精品解析:广东省中山市中山纪念中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试题
2026-03-08
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 中山市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.84 MB |
| 发布时间 | 2026-03-08 |
| 更新时间 | 2026-08-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56719279.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
中山纪念中学2025-2026学年高二年级上学期第二次段考试题
物理
第一卷(客观题,共46分)
一、单项选择题:(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 面积为S的矩形线框放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面的夹角如图所示,则穿过线框的磁通量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,穿过线圈的磁通量为
故选B。
2. 关于磁感应强度的单位T,下列表达式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.磁通量的单位是,面积的单位是,根据磁通量的公式
得
故A正确,B错误;
CD.根据磁感应强度的定义式
得
又由电流的定义式
得
则得到
故CD正确。
故选B。
3. 如图所示,半径为r的金属球由长为L的轻质细线悬挂于O点,现将球向右拉开一个小角度θ(θ<5°)后由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球第一次运动至O点正下方时所用时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球做单摆运动,根据单摆周期公式可得
小球第一次运动至O点正下方时所用时间为
故选A。
4. 如图所示的电路中,接在滑动变阻器两端的电压恒定为10V,滑片P处在的正中央,下列四种情况中,R上的电压最接近5V的情况是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】由串并联电路特点及欧姆定律,A选项电阻R上电压
B选项电阻R上电压
C选项电阻R上电压
D选项电阻R上电压
R上的电压最接近5V的情况是D图。
故选D。
5. 下列与磁有关的说法正确的是( )
A. 地球周围存在磁场,地磁场的N极在地理南极附近
B. 北京市地表上空地磁场的磁感应强度方向沿水平方向由南指向北
C. 将一小段电流放入磁场中某处,若电流受磁场力为0则说明该处磁感应强度B为0
D. 将小磁针放入通电螺线管内部,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
【答案】A
【解析】
【详解】A.地球周围存在磁场,不存在磁感线,磁感线是假想的曲线,地磁场的N极在地理南极附近,故A正确;
B. 地磁场在北半球(如北京市)的水平分量方向由南指向北(即从地理南极指向地理北极),在垂直地面方向有垂直地面向下的磁场,所以北京市地表上空的磁感应强度方向斜向下,故B错误;
C.当电流的方向与磁场的方向平行时,磁场对电流没有作用力,但此处的磁感应强度不为零,故C错误;
D.通电螺线管内部磁场方向由其S极指向N极,小磁针静止时其N极指向为该点磁场方向,故小磁针N极应指向通电螺线管的N极,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,以直线为界,其右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其左侧无磁场。甲、乙、丙、丁四个相同的正方形线框在纸面内以不同方式运动,其中:甲的速度平行于,乙的速度垂直于,丙向右加速运动,丁在纸面内绕中心逆时针转动。其中能产生感应电流的线框是( )
A. 甲和乙 B. 丙和丁 C. 乙和丁 D. 只有乙
【答案】D
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知,只有穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中才可以产生感应电流,因此只有图乙可以产生感应电流。
故选D。
7. 如图所示,a、b两根垂直纸面放置的直导线通有等大电流,P点到a、b的距离相等,要使P点的磁场方向水平向右,导线中的电流方向为( )
A. 都向纸外 B. 都向纸里
C. a中向纸里,b中向纸外 D. a中向纸外,b中向纸里
【答案】D
【解析】
【详解】A.若导线中的电流方向都向纸外,则电流a在P点的磁场方向垂直于aP向右上,电流b在P点的磁场方向垂直于bP向左上,则根据平行四边形定则可知,P点磁场方向竖直向上,故A错误;
