内容正文:
一、单选题:本大题共4小题,共16分。
1.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为的带电小球,以初速度从点竖直向上运动,通过点时,速度大小为,方向与电场方向相反,则小球从运动到的过程 ( )
A. 动能增加 B. 机械能增加
C. 重力势能增加 D. 电势能增加
【答案】B
【解析】【分析】
将小球从到的运动分解,水平方向为匀加速直线运动,竖直方向为匀减速直线运动,
水平方向受到的力为电场力,竖直方向受到的力为重力。
根据牛顿第二定律结合运动学公式分析出两个方向的位移。
末动能减去初动能即为动能的增量。重力势能的增量为。机械能的增量为重力势能与动能增量之和。而电势能的变化量等于电场力做的功。
【解答】
小球从点运动到点的过程,可分解为水平方向上的匀加速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动。
竖直方向上,运动时间,上升高度;
水平方向上,,,所以,水平位移。
从到,动能增量,错;
重力势能增量,错;
电势能增量
,故D错;
机械能增量,B正确。
2.如图所示是一个测量磁感应强度大小的实验装置简图。整个装置悬挂在弹簧测力计下,单匝线圈的下边处于一个待测匀强磁场中,边长,磁场方向与线圈平面垂直。当线圈接通直流电时,此时弹簧测力计的示数为。保持电流大小不变,改变电流方向,弹簧测力计的示数为,则( )
A. 不通电时,弹簧测力计的示数为 B. 改变电流方向后,线圈受到的安培力向上
C. 线圈受到的安培力大小为 D. 待测磁场的磁感应强度为
【答案】D
【解析】由题意,改变电流方向后,弹簧测力计的示数增大,说明线圈所受安培力方向变为竖直向下。设不通电时,弹簧测力计的示数为,通电后线圈所受安培力的大小为,则有,
解得,
故AC错误;
B.改变电流方向后,弹簧测力计的示数变大,即安培力向下,故B错误;
D.磁场的磁感应强度
故D正确。
故选D。
3.如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场中,有一质量为、电荷量为的带正电小球由长度为的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放。不计空气阻力,则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是 ( )
A. 小球运动至最低点时速度为
B. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直
C. 小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小
D. 小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为
【答案】D
【解析】【分析】
小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求解速度;
有左手定则判断出洛伦兹力的方向;
洛伦兹力始终不做功,由此分析洛伦兹力的功率;
在最低点,小球受重力、拉力和洛伦兹力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解拉力。
此题考查了洛伦兹力和圆周运动的相关知识,关键是明确洛伦兹力不做功,结合机械能守恒定律和牛顿第二定律列式求解即可,基础题目。
【解答】
A、小球运动过程中,受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功,小球的机械能守恒,故,解得,故A错误;
B、根据左手定则可知,小球受到的洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直,沿绳子的方向向外,故B错误;
C、洛伦兹力始终不做功,功率始终是零,故C错误;
D、小球在最低点,由合力提供向心力,故,解得,故D正确.
4.如图,距离为的两平行金属板、之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为,一束速度大小为的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为,导轨平面与水平面夹角为,两导轨分别与、相连。质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置,恰好静止。重力加速度为,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,
B. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,
C. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,
D. 导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了复合场的磁流体发电机模型以及受力平衡之安培力计算的问题,属于综合基础题。两次应用左手定则判断粒子偏转方向和已知安培力方向判断磁场方向,属于易错点。其它物理原理及推导过程较简单。
