当磁通量为零时,感应电动势也为零
B. 当磁通量减少时,感应电动势在增大
C. 当磁通量等于0.5Φm时,感应电动势等于0.5Em
D. 角速度ω=Em/Φm
3. 在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )
A. v1=v2,方向都向右
B. v1=v2,方向都向左
C. v1>v2,v1向右,v2向左
D. v1>v2,v1向左,v2向右
4. 如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬间,A、C两环( )
A. 都被B吸引 B. 都被B排斥
C. A被吸引,C被排斥 D. A被排斥,C被吸引
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为。下列说法正确的是( )
A. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为
B. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为220 V
C. 单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大
D. 单刀双掷开关与a连接,滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小
6. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上;以下说法中正确的是 ( )
A. 电压的有效值为10V
B. 通过电阻的电流有效值为A
C. 电阻消耗电功率为5W
D. 电阻每秒钟产生的热量为10J
7. 如图所示,矩形线圈处于匀强磁场中,当磁场分别按图(1)图(2)两种方式变化时,t0时间内线圈产生的电能及通过线圈某一截面的电量分别用W1、W2、q1、q2表示,则下列关系式正确的是( )
A. W1= W2,q1= q 2
B. W1>W2,q1= q 2
C. W1< W2,q1< q 2
D. W1> W2,q 1> q 2
8. 如图所示,R为定值电阻,电感L的值很大,电源内阻不可不计,A、B是完全相同的两只灯泡,当开关S闭合时,下列判断正确的是( )
A. 灯A比灯B先亮,然后灯A熄灭
B. 灯B比灯A先亮,然后灯B逐渐变暗
C. 灯A与灯B一起亮,而后灯A熄灭
D. 灯A与灯B一起亮,而后灯B熄灭
9. 电源电动势,小灯泡L上标有“,”的字样,开关S接1,当变阻器调到时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。则( )
A. 电源内阻为
B. 电动机的内阻为
C. 电动机正常工作的电压为
D. 电源效率约为90%
10. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
A. 家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B. 家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C. 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起
D. 地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起
11. 如图是电子感应加速器的示意图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出(不计初速度),当电磁铁线圈中电流的方向与图示方向一致时,使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶,下列说法中正确的是( )
A. 真空室中磁场方向竖直向上 B. 真空室中磁场方向竖直向下
C. 电流应逐渐减小 D. 电流应逐渐增大
12. 半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。直杆在圆环上以速度v平行于直径向右做匀速直线运动,直杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,直杆的位置由θ确定,如图所示。则( )
A. 时,直杆产生的电动势为
B. 时,直杆产生的电动势为
C. 时,直杆受的安培力大小为
D. 时,直杆受的安培力大小为
第Ⅱ卷(非选择题,共56分)
二、实验题(本题包括2小题,共12分)
13. 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整。
( )
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针向_____偏转;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针向_____偏转。
14. 某同学为了测定一只电阻的阻值,采用了如下方法:
(1)用多用电表粗测:多用电表电阻挡有4个倍率,分别为×1k、×100、×10、×1.该同学选择“×100”挡,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大(指针位置如图中虚线所示)。为了较准确地进行测量,请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤:
A.换用“×_________”挡;
B.两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在0 Ω处;
C.重新测量并读数,某时刻刻度盘上的指针位置如图中实线所示,测量结果是________Ω。
(2)该同学用伏安法继续测定这只电阻的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势3 V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~5 V,内阻约为5 kΩ)
C.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为25 kΩ)
D.电流表A1(量程0~25 mA,内阻约为1 Ω)
E.电流表A2(量程0~250 mA,内阻约为0.1 Ω)
F.滑动变阻器一只,阻值0~20 Ω
G.开关一只,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择____________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择_________(选填“A1”或“A2”)。请在虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)。 ( )
三、计算题(本大题共4小题,共44分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的题要注明单位)
15. 如图所示,用质量为m、电阻为R的均匀导线做成边长为l的单匝正方形线框MNPQ,线框每一边的电阻都相等,将线框置于光滑绝缘的水平面上。在线框的右侧存在垂直水平面向里的有界匀强磁场,磁场边界间的距离为2l,磁感应强度为B。在垂直MN边的水平拉力作用下,线框以垂直磁场边界的速度v匀速穿过磁场。在运动过程中线框平面水平,且MN边与磁场的边界始终平行。求:
(1)线框MN边刚进入磁场时,线框中感应电流的大小;
(2)线框MN边刚进入磁场时,M、N两点间的电压UMN;
(3)在线框从MN边刚进入磁场到PQ边刚穿出磁场的过程中,水平拉力对线框所做的功W。
16. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2kV高压输电,输电线上损失了0.5kW,最后用户得到220V的电压,求:
(1)升压变压器原、副线圈的匝数比;
(2)输电线的总电阻R;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
17. 如图所示, AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨, 两导轨间的距离为L, 导轨平面与水平面的夹角是θ, 在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜面向上方的匀强磁场, 磁感应强度为B. 在导轨的AC端连接一个阻值为R的电阻,导轨的电阻不计.一根垂直于导轨放置的金属棒ab, 电阻为r 质量为m, 从静止开始沿导轨下滑, 下滑高度为H时达到最大速度.不计摩擦,求在此过程中:(重力加速度为g)
(1)ab 棒的最大速度
(2)通过电阻R的热量
(3)通过电阻R的电量
18. 如图所示,一个100匝的圆形线圈(图中只画了2匝),面积为200 cm2,线圈的电阻为1 Ω,在线圈外接一个阻值为4 Ω的电阻和一个理想电压表。电阻的一端B与地相接,线圈放入方向垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示,求:
(1)t=3 s时穿过线圈的磁通量;
(2)t=5 s时,电压表的读数;
(3)若取B点电势为零,A点的最高电势是多少?
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