内容正文:
下蓬中学2025-2026学年第一学期高二级物理科期末考试卷
一、单选题(选对得4分,选错0分,共28分)
1. 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列说法正确的是( )
A. 磁感线是闭合的曲线
B. a点的磁感应强度大于b点
C. a、b、c点的磁感应强度一样大
D. c点没有磁感线,故该点没有磁场
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁感线在磁铁外部是从极出发回到极的,在磁铁内部是从极出发回到极的,是闭合的曲线,故A正确;
BC.磁感线越密集的地方磁感应强度越大,故,B错误,C错误;
D.c点没有磁感线,但是有磁场,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,两通电长直导线垂直纸面放置,它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里,菱形的对角线与两导线垂直相交,菱形的中心点到两导线的距离相等.只考虑通电导线产生的磁场,则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度大小为右边通电导线在点产生的磁感应强度大小的2倍
B. 左右两根通电导线相互排斥
C. 连线上各点的磁感应强度方向相同
D. 若只增大左边导线中的电流大小,则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据右手螺旋定则,右边通电导线在产生的磁感应强度为,方向向上,左边通电导线在产生的磁感应强度为,方向向下,故点的磁感应强度大小为零,故A错误;
B.同向电流相互吸引,故B错误;
C.根据右手螺旋定则和磁场的叠加可知,上各点的磁感应强度方向均由指向,故C正确;
D.根据作用力与反作用力的知识,两根导线受到的安培力大小相等,方向相反,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为静电除尘器原理示意图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,尘埃在电场中易带上电子,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。图中虚线为电场线(方向未标),一颗尘埃在向集尘极迁移过程中先后经过A、B两点。若电场力远大于重力,下列说法正确的是( )
A. 电场方向由放电极指向集尘极
B. 尘埃在A位置的加速度比B位置小
C. 尘埃在A 位置的电势能比B位置大
D. 尘埃在A位置的动能比 B位置大
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为尘埃带上电子,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,可知电场方向由集尘极指向放电极,选项A错误;
B.因A点电场线较B点密集,可知A点场强大于B点,可知尘埃在A位置的加速度比B位置大,选项B错误;
CD.从A到B电场力做正功,则电势能减小,动能增加,可知尘埃在A 位置的电势能比B位置大,尘埃在A位置的动能比 B位置小,选项C正确,D错误。
故选C。
4. 均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线A、B挂一根水平通电直导线ab,电流方向由a到b导线平行于圆盘平面.现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方 向匀速转动(电荷随着圆盘一起转动,可视为形成了一圈一圈的环形电流),细线仍然竖直,与圆盘静止时相比,下列说法正确的是
A. 细线上的张力变大
B. 细线上的张力变小
C. 细线上的张力不变
D. 若改变圆盘转动方向,细线上的张力变大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方向匀速转动,产生环形电流,在导线ab处会产生磁场,根据右手螺旋定则可知,磁场垂直于ab向外,根据左手定则可知,受到的安培力竖直向下,根据共点力平衡可知,细线所受到的弹力变大,BCD错误, A正确。
故选A。
5. 在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法正确的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器的电荷量增大
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x减小,静电计的指针偏角增大
D. 开关接2时,x增大,平行板间的电场强度不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关接1时,平行板电容器两极板间电压恒定,x增大,则相对介电常数减小,根据可知,电容减小,根据可知,平行板电容器的电荷量减小,故A错误;
B.由上述分析可知,开关接1时,x减小,则平行板电容器的电荷量增大,电源为电容器充电,电路中的电流沿顺时针方向,故B正确;
CD.开关接2时,平行板电容器的电荷量不变,x减小,则电容增大,根据可知,电容器两极板间的电压减小,静电计的指针偏角减小,又根据可知,x增大,则平行板间的电场强度增大,故CD错误。
故选B。
6. 磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈,线圈有n匝,a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )
A. 图示左侧通电导线受到安培力大小与匝数无关
B. a、b两点的磁感应强度相同