【解答】
平行金属板、之间磁感应强度方向由极指向极,由左手定则判断,等离子体中的正离子向金属板偏转,负离子向金属板偏转,可知金属板带正电荷电源正极,金属板带负电荷电源负极,金属棒中电流方向由流向,已知磁场的方向垂直导轨平面,由左手定则可知,金属棒所受安培力平行于导轨平面向上或者向下,金属棒处于静止,由受力平衡条件判断其所受安培力沿导轨平面向上,再由左手定则判断出导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下;
金属棒恰好静止,由受力平衡可得:,由闭合电路欧姆定律可得,平行金属板、之间的电压,金属板、之间电场强度,等离子体的正负离子在磁场中受到电场力与洛伦兹力,稳定后此二力平衡,则:,联立解得,故B正确,ACD错误。
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
5.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,下列说法正确的是( )
A. 甲图可通过增加磁感应强度来增大粒子的最大动能
B. 乙图可通过增加磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图无法判断出带电粒子的电性,粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时,无论载流子带正电或负电,稳定时都是板电势高
【答案】AB
【解析】A.粒子在磁场中满足
设回旋加速器型盒的半径为,可推导出粒子的最大动能为
则增大磁感应强度可以增大粒子的最大动能,A正确;
B.当磁流体发电机达到稳定时,电荷在、板间受到的电场力和洛伦兹力平衡,满足
则可得电源电动势
所以增加磁感应强度,可以增大电源电动势,B正确;
C.粒子从左到右通过时,电场力与洛伦兹力方向相反。但粒子从右到左通过时,电场力与洛伦兹力方向相同,所以粒子无法从右向左通过速度选择器,C错误;
D.若载流子带正电,洛伦兹力指向板,载流子向板聚集,板电势高。若载流子带负电,洛伦兹力指向板,载流子向板聚集,板电势低。D错误。
故选AB。
6.在匀强磁场中,一个匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为,则( )
A. 时,线圈中的电流改变方向 B. 时,线圈平面平行于磁感线
C. 时,线圈中的感应电动势为 D. 一个周期内,线圈产生的热量为
【答案】BC
【解析】A.时,穿过线圈的磁通量变化率最大,线圈产生的感应电动势最大,感应电流最大,线圈中的电流方向不改变,故A错误;
B.时,由于穿过线圈的磁通量为零,则线圈平面平行于磁感线,故B正确;
C.时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化量为,则线圈中的感应电动势为,故C正确;
D.线圈中产生的电动势最大值为,电动势有效值为,一个周期内,线圈产生的热量为,故D错误。
故选:。
7.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管端流入为正,以下说法正确的是
A. 从上往下看,内圆环中的感应电流沿逆时针方向
B. 末圆环对桌面的压力等于圆环的重力
C. 内圆环面积有扩张的趋势
D. 内和内圆环中的感应电流方向相反
【答案】BD
【解析】【分析】据安培定则判定穿过线圈的磁通量变化,再依据楞次定律,确定环对桌面的压力情况;同理,根据安培定则与楞次定律,即可判定各段时间内的感应电流方向和环的变化趋势。
本题考查楞次定律的运用,对于楞次定律的几种表述“增反减同”、“增缩减扩”、“来拒去留”要理解并掌握。
【解答】 螺线管中的电流正向增加,根据安培定则可知螺线管在圆环处产生的磁场向上增加,再根据楞次定律可以判断圆环产生的感应磁场需要阻碍自身磁通量的变化,圆环中的感应电流沿顺时针方向。故A错误;
B.根据图像可知末电流的变化率为,则螺线管在圆环处产生的磁场的变化率为,圆环产生的感应电动势,故没有感应电流,也不受安培力作用,圆环对桌面的压力等于圆环的重力,故B正确;
C.根据楞次定律的原理可知,圆环符合“增缩减扩”, 圆环磁通量增加,故圆环面积有收缩的趋势,故C错误;
D. 内螺线管在圆环中产生的磁场为向上增加,由楞次定律,对应的感应电流产生的磁场方向向下,所以感应电流方向为顺时针; 螺线管在圆环中产生的磁场为向下增加,根据楞次定律对应的感应电流产生的磁场向上,所以感应电流方向为逆时针,D正确。
故选BD。
8.如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨和,与平行,是以为圆心的圆弧导轨,圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场,金属杆的端与点用导线相接,端与圆弧接触良好,初始时,可滑动的金属杆静止在平行导轨上,若杆绕点在匀强磁场区内从到匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有 ( )
A. 杆产生的感应电动势恒定 B. 杆受到的安培力不变
