内容正文:
开州中学浦里校区2025届高二(下)3月月考物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单项选择题:本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 有感应电流就一定有感应电动势
B. 带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用
C. 感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反
D. 电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质
【答案】A
【解析】
【详解】A.导线在磁场中做切割磁感线运动,导体中一定有感应电动势,由于不知道是否有闭合回路,因此不一定有感应电流,所以有感应电流就一定有感应电动势,故A正确;
B.当运动电荷的速度方向与磁场平行时,电荷在磁场中不受洛伦兹力作用,故B错误;
C.当磁通量增大时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同;即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故C错误;
D.电场、磁场是客观存在的物质,电场线和磁场线是为了形象描绘场而假想的曲线,在场中是不存在的,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E,下列说法正确的是( )
A. 甲图要增大粒子的最大动能,可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出A极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若导体为金属,稳定时C板电势高
【答案】C
【解析】
【详解】A.设回旋加速度D形盒的半径为R,粒子获得的最大速度为vm,根据牛顿第二定律有
解得
粒子的最大动能为
由上式可知要增大粒子的最大动能,可增大磁感应强度,故A错误;
B.根据左手定则可知等离子体中正电荷向B板偏转,负电荷向A板偏转,所以A极板是发电机的负极,B极板是发电机的正极,故B错误;
C.粒子沿直线通过速度选择器时,洛伦兹力与电场力平衡,即
解得
故C正确;
D.若导体为金属,则产生电流的粒子是自由电子,其定向移动方向与电流方向相反,根据左手定则可知稳定时C板聚集了电子,所以D板电势高,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )
A. 与同时熄灭 B. 电流方向不变
C. 闪亮后再熄灭 D. 闪亮后再熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】开关S处于闭合状态时,电流达到稳定状态,线圈相当于一个很小的电阻,线圈与灯P处于并联关系,则有
又
可得
且很小。断开开关,L线圈相当于一个电源,其与灯泡P构成串联回路,电路中电流方向沿逆时针方向,灯泡Q不接入电路立即熄灭,线圈的电流从原来的数值逐渐减小到零,因为,所以灯泡P会闪亮后逐渐变暗熄灭。故ABC错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面,导轨左端与电源连接,电源电动势为,金属棒垂直于导轨放置,整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场,磁感应强度大小为。取,。若金属棒始终静止,则金属棒受到的摩擦力( )
A. 方向水平向右,大小为 B. 方向水平向左,大小为
C. 方向水平向右,大小为 D. 方向水平向左,大小为
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则可知,金属棒受到的安培力方向斜向左上方,对金属棒受力分析如图所示
根据平衡条件可得
联立解得
方向水平向右。
故选A。
5. 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒,一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知,切割磁感线的有效长度为,则棒产生的电动势
故A错误;
B.金属棒电阻不计,电容两极板的电压等于金属棒产生的电动势,由微粒的重力等于电场力得
代入数据化简可得
故B错误;
C.电阻消耗的电功率为
故C正确;
D.电容器所带的电荷量为
故D错误。
故选C。
6. 如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里。在该区域内,有四个质量相同的带正电的微粒甲、乙、丙、丁,微粒甲静止不动;微粒乙在纸面内向右做匀速直线运动;微粒丙在纸面内向左做匀速直线运动;微粒丁在纸面内做匀速圆周运动。已知微粒之间互不影响,则四个微粒中所带电荷量最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】对于甲,根据平衡条件有
解得
对于乙,根据平衡条件有
解得
对于丙,根据平衡条件有
解得
对于丁,根据题意有
解得
综上可得
故选C。
7. 如图所示,圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为q的带电粒子由A点沿平行于直径的方向射入磁场,经过圆心O,最后离开磁场。已知圆形区域半径为R,A点到的距离为,不计粒子重力。则( )
A. 粒子带正电 B. 粒子运动速率为
C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 粒子在磁场中运动的路程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于粒子经过圆心O,最后离开磁场,可知粒子在A点所受洛伦兹力方向向下,根据左手定则可知,四指指向与速度方向相反,所以粒子带负电,故A错误;
B.根据题意,作出粒子的运动轨迹,如图所示。由于圆形区域半径为R,A点到CD的距离为,令粒子做圆周运动的轨迹半径为r,根据几何关系有
r=R
粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则
解得粒子运动速率为
故B错误;