B.若导线中的电流方向都向纸里,则电流a在P点的磁场方向垂直于aP向左下,电流b在P点的磁场方向垂直于bP向右下,则根据平行四边形定则可知,P点磁场方向竖直向下,故B错误;
C.导线中的电流方向为a中向纸里,b中向纸外,则电流a在P点的磁场方向垂直于aP向左下,电流b在P点的磁场方向垂直于bP向左上,则根据平行四边形定则可知,P点磁场方向水平向左,故C错误;
D.导线中的电流方向为a中向纸外,b中向纸里,则电流a在P点的磁场方向垂直于aP向右上,电流b在P点的磁场方向垂直于bP向右上,则根据平行四边形定则可知,P点磁场方向水平向右,故D正确;
故选D。
二、多项选择题:(本大题共3小题,每小题6分,共18分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求,选对得6分;漏选得3分;不选、错选或多选不得分。)
8. 一个小球以O点为平衡位置,在M、N点间做简谐振动,其运动周期为,若用周期为的频闪相机对小球拍照,则下列选项中可能为该相机所拍摄的频闪照片的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】由题意可知,频闪周期
所以,每隔拍一次照片,根据简谐运动振动方程
A.若,三个位置满足简谐运动规律,故A正确;
B.若存在两个位置在M、N两端,则另两个位置均在O点,故B错误;
C.若,两个位置满足简谐运动规律,故C正确;
D.若在0~之间,四个位置满足简谐运动规律,故D正确。
故选ACD。
9. 二段考前复习时小艾在课本中选取了几幅图片进行了知识回顾,如图所示。她的以下复述正确的是( )
A. 图甲中装有墨汁的注射器摆动时,沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板,在木板上的墨汁图样,大致表示注射器末端运动规律图像
B. 研究受迫振动的实验如图乙所示,原来静止的四个小球,当a摆起来以后,其余三个小球会逐渐摆动起来,c的振幅最大,b的振幅最小,a、d的振幅相等
C. 图丙是阻尼振动的位移—时间图,由图像可知随着时间的增加振子的振幅不断减小,周期不断增大
D. 图丁是共振筛的原理图,偏心轮每转动一周,对筛板施加一个驱动力,当驱动力频率等于筛子的固有频率时,筛子振幅明显增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲中,装有墨汁的注射器做简谐运动,木板沿垂直摆动方向匀速拖动时,墨汁在木板上的图样是简谐运动的振动图像(x−t图像),因为木板的匀速运动将 “时间” 转化为 “空间位移”,能直观呈现注射器末端的位移随时间的变化规律,故A正确;
B.图乙是受迫振动实验:a摆动后,通过悬线给d、b、c施加驱动力。受迫振动中,驱动力频率与固有频率越接近,振幅越大。a的摆长与d相等,固有频率与驱动力频率(a的振动频率)相等,会发生共振,d振幅最大;b的摆长与a差异最大,固有频率与驱动力频率相差最大,b振幅最小;c的摆长介于b、d之间,故c的振幅介于b和d之间,故B错误;
C.图丙是阻尼振动的x−t图像。阻尼振动中,振幅随时间减小,但周期由振动系统本身决定,即周期保持不变(因为振动系统的固有周期不变),故C错误;
D.图丁是共振筛原理图:偏心轮每转一周,给筛板一个驱动力。根据共振条件,当驱动力频率等于筛子的固有频率时,筛子发生共振,振幅会明显增大,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R消耗的功率也达到最大
D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端的过程中,电源的效率一直减小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.将R等效为电源的内阻,则当时滑动变阻器的功率最大,最大功率,此时A正确;
B.图乙中根据
解得,B正确;
C.根据P=I2R,则当定值电阻R消耗的功率最大时,电路的电流最大,总电阻最小,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零,C错误;
D.根据
调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端的过程中,外电阻一直增加,可知电源的效率一直增大,D错误。
故选AB。
第二卷(主观题,共54分)
三、实验题(共15分,第11题9分,第12题6分)
11. 某同学测量一节蓄电池的电动势和内阻(电动势约为2V,内阻很小),为防止滑动变阻器电阻过小导致电流过大而损坏器材,电路中用了一个保护电阻,除蓄电池、电压表(量程3V,内阻很大)、开关、导线外,可供选择的器材还有:
A.电流表(量程3A,内阻很小);
B.电流表(量程0.6A,内阻较小);
C.滑动变阻器(0~10);
D.滑动变阻器(0~50);
E.定值电阻();
F.定值电阻();
(1)甲图虚线框内给出了本次实验的部分电路图,请补全剩余部分________。