C. 图示右侧通电导线受到安培力向上
D. 通过线圈的磁通量和匝数成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培力公式
可知左侧通电导线受到的安培力大小与匝数成正比,故A错误;
B.a、b两点处的磁场方向不同,所以a、b两点的磁感应强度不同,故B错误;
C.右侧导线电流方向垂直纸面向内,磁场方向向右,根据左手定则,可知受到的安培力方向向上,故C正确;
D.根据
其中表示垂直于磁场方向的投影面积,可知通过线圈的磁通量与匝数无关,故D错误。
故选C。
7. 图甲是用霍尔元件来探测检测电流I0是否发生变化的装置示意图,铁芯竖直放置,霍尔元件放在铁芯右侧,该检测电流在铁芯中产生磁场,霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场,磁感应强度大小等于kI0(k为常量)。图乙为测量原理图,已知霍尔元件长为a,宽为b,厚度为h,单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自右向左流过霍尔元件的电流为I,则下列说法正确的是( )
A. 霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向下
B. 若材料中载流子带负电,则霍尔元件前表面的电势低于后表面的电势
C. 霍尔元件所处区域的磁感应强度B与霍尔电压关系为
D. 霍尔电压与检测电流关系为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则,若载流子带正电荷,霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向下,若载流子带负电荷,霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向上,故A错误;
B.若载流子带负电,根据左手定则,载流子在洛伦兹力的作用下偏向后表面,故霍尔元件前表面的电势高于后表面的电势,故B错误;
C.根据电流微观表达式,有
解得
带负电的载流子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态,有
解得,故C正确;
D.由可知
又
霍尔电压与检测电流的关系为,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,电源电动势为,内阻为,是定值电阻,是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小),是小灯泡。闭合开关,当照射到的光照强度减小时,以下分析正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小 C. 灯泡变暗 D. 灯泡变亮
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当照射到的光照强度减小时,其阻值增大,可得回路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得可得干路电流减小,即电流表示数减小,故A正确;
B.由闭合电路欧姆定律可得
干路电流减小,导致路端电压增大,即电压表示数增大,故B错误;
CD.根据
可得的电压增大,是定值电阻,可得的电流增大,根据
干路电流减小,的电流增大,可得灯泡的电流一定减小,故灯泡变暗,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,一单匝带缺口(缺口很小)的刚性金属圆环固定在水平面内,圆环阻值,缺口两端引出两根导线,与阻值的定值电阻构成闭合回路,圆环内的磁通量变化如图乙所示,规定磁通量方向向里为正,不计导线的电阻,下列说法正确的是( )
A. 0~1s内圆环中的感应电流方向沿顺时针方向
B. 0~1s和1~2s内感应电流方向相同
C. 2~4s内,电阻R两端电压
D. 0~1s内圆环有扩张趋势,且感应电流大小为0.2A
【答案】AB
【解析】
【详解】A.0~1s内,磁通量减小,由楞次定律可知,感应磁场与原磁场方向相同,根据右手螺旋定则可知,感应电流方向为顺时针,故A正确;
B.1~2s内,磁通量反向增加,根据楞次定律可知,感应磁场与原磁场方向相反,根据右手螺旋定则可知,感应电流方向为顺时针,与0~1s内电流方向相同,故B正确;
C.2~4s内,由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
由楞次定律“增反减同”和右手螺旋定则可知,电流为逆时针方向。所以电阻R两端电压,故C错误;
D.根据楞次定律“增缩减扩”可知,0~1s内圆环有扩张趋势。由法拉第电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,半径为的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为,为圆心。在磁场边界上点有一粒子源,粒子可以沿圆面向磁场内各个方向射出质量均为、电荷量均为的带正电的粒子,粒子射出的初速度大小相同,沿与成角斜向右下射出的粒子1在磁场中运动经过点,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子1在磁场中做圆周运动半径等于
B. 粒子1在磁场中运动的偏向角为
C. 粒子1在磁场中运动的时间为
D. 沿方向射入的粒子从磁场出射速度与粒子1从磁场出射速度方向相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.沿与成角斜向右下射出的粒子1在磁场中运动经过O点,运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为,根据几何关系可知,故A错误;