C.由于圆形区域半径为R,A点到CD的距离为,根据上述分析,粒子做圆周运动的轨迹半径也为R,则△AOO'与△EOO'均为等边三角形,所以轨迹所对应的圆心角∠AO′E=120°;粒子在磁场中运动的时间为
故C错误;
D.粒子在磁场中运动的路程为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分。
8. 下列关于教材中四幅插图的说法,正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中会产生大量热量,从而冶炼金属
C. 图丙中,当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头,运输时要把正、负接线柱用导线连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.当摇动手柄使得蹄形磁铁转动,导致铝框的磁通量发生变化,从而产生感应电流,受到安培力,铝框会同向转动,但转得比磁铁慢,故A正确;
B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属块中会产生涡流,金属块中就会产生大量热量,从而冶炼金属,故B错误;
C.图丙中,当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动,线圈在磁场中运动,线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理,故C正确;
D.微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起,运输过程中导线转动切割磁感应线产生感应电流,线圈受到的安培力会阻碍线框的转动,可以保护电表指针,这是利用了电磁阻尼原理,故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示,在坐标系中,有边长为L的正方形金属线框,其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧,在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行。时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.在d点运动到点过程中,ab边切割磁感线,根据右手定则可知线框中电流方向为逆时针,即正方向,根据几何知识,切割的有效长度均匀减小到0,故电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0,接着cd边开始切割磁感线,根据右手定则可知感应电流的方向为顺时针,即负方向,电动势均匀减小到0,则电流均匀减小到0,故A正确,B错误;
CD.在d点运动到O点过程中,ab边切割磁感线,则ab相当于电源,且b点的电势高于a点电势,ab间的电势差为负值,设金属线框电阻为,则ab间的电势差为
可知ab间的电势差逐渐减小。接着cd边开始切割磁感线,cd边相当于电源,且b点的电势高于a点电势,ab间的电势差为负值,为
可知ab间的电势差逐渐减小,故D正确,C错误。
故选AD。
10. 如图所示,两根足够长光滑导轨竖直放置,导轨间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,弹簧劲度系数为k,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,第一次达到最大速度v时,回路产生的焦耳热为Q。若金属棒和导轨接触良好,电阻均可忽略,则(重力加速度为g)( )
A. 金属棒和弹簧组成的系统机械能守恒
B. 金属棒第一次达到最大速度时弹簧的伸长量为
C. 金属棒最后静止时电阻R上产生的总热量为
D. 金属棒第一次达到最大速度时弹簧的弹性势能小于
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属棒从弹簧原长位置由静止释放后,速度逐渐增大,切割磁感线,产生感应电流,金属棒受到竖直向上的安培力,安培力做负功,故金属棒和弹簧组成的系统机械能不守恒,故A错误;
B.金属棒第一次达到最大速度时,受到重力、弹簧的弹力和安培力,处于平衡状态,则有
安培力为
导体切割磁感线,感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律有
弹簧的弹力为
联立解得
故B正确;
C.金属棒最后静止时,安培力为零,受重力和弹簧弹力,则有
根据动能定理有
由功能关系可知回路产生的焦耳热为
联立解得
故C错误;
D.金属棒第一次达到最大速度时,由动能定理有
即
可得
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本题共2个小题,第11题6分,第12题10分,共16分。
11. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
(1)将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将向______(“左”或“右”)偏转。
(2)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将向_______(“左”或“右”)偏转。
(3)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端,第一次快拉,第二次较慢拉,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______。
【答案】 ①. 右 ②. 右 ③. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明线圈B中磁通量增加,产生的感应电流使灵敏电流计的指针右偏,现将原线圈迅速插入副线圈时,线圈B中磁通量增加,故产生的感应电流也使灵敏电流计的指针右偏;
(2)[2]同理可知,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,线圈B中磁通量增加,灵敏电流计指针将向右;
(3)[3]由法拉第电磁感应定律可知
滑动变阻器触头从最左端拉到最右端滑动的越快,线圈A中的电流变化越快,线圈B中的磁通量变化越快,产生的感应电动势越大,故两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是。
12. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3V,0.6A”
B.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表(量程15V,内阻约为50kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1A)
G.电源(电动势为4V,内阻不计)
H.开关及导线等
(1)实验要求小灯泡的电压从零开始测量,滑动变阻器应选择______(“分压式”或“限流式”),为了实验的准确性,滑动变阻器应选择______(填写器材对应的字母)。
(2)在图甲实物图中,有部分线已连好,请连成符合要求的完整的电路图。______
(3)某同学实验后作出的图像如图乙所示,则当灯泡两端的电压为1.6V时,灯泡的实际电阻是______Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)若将此灯泡与电动势为1.4V,内阻为2.8Ω的电源串联,灯泡消耗的功率是______W。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. 分压式 ②. F
(2) (3)3.2
(4)0.14
【解析】
【小问1详解】
[1]由于小灯泡两端电压从零开始调节,因此滑动变阻器采用分压式接法;
[2]为了实验的准确性,滑动变阻器应选择F。
【小问2详解】
电动势为4V,待测小灯泡的额定电压为3V,电压表应选量程3V;由于通小灯泡的额定电流为0.6A,电流表应选量程0.6A;小灯泡正常工作时电阻
由
所以电流表采用外接法,连成完整的电路图
【小问3详解】
当灯泡两端的电压为1.6V时,由I-U图像可知其两端电流为0.50A,则灯泡的实际电阻是
【小问4详解】
若将此灯泡与电动势为1.4V,内阻为2.8Ω的电源串联,设灯泡两端的实际电压为U,实际电流为I,由闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,代入整理可得
U=1.4-2.8I
在I-U图像作图两图像的交点即灯泡的实际电压与实际电流,如图所示
由图像可得,灯泡的实际电压与实际电流为0.40V,0.35A,所以灯泡消耗的功率是
四、解答题:本题共3个小题,13题10分,14题14分,15题17分,共41分。
13. 如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B = 1T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab的长度与导轨宽度均为L = 0.5m,电阻r = 1.0Ω,导轨电阻不计,当开关S打开,导体棒紧贴导轨匀速下滑时,标有“6V,3W”字样的两小灯泡恰好均正常发光,已知:重力加速度g = 10m/s2,灯泡电阻不变。则:
(1)导体棒ab的质量;
(2)导体棒ab运动速度的大小。
【答案】(1)0.05kg;(2)14m/s
【解析】
【详解】(1)每个小灯泡的电阻为
两灯泡并联后的电阻
两小灯泡恰好均正常发光,每个灯泡的电流
则导体的电流为
I = 2IL = 1A
当导体棒稳定时满足
解得
m = 0.05kg
(2)根据
解得
v = 14m/s
14. 如图甲所示,单匝圆形线框置于水平桌面上,线框半径r = 10cm,质量m = 20g,电阻R = 0.1Ω,与桌面间的动摩擦因数。线框左侧半圆空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。设线框与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,取π2 ≈ 10。求线框:
(1)在0-5s内线圈中感应电流的大小和方向;
(2)在t = 1s时刻所受安培力的大小F;
(3)滑动前所产生的焦耳热Q。
【答案】(1),逆时针;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据图像,感应电动势为
感应电流为
根据楞次定律可知在0-5s内线圈中感应电流方向为逆时针。
(2)根据图像可知,时刻的大小磁感应强度
在时刻所受安培力的大小
(2)若线框恰好滑动,则有
解得
根据图像可知,此时刻为2s,则滑动前所产生的焦耳热
15. 如图所示,在xoy平面内,在范围内以x轴为电场和磁场的边界,在范围内以第Ⅲ象限内的直线OM为电场与磁场的边界,OM与x轴负方向成角,在边界的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T,在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=32N/C;在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒,以沿x轴负方向的初速度射出,已知,微粒所带电荷量,质量,求:
(1)带电微粒第一次进入电场时的位置坐标;
(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间;
(3)带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
【详解】(1) 带电微粒从P点开始在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示,
第一次经过磁场边界上的A点,由半径公式有:
因为OP=0.8cm,匀速圆周运动的圆心在OP的中点C,由几何关系可以知道以,A点位置的坐标为 ;
(2) 带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为
由图可以知道,微粒运动四分之一个圆周后竖直向上进入电场,故
微粒在电场中先做匀减速直线运动到速度为零,然后反向做匀加速直线运动,微粒运动的加速度为:
故在电场中运动的时间为:
代入数据计算得出:
微粒再次进入磁场后又做四分之一圆周运动,故有:
所以微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界的时间为:
;
(3) 微粒从B点第三次经过电磁场边界水平向左进入电场后做类平抛运动,则加速度为:
则第四次到达电磁场边界时有:
解得:.