C. 杆做匀加速直线运动 D. 杆中的电流逐渐减小
【答案】AD
【解析】A. 转动切割磁感线产生的感应电动势为因为匀速转动,所以杆产生的感应电动势恒定,故A正确;
杆匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由到通过棒,由左手定则可知,棒会向左运动,棒运动会切割磁感线,产生电动势与原来电流方向相反,让回路电流减小,棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故D正确,BC错误。
三、填空题:本大题共3小题,共12分。
9.小清想探究通过滑动变阻器的电流随电压变化的规律,她设计了如图所示的电路,电源电压恒定不变,为一定值电阻。她通过实验得到图所示的图象,由图象可知, ;在滑片移动过程中,滑动变阻器上的最大功率为 。
【答案】
【解析】解:设电源电压为,则电阻两端的电压为
根据串联电路的特点和欧姆定律得
代入数据化简得
图像斜率的绝对值表示定值电阻,即;
纵截距表示电源的电压,电源电压
根据功率公式
当时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率。
故答案为:;。
根据欧姆定律求解函数,结合图像斜率绝对值和纵截距求解作答;
根据功率公式结合数学知识求解滑动变阻器消耗的最大功率。
本题主要考查了欧姆定律、功率公式,根据欧姆定律求解函数是解题的关键;功率功率公式求解滑动变阻器消耗的最大功率是本题的难点。
10.如图所示,匝数匝、面积的矩形闭合导线框处于磁感应强度大小的匀强磁场中,线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动,并与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接入一只小灯泡,恰好正常发光,线框电阻不可忽略。则以图示位置为计时起点,线框中产生的感应电动势的表达式为 ;如果在小灯泡两端再并联一盏相同的小灯泡,则灯泡亮度将 填变暗、变亮、不变。
【答案】
变暗
【解析】以图示位置为计时起点,线框中产生的感应电动势的表达式;
如果在小灯泡两端再并联一盏相同的小灯泡,副线圈电阻变小,电流变大,则原线圈中的电流变大;由于线框电阻不可忽略,则线框内阻上的电压变大,原线圈的电压变小,相应副线圈的电压变小,所以灯泡两端电压变小,灯泡变暗。
11.如图丙所示,两根平行、光滑的倾斜金属导轨相距,与水平面间的夹角为,有一根质量为的金属杆垂直放在导轨上,与导轨接触良好,匀强磁场与导轨平面垂直。当杆中通有从到的电流为时,杆恰好静止在斜面上,则匀强磁场的磁感应强度方向垂直于斜面向 填“上”或“下”,匀强磁场的磁感应强度大小 结果用题中的、、、、重力加速度表示。
【答案】上
【解析】金属杆静止在斜面上,根据平衡条件得知金属杆受到的安培力沿导轨向上,电流由到,则由左手定则判断可知的方向垂直于斜面向上,由平衡条件得,解得。
四、实验题:本大题共2小题,共18分。
1.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置.
如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将线圈迅速插入线圈中,电流计指针将 偏转。填“向左”“向右”或“不”
连好电路后,并将线圈插入线圈中后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转,可采取的操作是 。
A.插入铁芯
B.拔出线圈
C.变阻器的滑片向左滑动
D.断开电键瞬间.
为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图中所示,即电流从电流表的左接线柱进时,指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图中的条形磁铁的运动方向是向 填“上”、“下”;图中电流表指针应 填“向左”“向右”偏转;图中的条形磁铁下端为 极填“”、“”。
【答案】向右
下
右
【解析】【分析】
本题考查研究电磁感应现象,由实验现象得出实验结论。根据题意确定电流计指针偏转方向与磁通量变化的关系,然后根据磁通量的变化判断电流计指针偏转方向。穿过副线圈的磁通量增加,灵敏电流计的指针向右偏,穿过副线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏转。由楞次定律判定电流的方向,要搞清阻碍的含义。
【解答】
如果在闭合开关时,穿过副线圈的磁通量增加,灵敏电流计的指针向右偏,那么合上开关后,将原线圈迅速插入副线圈中,穿过副线圈的磁通量增加,电流计指针将向右偏转。
A.插入铁芯,穿过副线圈的磁通量增加,灵敏电流计的指针向右偏,故A错误;
B.拔出线圈,穿过副线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏转,故B正确;
C.变阻器的滑片向左滑动,电阻减小,电流增大,穿过副线圈的磁通量增加,灵敏电流计的指针向右偏,故C错误;
D.断开电键瞬间,穿过副线圈的磁通量减少,电流计指针将向左偏转,故D正确。
