内容正文:
期末必刷押题密卷03
一:单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.我国自主研发的“北斗”导航系统,在为西藏广袤山区提供精准定位服务中发挥了重要作用。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波在介质中只能沿直线传播
B.电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波
C.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
D.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场
【答案】B
【详解】A.电磁波在介质中可以发生折射、衍射等现象(如在大气层或非均匀介质中传播时),不一定沿直线传播,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁理论,变化的电场和磁场相互激发,并在空间中传播形成电磁波,故B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,但实验证实是由赫兹在1887年完成的,故C错误;
D.均匀变化的电场(如电场随时间线性变化)产生稳定的磁场(恒定磁场),而非均匀变化的磁场,故D错误。
故选B。
2.如图,下列说法正确的是( )
A.甲图中要增大粒子引出时的最大动能,增加电压U即可
B.乙图是磁流体发电机,可判断出A极板是发电机的正极
C.若不计重力影响,丙图可以判断粒子的电性,且粒子沿直线匀速通过的条件是
D.丁图中若载流子(电场作用下能作定向运动的带电粒子)带负电,稳定时C面电势低
【答案】D
【详解】A.甲图中当粒子的动能达到最大时,其在D形盒中的做圆周运动的半径为D形盒的半径,根据洛伦兹力提供向心力
可得粒子的动能为
联立解得
可知增加电压U,不能增大粒子引出时的最大动能,故A错误;
B.乙图中当带有正、负粒子的等离子体通入两板间时,根据左手定则,带正电的离子向下偏转,负离子向上偏转,故B板相当于电源正极,A板是发电机的负极,故B错误;
C.丙图是速度选择器,粒子能够沿直线匀速通过时,由受力平衡可得
解得
可知粒子能够沿直线匀速通过的条件是,但并不能判断粒子的电性,故C错误;
D.丁图中若载流子带负电,根据左手定则可知负电荷受到的洛伦兹力向左,即负电荷向C面偏转,则稳定时C面电势低,D面电势高,故D正确。
故选D。
3.避雷针是一种常见的防止建筑物遭雷击的装置,如图是一避雷针附近的电场,实线代表电场线,现有一带电粒子(重力不计)从A点射入电场,虚线表示它的运动轨迹。则下列说法正确的是( )
A.粒子带负电
B.从A到B过程,电场力做正功,电势能减小
C.电场中a、b、c三点的电势大小关系为
D.A、B的动能大小关系为
【答案】B
【详解】A.由于粒子受向下的电场力,与电场线方向相同,所以粒子带正电,故A错误;
BD.粒子做曲线运动,受力指向弧线凹侧,电场力与速度夹角为锐角,则可知电场力对粒子做正功,粒子动能增加,电势能减小,所以,故B正确,D错误;
C.沿着电场线方向电势逐渐降低,所以,故C错误。
故选B。
4.甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图甲中,A1与L1的电阻值相同
B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流小于L1中电流
C.图乙中,变阻器R与L2的直流电阻不同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】B
【详解】AB.图甲中,断开S1的瞬间,A1灯闪亮,是因为电路稳定时A1的电流小于L1的电流,则可知L1的电阻小于A1的电阻,故A错误、B正确;
C.图乙中,因为要观察两只灯泡发光的亮度变化,两个支路的总电阻相同,因两个灯泡电阻相同,所以变阻器R与L2的电阻值相同,故C错误;
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2对电流有阻碍作用,所以L2中电流与变阻器R中电流不相等,故D错误。
故选B。
5.如图甲所示,高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。a′、b′、c′为同一竖直面上与导线a、b、c相交的三个点,连接三点构成等腰直角三角形(a′b′ = b′c′),O为连线a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B,不计地磁场的影响,则下列说法正确的是( )
A.O点的磁感应强度大小为3B
B.O点的磁感应强度方向是从O指向c′
C.导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度大小为
D.导线b受到的安培力方向竖直向上
【答案】B
【详解】AB.由题意可知,通电导线a、b、c在O处产生的磁感应强度大小均为B,方向分别为竖直向上、水平向左、竖直向下,如图所示,根据磁场强度的叠加原理可知,O点的磁感应强度大小为B,方向从O指向c′,故A错误,B正确;
C.导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度如图所示
导线b处的合磁感应强度水平向右,设,则,因,则
处的合磁感应强度的大小为
故C错误;
D.根据左手定则可知导线b受到的安培力方向竖直向下,故D错误。
故选B。
6.如图所示,两匀强磁场的方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度大小分别为、,今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是( )
A.电子的运动轨迹为PENCMDP
B.