(2)实验中电流表应选取________,滑动变阻器应选取________,保护电阻应选取________(填器材前面的选项,如A、B、C、D、E、F)。
(3)该同学选用器材进行了实验,他调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据,描点、作出电压U随电流I变化的图像如乙图所示。
结合图象求出蓄电池的电动势为________V,内阻为________(结果均保留二位有效数字)。
【答案】(1) (2) ①. B ②. C ③. E
(3) ①. 1.9##2.0##2.1 ②. 0.12##0.13##0.14
【解析】
【小问1详解】
电流表内阻很小,电源的内电阻也很小,若将电流表直接与电源串联,则电流表的分压作用明显,引起的误差较大;电压表的内阻很大,将电压表直接并联在电源两端,电压表的分流很小,可以减小实验误差,所以采用如图的电路进行测量
【小问2详解】
[1] 若电流表量程选3A,为了便于读数(应使指针半偏及以上),电流需在1.5A以上。这样,电路总阻应在以下,变化范围太小,不利于滑动变阻器操作,所以电流表量程应选B;
[2] 电路中电流的最小值要大于电流表量程的,那么电路中的电阻最大值约为,所以滑动变阻器选C;
[3] 若定值电阻取20Ω,则电路中电流最大不超过,电流值不到电流表小量程的,不利于精确读数,故定值电阻只能取E。
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律,图像中纵轴截距表示电源电动势,斜率为
[1]由图乙可知,纵轴截距为2.0,
[2]图乙中直线的斜率,又
可得
12. 小张同学利用多用电表测量毫安表内阻并研究发光二极管(LED)引脚的极性。他在实验室找来了一个机械式多用电表、一个量程为100的电流表,一只带长短脚的发光二极管,导线若干。他的实验步骤如下:
(1)先将多用电表的挡位旋钮调至“”挡,然后进行________。
(2)将准备好的多用电表和毫安表正确连接。如图甲所示,多用电表的________表笔(填“红”或“黑”)应与线夹A相连,另一只表笔与线夹B相连。
(3)此时多用电表的指针位于图乙中的“①”位置。即可读出此毫安表的内阻约为________,此时毫安表的读数为68。
(4)将多用电表的红、黑表笔分别与线夹C和线夹D相连,二极管不发光;交换表笔和线夹的连接顺序后二极管发光。该同学事先在网上查到了发光二极管的电路符号为“”,据此他可判断与线夹C相连的长脚为该二极管的________极(填“”或“”)。
(5)此时多用电表指针位于乙图中的“②”位置,则通过计算可得出此时发光二极管的工作电流为________(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)欧姆调零
(2)红 (3)7
(4)
(5)16
【解析】
【小问1详解】
多用电表选 “×1” 欧姆挡后,需进行欧姆调零。
【小问2详解】
多用电表中,黑表笔接内部电源的正极;毫安表的“+”接线柱(线夹 B)应接高电势,“-”接线柱(线夹A)接低电势。因此红表笔应与线夹A相连。
【小问3详解】
欧姆挡“×1”,图乙中“①”位置对应刻度为7,故内阻为
【小问4详解】
发光二极管正向导通发光,多用电表黑表笔接内部电源正极。交换表笔后(黑表笔接线夹C,红表笔接线夹D)二极管发光,说明线夹C为高电势,对应二极管的“+”极。
【小问5详解】
第(3)问可知“×1”挡时,根据当前倍率下欧姆表的内阻等于中值电阻,则欧姆表内阻为
则欧姆表表内电源电动势
图乙可知此时二极管阻值
则发光二极管的工作电流
四、计算题。共3小题,13题9分,14题12分,15题18分,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
13. 心脏除颤设备,通过皮肤上的两个电极板对心颤患者放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止无规律颤动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。假设某除颤器的电容器电容为30。某次模拟治疗中,电容器充电至4000V,并且在6时间内完全放电。假设人体在两电极之间的电阻为40。
(1)这次放电有多少电量通过人体组织?
(2)这次放电的平均电流为多大?
(3)这次放电的最大电流为多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由电容器定义式
解得
【小问2详解】
根据电流
代入数据解得
【小问3详解】
刚放电瞬间电压最高,电流最大,由欧姆定律可得,放电的最大电流
14. 如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电动机的线圈电阻,电阻,小灯泡标有“,”。闭合开关后,小灯泡与电动机恰能正常工作(小灯泡的电阻不变),求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)若电动机被卡死不能转动,则电动机的热功率为多少?