故选BD。
故答案为:向右;。
【分析】
熟练掌握并应用楞次定律是求解的关键。
由图可判断电流流向与指针的偏转方向,结合楞次定律即可求解图的问题。
【解答】
图条形磁铁的运动方向向下,穿过线圈的磁通量增加,感应电流的磁场向下,电流顺时针,即电流从电流表的左接线柱进时,指针也从中央向左偏。图磁场方向,电流反向,中电流计的指针从中央向右偏;图图中电流方向相同,但条形磁铁抽出,条形磁铁下端应和图相反,故下端为极。
故答案为:下;右;。
2.某实验小组为探究某金属材料的导电性能,需测定该金属材料的电导率电导率是电阻率的倒数。现有一根由该金属材料制成的粗细均匀的电阻丝,该实验小组先用多用电表粗测其阻值约为,为进一步精确测定其电导率,实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外,还给出了以下器材:
电流表,内阻电流表,内阻
定值电阻定值电阻
滑动变阻器干电池,内阻不计开关及导线若干
该实验小组用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径和长度如上图所示,螺旋测微器读数为 ,游标卡尺读数为 。
根据现有器材,该实验小组设计了如图所示的电路图,其中为被测电阻、为定值电阻,则定值电阻应选 填“”或“”。
若某次测得电流表、的示数分别为、。则该金属材料的电导率的大小为 用已知和测量物理量的符号表示。
【答案】
【解析】【分析】
本题考查测定金属丝的电阻率,实验仪器的选择是考试中经常出现的问题,在学习中要注意掌握好其安全、准确的原则;同时注意滑动变阻器的电路中的应用规律。
螺旋测微器读数为固定刻度加上可动刻度,精度为,需要估读;
游标卡尺读数为主尺示数游标尺示数,不需要估读,要注意游标尺的精度,本题精度为;
图甲电路中表头与定值电阻串联改装为电压表,为待测电阻;根据串联电路特点求的阻值;
根据串并联电路特点结合欧姆定律求待测电阻,结合电导率计算公式求出电导率。
【解答】
螺旋测微器读数为;
游标卡尺读数为;
由题图可看出电阻与串联,则说明为定值电阻,将与串联改装出一个大量程的电压表,其并联在电阻的两端,则为待测电阻;
由于电源电动势为,则需将改装为一个左右的电压表,
则定值电阻的阻值约为,所以定值电阻应选;
由串并联关系可知,
解得,
由得:,
所以电导率。
五、计算题:本大题共3小题,共30分。
16.如图所示匀强电场中,有、、三点,长,长,其中沿电场方向,和电场方向成角,一个电荷量为的正电荷从移到电场力做功为,求:
匀强电场的场强大小;
该电荷从移到,电场力做功;
、两点的电势差.
【答案】解:电荷量为的正电荷从移到的过程中,
由得:;
该电荷从移到的过程中电场力做功
由得:;
、两点的电势差。
【解析】解析请参考答案文字描述
15.某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图甲所示,不计电阻的足够长光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为,其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值为的电阻串联接在导轨上端。质量为、有效阻值为的导体棒由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随时间变化的规律如图乙所示,电流最大值为。棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好,不计电流传感器的内阻及空气阻力,重力加速度为。
求该磁场的磁感应强度大小;
求在时刻棒的速度大小;
在时间内棒下降的高度为,求此过程电阻产生的电热。
【答案】解:当电流达到最大值时,棒做匀速直线运动,这时棒受到的安培力和重力平衡。
,
解得。
时刻,棒产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
解得
根据能量守恒定律,可得电路中产生的总电热
电阻上产生的电热
解得。
【解析】利用电流达到最大值时,导体棒做匀速直线运动,利用平衡条件,求出磁场磁感应强度大小;
从图中可知时刻棒中电流最大值为先求出此时感应电动势,再利用欧姆定律列式建立方程,最后求出在时刻棒的速度大小;
利用能量守恒定律求出棒下降的高度为时整个电路产生的电热,再求此过程电阻产生的电热。
本题考查电磁感应、安培力和能量守恒定律,解答本题的关键是要熟悉导体切割磁感线时感应电动势和感应电流的计算。
16.控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用现有这样一个简化模型:如图所示,在平面的第一象限存在沿轴正方向的匀强电场,第四象限存在垂直于平面向里的匀强磁场第二象限内、两个平行金属板之间的电压为,一质量为、电荷量为的粒子不计粒子重力从靠近板的点由静止开始做加速运动,粒子从轴上的点垂直于轴向右射出,然后从轴上的点离开电场进入磁场,最后从轴上的点离开磁场区域,粒子在点的速度方向与轴正方向的夹角求:
粒子运动到点射入电场的速度大小和第一象限电场强度的大小
第四象限内磁感应强度的大小
粒子从点运动到点所经历的时间.