C.电子从射入磁场到回到P点用时为
D.电子在磁场中受到的洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍
【答案】D
【详解】A.根据左手定则可知,电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场时,受到的洛伦兹力方向向上,所以电子的运动轨迹为PDMCNEP,故A错误;
BD.由题图可知,电子在左侧匀强磁场中的运动半径是在右侧匀强磁场中的运动半径的一半,即
由洛伦兹力提供向心力
可得
可知
所以电子在磁场中受到的洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍,故B错误,D正确;
C.电子从射入磁场到回到P点用时为
故C错误。
故选D。
7.如图所示,固定在水平面上的半径为l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的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度ω匀速转动。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,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.棒产生的电动势为Bl²ω
B.电容器所带的电荷量为CBlω
C.电阻消耗的电功率为
D.微粒的电荷量与质量之比为
【答案】D
【详解】A.棒产生的电动势为
选项A错误;
B.电容器所带的电荷量为
选项B错误;
C.电阻消耗的电功率为
选项C错误;
D.微粒处于平衡状态,则
则电荷量与质量之比为
选项D正确。
故选D。
二:多项选择题:每小题最少有两个选项符合提议,少选且正确的3分,本地共3题,每题6分,共18分
8.在如图所示电路中,当变阻器的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.上消耗的功率变小 D.电源内部消耗的热功率变大
【答案】ACD
【详解】ABC.当变阻器的滑动头P向b端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路外电阻变小,根据闭合电路欧姆定律
可知电路总电流增大;根据
可知路端电压减小,则电压表示数变小;由于流过的电流增大,则两端电压增大,所以并联部分的两端电压减小,即两端电压减小,所以通过的电流减小,则电流表示数变小,根据
可知上消耗的功率变小,故AC正确、B错误;
D.根据
由于电路总电流增大,则电源内部消耗的热功率变大,故D正确。
故选ACD。
9.如图所示,一个质量m、电荷量q的小滑块(可视为质点),放在倾角为α的绝缘斜面顶端(斜面足够长),斜面置于B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,小滑块运动一段距离x后离开斜面,离开斜面时的速度为v。斜面与滑块间摩擦系数为µ。则( )
A.物块带正电
B.离开斜面时的速度为
C.滑块在斜面上运动的时间为
D.滑块在斜面上运动的时间为
【答案】ABC
【详解】A.由于小物块运动一段距离后离开斜面,则物块受到垂直于斜面向上的洛伦兹力,根据左手定则可知,物块一定带正电,故A正确;
B.物块离开斜面时有
所以
故B正确;
CD.对小物块,根据动量定理有,,
联立解得
故C正确,D错误。
故选ABC。
10.如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域(电场强度E和磁感应强度B已知),小球在此区域的竖直平面内做匀速圆周运动,则( )
A.小球可能带正电
B.小球做匀速圆周运动的半径为
C.小球做匀速圆周运动的周期为
D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增大
【答案】BC
【详解】A.小球在竖直平面内做匀速圆周运动,故重力等于电场力,即电场力竖直向上,由于E向下,小球带负电,故A错误;
B.小球在竖直平面内做匀速圆周运动,故重力等于电场力,所以
由于洛伦兹力提供向心力,故有
解得
又由于
解得
故B正确;
C.由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动,故有运动周期
C正确;
D.由于洛伦兹力提供向心力做圆周运动,故有运动周期
显然运动周期与加速电压无关,D错误。
故选BC。
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题6分,第二小题10分,共16分。
11.某实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到 (选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为 Ω;
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:
电源(,内阻可以忽略),
电流表A(量程,内阻约为),
电压表V(量程,内阻约为),
滑动变阻器(最大阻值),
刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径D
两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图 (选填“乙”或“丙”)更合理