【答案】(1)8.5W
(2)6W (3)3.125W
【解析】
【小问1详解】
灯泡正常工作时,通过灯泡的电流为
通过电阻R1的电流为
通过电动机的电流为
电源的输出功率为
代入数据得
【小问2详解】
电动机正常工作时,两端的电压为
电动机的电功率为
电动机将电能转化为机械能的功率为
代入数据得
【小问3详解】
电动机被卡死,相当于纯电阻,电路的总电阻为
电路中总电流(通过电动机的电流)
电动机的热功率 。
15. 如图甲所示,某工厂的尾气排放前需经过静电除尘装置除去废气中的烟尘。该装置中有一段长为L、宽为b、高为d的矩形通道,通道的前、后表面为绝缘材料,上、下面为金属极板。两极板与一个内阻不计、输出电压可调的高压直流电源相连,图乙是该除尘通道的截面图。大量均匀分布且质量均为m、电荷量均为的烟尘微粒随废气一起以的水平速度从左向右进入矩形通道,带负电的微粒在匀强电场和重力的共同作用下发生偏转,碰到上、下金属极板后其所带电荷被中和,同时被极板收集。定义除尘率为被极板收集的微粒数占进入通道的微粒总数之比,若电源电压调节至时,装置的除尘率。已知、、、、、重力加速度g取,忽略烟尘微粒间的相互作用以及平行板的边缘效应,不考虑气体分子的电离现象。则
(1)试求的大小;
(2)若电源电压,且时重力作用也能导致部分微粒被下板收集,求时的除尘率;
(3)若电源电压且,①试求出:除尘率随k值变化的函数关系;②若已知单位体积的废气内所含烟尘微粒的个数为个,试求出:直流调压电源的输出功率P随k值变化的函数关系(提示:可先分析求解通过电流表的电流I)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当电源输出电压为时,负电微粒恰好不偏转,此时,即电场力与重力平衡
解得
【小问2详解】
若电源电压且时电场力小于重力负电微粒向下偏转并部分被下板收集,有
能通过通道的粒子,其竖直方向上的位移为
如图所示由几何关系易知,除尘率
联立可解得
【小问3详解】
当时,负电微粒向上偏转
若从通道最下面进入的微粒恰好能被上极板收集,即有
此时除尘率恰好为,联立可解得此时的,故①当时,,联立以上各式,代入数据,化简可得
当时,除尘率不再随变化,综上所述
②设单位时间进入通道的微粒总数为,则
被上极板收集的微粒所带负电荷会经过理想电流表A到达电源正极,并在电源内非静电力的作用下到达负极,从而维持上、下极板所带电荷量稳定,此过程回路中形成稳定的电流
此时电源输出功率
代入数据,得
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中山纪念中学2025-2026学年高二年级上学期第二次段考试题
物理
第一卷(客观题,共46分)
一、单项选择题:(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 面积为S的矩形线框放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面的夹角如图所示,则穿过线框的磁通量为( )
A. B. C. D.
2. 关于磁感应强度的单位T,下列表达式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,半径为r的金属球由长为L的轻质细线悬挂于O点,现将球向右拉开一个小角度θ(θ<5°)后由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球第一次运动至O点正下方时所用时间为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示的电路中,接在滑动变阻器两端的电压恒定为10V,滑片P处在的正中央,下列四种情况中,R上的电压最接近5V的情况是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
5. 下列与磁有关的说法正确的是( )
A. 地球周围存在磁场,地磁场的N极在地理南极附近
B. 北京市地表上空地磁场的磁感应强度方向沿水平方向由南指向北
C. 将一小段电流放入磁场中某处,若电流受磁场力为0则说明该处磁感应强度B为0
D. 将小磁针放入通电螺线管内部,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
6. 如图所示,以直线为界,其右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其左侧无磁场。甲、乙、丙、丁四个相同的正方形线框在纸面内以不同方式运动,其中:甲的速度平行于,乙的速度垂直于,丙向右加速运动,丁在纸面内绕中心逆时针转动。其中能产生感应电流的线框是( )
A. 甲和乙 B. 丙和丁 C. 乙和丁 D. 只有乙
7. 如图所示,a、b两根垂直纸面放置的直导线通有等大电流,P点到a、b的距离相等,要使P点的磁场方向水平向右,导线中的电流方向为( )
A. 都向纸外 B. 都向纸里
C. a中向纸里,b中向纸外 D. a中向纸外,b中向纸里
二、多项选择题:(本大题共3小题,每小题6分,共18分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求,选对得6分;漏选得3分;不选、错选或多选不得分。)
8. 一个小球以O点为平衡位置,在M、N点间做简谐振动,其运动周期为,若用周期为的频闪相机对小球拍照,则下列选项中可能为该相机所拍摄的频闪照片的是( )
A.
B.
C.
D.