【答案】解:设粒子从点射入电场的速度大小为,由动能定理得
可得粒子运动到点射入电场的速度大小
粒子在第一象限的匀强电场中做类平抛运动,则有
水平方向:直方向:
根据牛顿第二定律有联立解得电场强度的大小
粒子离开电场的竖直分速度
点的速度为
设此时与轴的夹角为,则解得
解得
分别过点速度和点速度作垂线,交点为粒子在磁场中做圆周运动的圆心,如图所示
设半径为,根据几何关系有
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
解得
又,解得第四象限内磁感应强度的大小
粒子圆周运动的周期
根据几何关系,粒子从到运动的圆心角,从到的时间
结合上述得又
联立解得粒子从点运动到点所经历的时间.
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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高二物理
一、单选题:本大题共4小题,共16分。
1.如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点
时,速度大小为2),方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程()
A.动能增加号mw2B.机械能增加2mv2
2y。N
E
C.重力势能增加号mw2
D.电势能增加2mv2
M
2.如图所示是一个测量磁感应强度大小B的实验装置简图。整个装置悬挂在弹簧测力计下,单匝线圈的下边
处于一个待测匀强磁场中,边长L=0.1m,磁场方向与线圈平面垂直。当线
LLL∠
圈接通2A直流电时,此时弹簧测力计的示数为0.6N。保持电流大小不变,
电源
改变电流方向,弹簧测力计的示数为0.8N,则()
A.不通电时,弹簧测力计的示数为0.2N
B.改变电流方向后,线圈受到的安培力向上
B
C.线圈受到的安培力大小为0.2N
D.待测磁场的磁感应强度为0.5T
3.如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为、电荷量为q的带正电小
球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放。不计空气阻力,
则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是()
洪
L
A.小球运动至最低点时速度为2√gL
×
×
B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直
×
×
×
C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小
D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为3mg+qB√2gL
B X
×
4.如图,距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B1,一束速度大小为v的等离
子体垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面
垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B2,导轨平面与水平面夹角为0,两导
轨分别与P、Q相连。质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置,恰好静止。
等离子体
重力加速度为g,不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说
法正确的是()
高二物理第1页,共6页
A.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,v=mgRsin
BB2Ld
B.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,v=”gRs
BB2Ld
C.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上,v=mgRtan0
BB2Ld
D.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下,v=mgRtan
B1B2Ld
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
5.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,下列说法正确的是()
XXX
D
甲
乙
丙
A.甲图可通过增加磁感应强度B来增大粒子的最大动能
B.乙图可通过增加磁感应强度B来增大电源电动势
C.丙图无法判断出带电粒子的电性,粒子能够从左右两个方向沿直线匀速通过速度选择器
D.丁图中产生霍尔效应时,无论载流子带正电或负电,稳定时都是C板电势高
6.在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁
通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为22,则()
个Φ/(×102Wb)
A.t=0时,线圈中的电流改变方问
B.t=1s时,线圈平面平行于磁感线
0
0.5
1.5
C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势为0
D.一个周期内,线圈产生的热量为8/
7.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管,在螺线管中通入如
图乙所示的电流,电流从螺线管α端流入为正,以下说法正确的是()
A.从上往下看,0~1s内圆环中的感应电流沿逆时针方向
i/A
B.1s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力