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开州中学浦里校区2025届高二(下)3月月考物理试题
第Ⅰ卷(选择题)
一、单项选择题:本题共7个小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 有感应电流就一定有感应电动势
B. 带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用
C. 感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反
D. 电场、电场线、磁场、磁感线都是客观存在的物质
2. 如图所示,甲是回旋加速器,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,其中丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E,下列说法正确的是( )
A. 甲图要增大粒子的最大动能,可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出A极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若导体为金属,稳定时C板电势高
3. 如图所示,是自感系数很大、电阻很小的线圈,P、Q是两个相同的小灯泡,开始时,开关S处于闭合状态,P灯微亮,Q灯正常发光,断开开关( )
A. 与同时熄灭 B. 电流方向不变
C. 闪亮后再熄灭 D. 闪亮后再熄灭
4. 如图所示,间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面,导轨左端与电源连接,电源电动势为,金属棒垂直于导轨放置,整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场,磁感应强度大小为。取,。若金属棒始终静止,则金属棒受到的摩擦力( )
A. 方向水平向右,大小为 B. 方向水平向左,大小为
C. 方向水平向右,大小为 D. 方向水平向左,大小为
5. 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的水平金属棒,一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动,转动时棒与圆环接触良好,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
6. 如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直纸面向里。在该区域内,有四个质量相同的带正电的微粒甲、乙、丙、丁,微粒甲静止不动;微粒乙在纸面内向右做匀速直线运动;微粒丙在纸面内向左做匀速直线运动;微粒丁在纸面内做匀速圆周运动。已知微粒之间互不影响,则四个微粒中所带电荷量最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
7. 如图所示,圆形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷量为q的带电粒子由A点沿平行于直径的方向射入磁场,经过圆心O,最后离开磁场。已知圆形区域半径为R,A点到的距离为,不计粒子重力。则( )
A. 粒子带正电 B. 粒子运动速率为
C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 粒子在磁场中运动的路程为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,选错或不答的得0分。
8. 下列关于教材中四幅插图的说法,正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中会产生大量热量,从而冶炼金属
C. 图丙中,当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头,运输时要把正、负接线柱用导线连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
9. 如图所示,在坐标系中,有边长为L的正方形金属线框,其一条对角线和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。在y轴的右侧,在Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的边刚好完全重合,左边界与y轴重合,右边界与y轴平行。时刻,线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i、间的电势差随时间t变化的图线是下图中的( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,两根足够长光滑导轨竖直放置,导轨间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,弹簧劲度系数为k,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,第一次达到最大速度v时,回路产生的焦耳热为Q。若金属棒和导轨接触良好,电阻均可忽略,则(重力加速度为g)( )
A. 金属棒和弹簧组成的系统机械能守恒
B. 金属棒第一次达到最大速度时弹簧的伸长量为
C. 金属棒最后静止时电阻R上产生的总热量为
D. 金属棒第一次达到最大速度时弹簧的弹性势能小于
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本题共2个小题,第11题6分,第12题10分,共16分。
11. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后可能出现的情况有:
(1)将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将向______(“左”或“右”)偏转。
(2)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将向_______(“左”或“右”)偏转。
(3)原线圈插入副线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端,第一次快拉,第二次较慢拉,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______。
12. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡“3V,0.6A”
B.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表(量程15V,内阻约为50kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值为100Ω,额定电流50mA)
F.滑动变阻器(最大阻值为10Ω,额定电流1A)
G.电源(电动势为4V,内阻不计)
H.开关及导线等
(1)实验要求小灯泡的电压从零开始测量,滑动变阻器应选择______(“分压式”或“限流式”),为了实验的准确性,滑动变阻器应选择______(填写器材对应的字母)。
(2)在图甲实物图中,有部分线已连好,请连成符合要求的完整的电路图。______
(3)某同学实验后作出的图像如图乙所示,则当灯泡两端的电压为1.6V时,灯泡的实际电阻是______Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)若将此灯泡与电动势为1.4V,内阻为2.8Ω的电源串联,灯泡消耗的功率是______W。(结果保留两位有效数字)
四、解答题:本题共3个小题,13题10分,14题14分,15题17分,共41分。
13. 如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B = 1T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab的长度与导轨宽度均为L = 0.5m,电阻r = 1.0Ω,导轨电阻不计,当开关S打开,导体棒紧贴导轨匀速下滑时,标有“6V,3W”字样的两小灯泡恰好均正常发光,已知:重力加速度g = 10m/s2,灯泡电阻不变。则:
(1)导体棒ab的质量;
(2)导体棒ab运动速度的大小。
14. 如图甲所示,单匝圆形线框置于水平桌面上,线框半径r = 10cm,质量m = 20g,电阻R = 0.1Ω,与桌面间的动摩擦因数。线框左侧半圆空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。设线框与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,取π2 ≈ 10。求线框:
(1)在0-5s内线圈中感应电流的大小和方向;
(2)在t = 1s时刻所受安培力的大小F;
(3)滑动前所产生的焦耳热Q。
15. 如图所示,在xoy平面内,在范围内以x轴为电场和磁场的边界,在范围内以第Ⅲ象限内的直线OM为电场与磁场的边界,OM与x轴负方向成角,在边界的下方空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.1T,在边界的上方有沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E=32N/C;在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒,以沿x轴负方向的初速度射出,已知,微粒所带电荷量,质量,求:
(1)带电微粒第一次进入电场时的位置坐标;
(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场边界经历的总时间;
(3)带电微粒第四次经过电磁场边界时的速度大小.
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