B.粒子从磁场出射时,速度与垂直,即偏向角为,故B正确;
C.粒子1在磁场中,根据牛顿第二定律
周期为
粒子1在磁场中运动的时间为
联立,解得,故C正确;
D.由于粒子在磁场中做圆周运动的半径等于圆形有界场的半径,因此根据磁场发散原理可知,所有粒子从磁场出射的速度方向相同,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某实验小组设计了如下实验测量自来水的电阻率。实验器材有:绝缘性能良好的塑料圆柱形容器、金属探针、金属圆片、游标卡尺、电源、电压表、电流表等。
(1)先用游标卡尺测量塑料圆柱形容器的内径,结果如图甲所示,该读数d=___________mm。
(2)将采集的水样装入容器内。容器顶部等间距插有金属探针,两端用金属圆片密封(探针和圆片电阻均可忽略不计)。按图乙连接电路,将电压表与任意两探针相连,连接的两探针间距离记为L。
(3)闭合开关S,调节电阻箱阻值R,使得电流表示数I=314μA,读出电压表示数U,断开开关S。
(4)改变L,重复步骤(3),测得多组数据,作出U-L图像如图丙中①所示,得到直线的斜率为k,则水样电阻率的表达式ρ=___________(用d,I,k,表示)
(5)给水样升温后,重复测量,作出U-L图像如图丙中②所示,实验结果表明,温度越高,水样的电阻率越___________(填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 20.0 ②. ③. 小
【解析】
【详解】[1]读数
[2]由电阻率公式
且有,
整理得
所以斜率
则水样电阻率的表达式
[3]给水样升温后,由图可知,图线斜率减小,根据上述公式可知,温度越高,水样的电阻率越小。
12. 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中,这些电器都要用到蓄电池。某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.电压表V2,量程是15V,内阻约为30kΩ;
D.滑动变阻器R2,阻值为0~10Ω;
E.定值电阻R0=4Ω;
F.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,电压表应选择__________(填器材前面的选项代号),图甲中的导线应连接到________处(选填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E=________V,内阻r=________ Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为: ________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) ①. B ②. ②
(2) ①. 3.20 ②. 0.833
(3)等于
【解析】
【小问1详解】
[1]蓄电池的电动势约为,所以为了使实验结果尽可能准确,电压表应选择B;
[2]由于电流表的内阻已知,所以电流表的分压可知,电流表相对电源应采用内接法,所以图甲中的导线应连接到②处。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
由图乙中的图线可得,
解得内阻为
【小问3详解】
电流表相对电源应采用内接法,由于电流表的内阻已知,所以本实验测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为等于。
四、解答题
13. 如图,光滑固定斜面倾角为37°,一质量m=0.1kg、电荷量q=+1×10-4C的小物块置于斜面上的A点,A距斜面底端B的长度为1.5m,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)该电场的电场强度的大小;
(2)若电场强度变为原来的一半,小物块沿斜面运动的加速度大小和在B点的速度大小各是多少?
【答案】(1)7.5×103N/C
(2)a=3m/s2,vB=3m/s
【解析】
【小问1详解】
小物块受竖直向下的重力、垂直于与斜面支持力和电场力三个力作用而平衡,则电场力应水平向右,如图所示
在x轴方向有
Fcos37°=mgsin37°
解得
F=qE=mgtan37°
故有
E=7.5×103N/C
【小问2详解】
若电场强度变为原来的一半,物块所受合力为
根据牛顿第二定律得
代入数据解得
a=3m/s2
方向沿斜面向下;由运动学公式可得
解得
vB=3m/s
14. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L=1m,电阻不计。在MQ之间接有一阻值R=3Ω的电阻。导体杆ab质量为m=0.2kg,电阻r=1Ω,并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0=4m/s,使杆向右运动。求:
(1)ab杆速度减为v=2m/s时,ab杆加速度大小a;
(2)ab杆减速到停止的整个过程电阻R上产生的热量QR;
(3)若全程导体杆ab移动的距离x=3.2m,通过电阻R的电荷量q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
杆切割磁感线产生感应电动势
回路感应电流
杆受到的安培力
由牛顿第二定律
联立得
代入数值计算得
【小问2详解】
由能量守恒,杆的初动能全部转化为回路的总焦耳热,总热量
串联电路中焦耳热与电阻成正比,因此分得的热量
【小问3详解】
平均感应电动势
平均电流
电荷量
联立得
代入计算得