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k,则合金金属丝的电阻率为 (结果用k、D、π表示)。
【答案】(1) ×1 5.8/5.9/6.0/6.1/6.2
(2)丙
(3)
【详解】(1)[1][2]选择“×10”倍率的挡位,发现表针偏转角度很大,说明被测电阻示数较小,选择的挡位偏大,故需要选择“×1”挡位,金属丝的电阻为6.0Ω。
(2)由于电压表的内阻约为金属丝的电阻的500倍,而金属丝的电阻是电流表内阻的6倍,故认为被测电阻远小于电压表的内阻,采用电流表外接误差小,选择图丙。
(3)根据
,
可得,图像的图线斜率为
变形得
12.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图a所示电路。所用器材如下,
电压表(量程0-3V,内阻很大)
电流表(量程0-0.6A)
电阻箱(阻值0-999.9Ω)
干电池一节,开关一个,导线若干
(1)根据图a完成图b中的实物连线 ;
(2)调节电阻箱至阻值最大,闭合开关,依次改变电阻箱的电阻,记录它的阻值R、电流表示数I和电压表示数U,根据数据做出U-I图像如图c所示,则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)内阻为 Ω(保留2位有效数字);
(3)该小组进一步研究做出图像如图d所示,利用图d中图像的纵轴截距可以求出电流表内阻为 Ω(保留3位有效数字);
(4)考虑电压表分流,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏小”或“偏大”)。
【答案】(1)
(2) 1.58 0.63
(3)2.53
(4)偏小
【详解】(1)实物连线如图
(2)[1][2]根据U=E-Ir结合图c可知,电源电动势为E=1.58V
内阻
(3)根据闭合电路欧姆定律
可得
由图像可知
解得RA=2.53Ω
(4)考虑电压表分流,本实验干电池内阻的测量值
可知内阻测量值偏小。
四:解答题:本题共3小题,第一小题小题10分,第二小题12分,第三小题16分,共38分。
13.如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,其竖直边界AB、CD间的宽度为,在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场,现有质量为、带电荷量为的粒子(不计重力)从P点以大小为v0的水平初速度射入电场,随后与边界AB成角射入磁场。若粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且碰不到正极板。
(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹,并求出粒子进入磁场时的速度大小。
(2)求匀强磁场的磁感应强度B。
(3)求金属板间的电压U的最小值。
【答案】(1),;(2);(3)
【详解】(1)粒子的轨迹如图所示
由于粒子与边界AB成角射入磁场,可得粒子进入磁场时的速度大小为
(2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设其轨道半径为,由几何关系可知
由洛伦兹力作为向心力可得
联立解得
(3)粒子进入平行金属板间电场减速至速度减为零且恰好不与正极板相碰时,板间电压最小,由动能定理有
解得
14.如图所示的平面直角坐标系xoy,在第I象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第IV象限半径为R的圆形区域内有匀强磁场,方向垂直于xoy平面向里,圆形区域与x轴相切于a(2h,0)点。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a点进入磁场区域,射出磁场后再次经过y轴时,速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度B的大小。
【答案】(1)
(2),与x轴正方向夹角为45°
(3)
【详解】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,水平方向
竖直方向
解得
(2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为
速度大小
方向与x轴正方向成45°角。
(3)粒子在第IV象限射出磁场后再次经过y轴时,速度与y轴负方向成45°角,粒子在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示
粒子运动轨迹圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切,粒子在区域中的轨迹是以为圆心、r为半径的圆上的圆弧ab,a点和b点在圆形磁场区域的直径上。由圆形磁场的半径为R,由几何关系可知
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
解得磁感应强度B的大小