9. 二段考前复习时小艾在课本中选取了几幅图片进行了知识回顾,如图所示。她的以下复述正确的是( )
A. 图甲中装有墨汁的注射器摆动时,沿着垂直于摆动的方向匀速拖动木板,在木板上的墨汁图样,大致表示注射器末端运动规律图像
B. 研究受迫振动的实验如图乙所示,原来静止的四个小球,当a摆起来以后,其余三个小球会逐渐摆动起来,c的振幅最大,b的振幅最小,a、d的振幅相等
C. 图丙是阻尼振动的位移—时间图,由图像可知随着时间的增加振子的振幅不断减小,周期不断增大
D. 图丁是共振筛的原理图,偏心轮每转动一周,对筛板施加一个驱动力,当驱动力频率等于筛子的固有频率时,筛子振幅明显增大
10. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R消耗的功率也达到最大
D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端的过程中,电源的效率一直减小
第二卷(主观题,共54分)
三、实验题(共15分,第11题9分,第12题6分)
11. 某同学测量一节蓄电池的电动势和内阻(电动势约为2V,内阻很小),为防止滑动变阻器电阻过小导致电流过大而损坏器材,电路中用了一个保护电阻,除蓄电池、电压表(量程3V,内阻很大)、开关、导线外,可供选择的器材还有:
A.电流表(量程3A,内阻很小);
B.电流表(量程0.6A,内阻较小);
C.滑动变阻器(0~10);
D.滑动变阻器(0~50);
E.定值电阻();
F.定值电阻();
(1)甲图虚线框内给出了本次实验的部分电路图,请补全剩余部分________。
(2)实验中电流表应选取________,滑动变阻器应选取________,保护电阻应选取________(填器材前面的选项,如A、B、C、D、E、F)。
(3)该同学选用器材进行了实验,他调整滑动变阻器共测得了5组电流、电压的数据,描点、作出电压U随电流I变化的图像如乙图所示。
结合图象求出蓄电池的电动势为________V,内阻为________(结果均保留二位有效数字)。
12. 小张同学利用多用电表测量毫安表内阻并研究发光二极管(LED)引脚的极性。他在实验室找来了一个机械式多用电表、一个量程为100的电流表,一只带长短脚的发光二极管,导线若干。他的实验步骤如下:
(1)先将多用电表的挡位旋钮调至“”挡,然后进行________。
(2)将准备好的多用电表和毫安表正确连接。如图甲所示,多用电表的________表笔(填“红”或“黑”)应与线夹A相连,另一只表笔与线夹B相连。
(3)此时多用电表的指针位于图乙中的“①”位置。即可读出此毫安表的内阻约为________,此时毫安表的读数为68。
(4)将多用电表的红、黑表笔分别与线夹C和线夹D相连,二极管不发光;交换表笔和线夹的连接顺序后二极管发光。该同学事先在网上查到了发光二极管的电路符号为“”,据此他可判断与线夹C相连的长脚为该二极管的________极(填“”或“”)。
(5)此时多用电表指针位于乙图中的“②”位置,则通过计算可得出此时发光二极管的工作电流为________(计算结果保留两位有效数字)。
四、计算题。共3小题,13题9分,14题12分,15题18分,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
13. 心脏除颤设备,通过皮肤上的两个电极板对心颤患者放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止无规律颤动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。假设某除颤器的电容器电容为30。某次模拟治疗中,电容器充电至4000V,并且在6时间内完全放电。假设人体在两电极之间的电阻为40。
(1)这次放电有多少电量通过人体组织?
(2)这次放电的平均电流为多大?
(3)这次放电的最大电流为多大?
14. 如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电动机的线圈电阻,电阻,小灯泡标有“,”。闭合开关后,小灯泡与电动机恰能正常工作(小灯泡的电阻不变),求:
(1)电源的输出功率;
(2)电动机输出的机械功率;
(3)若电动机被卡死不能转动,则电动机的热功率为多少?
15. 如图甲所示,某工厂的尾气排放前需经过静电除尘装置除去废气中的烟尘。该装置中有一段长为L、宽为b、高为d的矩形通道,通道的前、后表面为绝缘材料,上、下面为金属极板。两极板与一个内阻不计、输出电压可调的高压直流电源相连,图乙是该除尘通道的截面图。大量均匀分布且质量均为m、电荷量均为的烟尘微粒随废气一起以的水平速度从左向右进入矩形通道,带负电的微粒在匀强电场和重力的共同作用下发生偏转,碰到上、下金属极板后其所带电荷被中和,同时被极板收集。定义除尘率为被极板收集的微粒数占进入通道的微粒总数之比,若电源电压调节至时,装置的除尘率。已知、、、、、重力加速度g取,忽略烟尘微粒间的相互作用以及平行板的边缘效应,不考虑气体分子的电离现象。则
(1)试求的大小;
(2)若电源电压,且时重力作用也能导致部分微粒被下板收集,求时的除尘率;
(3)若电源电压且,①试求出:除尘率随k值变化的函数关系;②若已知单位体积的废气内所含烟尘微粒的个数为个,试求出:直流调压电源的输出功率P随k值变化的函数关系(提示:可先分析求解通过电流表的电流I)。
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