15. 在芯片制造过程,离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机,图b是简化的原理图。静止于A处的离子,经电压为的电场加速后,沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器,然后从点垂直进入矩形区域。已知磁分析器截面是四分之一圆环,内部为垂直纸面向里的匀强磁场;,。整个装置处于真空中,离子的质量为、电荷量为,离子重力不计。求:
(1)离子进入匀强磁场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小;
(2)若区域内只存在方向平行CD的匀强电场,要求离子刚好打在点上,求电场强度的大小;
(3)若区域内只存在垂直纸面向里的磁场,要求离子能最终打在边上,求磁场磁感应强度的取值范围;
【答案】(1);
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
离子经过加速电场,由动能定理可知
解得
离子在磁分析器中,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
解得
【小问2详解】
离子在水平方向做匀加速运动
竖直方向做匀速运动
解得
【小问3详解】
离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
解得
离子能打在上,则既没有从边出去,也没有从边上出去,则离子运动径迹的边界如图所示
由几何关系知,离子能打在上,必须满足
则有
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下蓬中学2025-2026学年第一学期高二级物理科期末考试卷
一、单选题(选对得4分,选错0分,共28分)
1. 某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示,下列说法正确的是( )
A. 磁感线是闭合的曲线
B. a点的磁感应强度大于b点
C. a、b、c点的磁感应强度一样大
D. c点没有磁感线,故该点没有磁场
2. 如图所示,两通电长直导线垂直纸面放置,它们的电流大小相等、方向均垂直于纸面向里,菱形的对角线与两导线垂直相交,菱形的中心点到两导线的距离相等.只考虑通电导线产生的磁场,则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度大小为右边通电导线在点产生的磁感应强度大小的2倍
B. 左右两根通电导线相互排斥
C. 连线上各点的磁感应强度方向相同
D. 若只增大左边导线中的电流大小,则左边导线受到的安培力大于右边导线受到的安培力
3. 如图所示为静电除尘器原理示意图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,尘埃在电场中易带上电子,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。图中虚线为电场线(方向未标),一颗尘埃在向集尘极迁移过程中先后经过A、B两点。若电场力远大于重力,下列说法正确的是( )
A. 电场方向由放电极指向集尘极
B. 尘埃在A位置的加速度比B位置小
C. 尘埃在A 位置的电势能比B位置大
D. 尘埃在A位置的动能比 B位置大
4. 均匀带正电的薄圆盘的右侧,用绝缘细线A、B挂一根水平通电直导线ab,电流方向由a到b导线平行于圆盘平面.现圆盘绕过圆心的水平轴沿如图所示方 向匀速转动(电荷随着圆盘一起转动,可视为形成了一圈一圈的环形电流),细线仍然竖直,与圆盘静止时相比,下列说法正确的是
A. 细线上的张力变大
B. 细线上的张力变小
C. 细线上的张力不变
D. 若改变圆盘转动方向,细线上的张力变大
5. 在如图所示的电路中,电介质板与被测量的物体A相连,当电介质向左或向右移动时,通过相关参量的变化可以将A定位。开始时单刀双掷开关接1,一段时间后将单刀双掷开关接2。则下列说法正确的是( )
A. 开关接1时,x增大,平行板电容器的电荷量增大
B. 开关接1时,x减小,电路中的电流沿顺时针方向
C. 开关接2时,x减小,静电计的指针偏角增大
D. 开关接2时,x增大,平行板间的电场强度不变
6. 磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈,线圈有n匝,a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )
A. 图示左侧通电导线受到安培力大小与匝数无关
B. a、b两点的磁感应强度相同
C. 图示右侧通电导线受到安培力向上
D. 通过线圈的磁通量和匝数成正比
7. 图甲是用霍尔元件来探测检测电流I0是否发生变化的装置示意图,铁芯竖直放置,霍尔元件放在铁芯右侧,该检测电流在铁芯中产生磁场,霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场,磁感应强度大小等于kI0(k为常量)。图乙为测量原理图,已知霍尔元件长为a,宽为b,厚度为h,单位体积内自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自右向左流过霍尔元件的电流为I,则下列说法正确的是( )
A. 霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向下
B. 若材料中载流子带负电,则霍尔元件前表面的电势低于后表面的电势
C. 霍尔元件所处区域的磁感应强度B与霍尔电压关系为
D. 霍尔电压与检测电流关系为
8. 如图所示,电源电动势为,内阻为,是定值电阻,是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小),是小灯泡。闭合开关,当照射到的光照强度减小时,以下分析正确的是( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小 C. 灯泡变暗 D. 灯泡变亮