15.如图,两根足够长平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为2L和L,图中左侧光滑,处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为;右侧粗糙,以O为原点,沿导轨方向建立x轴,沿Ox方向存在分布规律为(k>0)的竖直向下的磁场(图中未标出)。一质量为3m,三边长度均为L的U形金属框,左端紧靠平放在绝缘轨道上(与金属导轨不接触)被固定处于静止状态。长为2L,质量为m的导体棒a处在间距为2L的金属导轨上,长为L,质量为m,电阻为R的导体棒b处在间距为L的金属导轨上。现同时给导体棒a、b大小相同的水平向右的速度,当导体棒b运动至时,导体棒a中已无电流,且恰好被立柱挡住没有进入右侧轨道。同时解除U形金属框的固定,导体棒b与U形金属框碰撞后粘连在一起构成回路向右运动,经时间t后静止。已知导体棒a、b、金属框材质完全相同,三者与导轨始终接触良好,已知OO′右侧之间的动摩擦因数为μ,求:
(1)导体棒b到达时导体棒a、b的速度、;
(2)导体棒b最终静止时距离的距离;
(3)整个过程中导体棒a产生的焦耳热。
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)给导体棒a、b大小相同的水平向右的速度后,因为导体棒a产生的电动势大于棒b产生的电动势,所以回路中有感应电流产生,导体棒a减速运动,棒b加速运动,设棒b到达时的速度大小为,此时导体棒a的速度大小为,因为此时已经无电流,所以
根据
可知导体棒a受到的安培力大小是导体棒b的两倍,可得导体棒a受安培力的冲量大小也是导体棒b的两倍,则对a、b棒分别根据动量定理可得,
联立解得,
(2)设棒b与U形金属框碰撞后共同速度为,则根据动量守恒定律可得
解得
由题意可知U形金属框右边始终比U形金属框左边的磁场大
U形金属框的总长度为3L,质量为3m,导体棒b长为L,质量为m,电阻为R,二者材质相同,可知二者密度和电阻率相同,根据密度公式和电阻定律可得U形金属框的电阻为3R,棒b与U形金属框碰撞后到最终静止的过程,回路中的平均电流为
以初速度方向为正方向,根据动量定理有
即
联立解得
(3)当导体棒b运动至时,导体棒a、b构成的回路产生的热量为,根据能量守恒定律可得
解得
导体棒a长为2L,质量为m,导体棒b长为L,质量为m,电阻为R,二者材质完全相同,可知二者密度相同,根据
可知导体棒a的横截面积是导体棒b的一半,根据
可知导体棒a的电阻是导体棒b的4倍,已知通过两棒的电流始终相等,根据
可知导体棒a产生焦耳热是导体棒b产生焦耳热的4倍,即导体棒a产生的焦耳热
解得
2
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$
期末必刷押题密卷03
一:单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.我国自主研发的“北斗”导航系统,在为西藏广袤山区提供精准定位服务中发挥了重要作用。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波在介质中只能沿直线传播
B.电磁场由发生区域向远处传播就形成电磁波
C.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
D.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场
2.如图,下列说法正确的是( )
A.甲图中要增大粒子引出时的最大动能,增加电压U即可
B.乙图是磁流体发电机,可判断出A极板是发电机的正极
C.若不计重力影响,丙图可以判断粒子的电性,且粒子沿直线匀速通过的条件是
D.丁图中若载流子(电场作用下能作定向运动的带电粒子)带负电,稳定时C面电势低
3.避雷针是一种常见的防止建筑物遭雷击的装置,如图是一避雷针附近的电场,实线代表电场线,现有一带电粒子(重力不计)从A点射入电场,虚线表示它的运动轨迹。则下列说法正确的是( )
A.粒子带负电
B.从A到B过程,电场力做正功,电势能减小
C.电场中a、b、c三点的电势大小关系为
D.A、B的动能大小关系为
4.甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮。而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图甲中,A1与L1的电阻值相同
B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流小于L1中电流
C.图乙中,变阻器R与L2的直流电阻不同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
5.如图甲所示,高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。a′、b′、c′为同一竖直面上与导线a、b、c相交的三个点,连接三点构成等腰直角三角形(a′b′ = b′c′),O为连线a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B,不计地磁场的影响,则下列说法正确的是( )
A.O点的磁感应强度大小为3B
B.O点的磁感应强度方向是从O指向c′
C.导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度大小为
D.导线b受到的安培力方向竖直向上
6.如图所示,两匀强磁场的方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度大小分别为、,今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是( )
A.电子的运动轨迹为PENCMDP
B.
C.电子从射入磁场到回到P点用时为
D.电子在磁场中受到的洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍
7.如图所示,固定在水平面上的半径为l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的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴上,随轴以角速度ω匀速转动。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,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.棒产生的电动势为Bl²ω
B.电容器所带的电荷量为CBlω
C.电阻消耗的电功率为
D.微粒的电荷量与质量之比为
二:多项选择题:每小题最少有两个选项符合提议,少选且正确的3分,本地共3题,每题6分,共18分
8.在如图所示电路中,当变阻器的滑片P向b端移动时( )
A.电压表示数变小,电流表示数变小 B.电压表示数变大,电流表示数变小
C.上消耗的功率变小 D.电源内部消耗的热功率变大
9.如图所示,一个质量m、电荷量q的小滑块(可视为质点),放在倾角为α的绝缘斜面顶端(斜面足够长),斜面置于B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,小滑块运动一段距离x后离开斜面,离开斜面时的速度为v。斜面与滑块间摩擦系数为µ。则( )
A.物块带正电
B.离开斜面时的速度为
C.滑块在斜面上运动的时间为
D.滑块在斜面上运动的时间为
10.如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域(电场强度E和磁感应强度B已知),小球在此区域的竖直平面内做匀速圆周运动,则( )
A.小球可能带正电
B.小球做匀速圆周运动的半径为
C.小球做匀速圆周运动的周期为
D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增大
三:实验题:本题共2小题,第一小题小题6分,第二小题10分,共16分。
11.某实验小组欲测量一段合金金属丝的电阻率,操作步骤如下。
(1)用欧姆表粗测该金属丝的电阻。小组同学第一次选择“×10”倍率的挡位,把红、黑表笔接在金属丝两端,按照正确步骤操作,发现表针偏转角度很大,为了能获得更准确的测量数据,第二次他们应该将倍率调到 (选填“×1”或“×100”)的挡位,选择合适挡位后,按照正确步骤操作,表针指示如图甲,则金属丝的电阻为 Ω;
(2)测量金属丝的电阻率。实验室给出的器材有:
电源(,内阻可以忽略),
电流表A(量程,内阻约为),
电压表V(量程,内阻约为),
滑动变阻器(最大阻值),
刻度尺,螺旋测微器。用螺旋测微器测量出金属丝的直径D
两个同学设计了如图乙、丙两个电路图,从减小误差的角度,你认为图 (选填“乙”或“丙”)更合理
(3)按选择的合适电路图连接好实物,实验时多次改变金属丝接入电路的长度l(用刻度尺测量),调节滑动变阻器的滑片在合适位置,读出电流表的示数I和电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,从图像上得到图线的斜率k,则合金金属丝的电阻率为 (结果用k、D、π表示)。
12.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图a所示电路。所用器材如下,
电压表(量程0-3V,内阻很大)
电流表(量程0-0.6A)
电阻箱(阻值0-999.9Ω)
干电池一节,开关一个,导线若干
(1)根据图a完成图b中的实物连线 ;
(2)调节电阻箱至阻值最大,闭合开关,依次改变电阻箱的电阻,记录它的阻值R、电流表示数I和电压表示数U,根据数据做出U-I图像如图c所示,则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)内阻为 Ω(保留2位有效数字);
(3)该小组进一步研究做出图像如图d所示,利用图d中图像的纵轴截距可以求出电流表内阻为 Ω(保留3位有效数字);
(4)考虑电压表分流,本实验干电池内阻的测量值 (填“偏小”或“偏大”)。
四:解答题:本题共3小题,第一小题小题10分,第二小题12分,第三小题16分,共38分。
13.如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,其竖直边界AB、CD间的宽度为,在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场,现有质量为、带电荷量为的粒子(不计重力)从P点以大小为v0的水平初速度射入电场,随后与边界AB成角射入磁场。若粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且碰不到正极板。
(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹,并求出粒子进入磁场时的速度大小。
(2)求匀强磁场的磁感应强度B。
(3)求金属板间的电压U的最小值。
14.如图所示的平面直角坐标系xoy,在第I象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第IV象限半径为R的圆形区域内有匀强磁场,方向垂直于xoy平面向里,圆形区域与x轴相切于a(2h,0)点。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a点进入磁场区域,射出磁场后再次经过y轴时,速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度B的大小。
15.如图,两根足够长平行金属导轨固定在绝缘水平面上,左、右两侧导轨间距分别为2L和L,图中左侧光滑,处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为;右侧粗糙,以O为原点,沿导轨方向建立x轴,沿Ox方向存在分布规律为(k>0)的竖直向下的磁场(图中未标出)。一质量为3m,三边长度均为L的U形金属框,左端紧靠平放在绝缘轨道上(与金属导轨不接触)被固定处于静止状态。长为2L,质量为m的导体棒a处在间距为2L的金属导轨上,长为L,质量为m,电阻为R的导体棒b处在间距为L的金属导轨上。现同时给导体棒a、b大小相同的水平向右的速度,当导体棒b运动至时,导体棒a中已无电流,且恰好被立柱挡住没有进入右侧轨道。同时解除U形金属框的固定,导体棒b与U形金属框碰撞后粘连在一起构成回路向右运动,经时间t后静止。已知导体棒a、b、金属框材质完全相同,三者与导轨始终接触良好,已知OO′右侧之间的动摩擦因数为μ,求:
(1)导体棒b到达时导体棒a、b的速度、;
(2)导体棒b最终静止时距离的距离;
(3)整个过程中导体棒a产生的焦耳热。
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