9. 如图甲所示,一单匝带缺口(缺口很小)的刚性金属圆环固定在水平面内,圆环阻值,缺口两端引出两根导线,与阻值的定值电阻构成闭合回路,圆环内的磁通量变化如图乙所示,规定磁通量方向向里为正,不计导线的电阻,下列说法正确的是( )
A. 0~1s内圆环中的感应电流方向沿顺时针方向
B. 0~1s和1~2s内感应电流方向相同
C. 2~4s内,电阻R两端电压
D. 0~1s内圆环有扩张趋势,且感应电流大小为0.2A
10. 如图所示,半径为的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为,为圆心。在磁场边界上点有一粒子源,粒子可以沿圆面向磁场内各个方向射出质量均为、电荷量均为的带正电的粒子,粒子射出的初速度大小相同,沿与成角斜向右下射出的粒子1在磁场中运动经过点,不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A. 粒子1在磁场中做圆周运动半径等于
B. 粒子1在磁场中运动的偏向角为
C. 粒子1在磁场中运动的时间为
D. 沿方向射入的粒子从磁场出射速度与粒子1从磁场出射速度方向相同
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某实验小组设计了如下实验测量自来水的电阻率。实验器材有:绝缘性能良好的塑料圆柱形容器、金属探针、金属圆片、游标卡尺、电源、电压表、电流表等。
(1)先用游标卡尺测量塑料圆柱形容器的内径,结果如图甲所示,该读数d=___________mm。
(2)将采集的水样装入容器内。容器顶部等间距插有金属探针,两端用金属圆片密封(探针和圆片电阻均可忽略不计)。按图乙连接电路,将电压表与任意两探针相连,连接的两探针间距离记为L。
(3)闭合开关S,调节电阻箱阻值R,使得电流表示数I=314μA,读出电压表示数U,断开开关S。
(4)改变L,重复步骤(3),测得多组数据,作出U-L图像如图丙中①所示,得到直线的斜率为k,则水样电阻率的表达式ρ=___________(用d,I,k,表示)
(5)给水样升温后,重复测量,作出U-L图像如图丙中②所示,实验结果表明,温度越高,水样的电阻率越___________(填“大”或“小”)。
12. 手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中,这些电器都要用到蓄电池。某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3V。
A.电流表A,量程是0.6A,内阻RA=0.5Ω;
B.电压表V1,量程是3V,内阻约为6kΩ;
C.电压表V2,量程是15V,内阻约为30kΩ;
D.滑动变阻器R2,阻值为0~10Ω;
E.定值电阻R0=4Ω;
F.开关S一个,导线若干。
(1)为了使实验结果尽可能准确,电压表应选择__________(填器材前面的选项代号),图甲中的导线应连接到________处(选填“①”或“②”)。
(2)用(1)问中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的图线如图乙所示,由图线可得该蓄电池的电动势E=________V,内阻r=________ Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为: ________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
四、解答题
13. 如图,光滑固定斜面倾角为37°,一质量m=0.1kg、电荷量q=+1×10-4C的小物块置于斜面上的A点,A距斜面底端B的长度为1.5m,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)该电场的电场强度的大小;
(2)若电场强度变为原来的一半,小物块沿斜面运动的加速度大小和在B点的速度大小各是多少?
14. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为L=1m,电阻不计。在MQ之间接有一阻值R=3Ω的电阻。导体杆ab质量为m=0.2kg,电阻r=1Ω,并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中。现给ab杆一个初速度v0=4m/s,使杆向右运动。求:
(1)ab杆速度减为v=2m/s时,ab杆加速度大小a;
(2)ab杆减速到停止的整个过程电阻R上产生的热量QR;
(3)若全程导体杆ab移动的距离x=3.2m,通过电阻R的电荷量q。
15. 在芯片制造过程,离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机,图b是简化的原理图。静止于A处的离子,经电压为的电场加速后,沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器,然后从点垂直进入矩形区域。已知磁分析器截面是四分之一圆环,内部为垂直纸面向里的匀强磁场;,。整个装置处于真空中,离子的质量为、电荷量为,离子重力不计。求:
(1)离子进入匀强磁场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小;
(2)若区域内只存在方向平行CD的匀强电场,要求离子刚好打在点上,求电场强度的大小;
(3)若区域内只存在垂直纸面向里的磁场,要求离子能最终打在边上,求磁场磁感应强度的取值范围;
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