b
C.0~1s内圆环面积有扩张的趋势
D.1s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反
甲
8.如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,bc是以O
为圆心的圆弧导轨,圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场,金属杆
OP的O端与点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好,初始时,可滑动的金属杆
高二物理第2页,共6页
MN静止在平行导轨上,若杆OP绕0点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程
中,下列说法正确的有()
A.杆OP产生的感应电动势恒定
B.杆OP受到的安培力不变
C.杆MN做匀加速直线运动
D.杆MN中的电流逐渐减小
三、填空题:本大题共3小题,共9分。
U/V
9.小清想探究通过滑动变阻器的电流随电压变化
的规律,她设计了如图(α)所示的电路,电源输出
电压恒定不变,R,为一定值电阻。她通过实验得到
图(b)所示的图象,由图象可知,R。=;在
滑片移动过程中,滑动变阻器R上的最大功率
6)
为
10.如图所示,匝数n=100匝、面积S=10cm2的矩
形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=√2T的
灯泡
匀强磁场中,线框绕垂直于磁场的轴00’以角速度
ω=100rad/s匀速转动,并与一理想变压器的原线圈
相连,副线圈接入一只小灯泡L1,恰好正常发光,线
框电阻不可忽略。则以图示位置为计时起点,线框中
产生的感应电动势的表达式为;如果在小灯泡L1两端再并联一盏相同的小灯泡L2,则灯泡L1亮度
将(填变暗、变亮、不变。
11.如图丙所示,两根平行、光滑的倾斜金属导轨相距L,与水平面间的夹角为0,有一根质量为m的金属杆
ab垂直放在导轨上,与导轨接触良好,匀强磁场与导轨平面垂直。当杆中通有从b到a的电流为I时,杆恰好
静止在斜面上,则匀强磁场的磁感应强度方向垂直于斜面向(填“上”或“下”),匀强磁场的磁感应
强度大小B=
(结果用题中的L、m、0、1、重力加速度g表示)。
B
丙
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四、实验题:本大题共2小题,共13分。
12.α.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置.
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上
开关后,将A线圈迅速插入B线圈中,电流计指针将偏转。(填“向
左”“向右”或“不”)
(②)连好电路后,并将A线圈插入B线圈中后,若要使灵敏电流计的指针
向左偏转,可采取的操作是一。
A.插入铁芯B.拔出A线圈C.变阻器的滑片向左滑动D.断开电键S瞬间.
b.G为指针零刻度在中央的灵敏电流表,连接在直流电路中时的偏转情况如图(1)中所示,即电流从电流表G
的左接线柱进时,指针从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运
动方向是向(填“上”、“下”);图(3)中电流表指针应(填“向左”“向右”)偏转;图(4中的
条形磁铁下端为
极(填“N”、“S”)。
(1)
2
(4)
13.某实验小组为探究某金属材料的导电性能,需测定该金属材料的电导率(电导率是电阻率的倒数)。现有
一根由该金属材料制成的粗细均匀的电阻丝,该实验小组先用多用电表粗测其阻值R约为2002,为进一步
精确测定其电导率,实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外,还给出了以下器材:
①电流表G1(0~5mA,内阻r1=32)②电流表G2(0~10mA,内阻r2=12)
③定值电阻R1(R1=2002)④定值电阻R2(R2=202)
⑤滑动变阻器R(0~52)@汗电池(1.5V,内阻不计)⑦开关S及导线若干
cm
45
40
0
-35
10
20
(1)该实验小组用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径D和长度L如上图所示,螺旋测微器读数
为mm,游标卡尺读数为
cmo
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(2)根据现有器材,该实验小组设计了如图所示的电路图,其中B为被测电阻、A为定值电阻,则定值电阻A
应选(填“R1”或“R2”)。
(3)若某次测得电流表G1、G2的示数分别为11、12。则该金属材料的电导率的大小为
(用已知和测量物
理量的符号表示)。
五、计算题:本大题共3小题,共38分。
14.如图所示匀强电场中,有a、b、c三点,ab长L,bc长2.4L,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°
角,一个电荷量为q的正电荷从α移到b电场力做功为W,求:
人60°
6
(1)匀强电场的场强大小:
(2)该电荷从b移到c,电场力做功:
(3)a、c两点的电势差。
15.某兴趣小组用电流传感器测量某磁场的磁感应强度。实验装置如图甲所示,不计电阻的足够长光滑金属
导轨竖直放置在匀强磁场中,导轨间距为,其平面与磁场方向垂直。电流传感器与阻值为的电阻串联接
在导轨上端。质量为、有效阻值为r的导体棒AB由静止释放沿导轨下滑,该过程中电流传感器测得电流随
时间变化的规律如图乙所示,电流最大值为!m。棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好,不计电流传感
器的内阻及空气阻力,重力加速度为g。
R
传感器
甲
乙
(1)求该磁场的磁感应强度大小:
(2)求在t1时刻棒AB的速度大小:
(3)在0~t1时间内棒AB下降的高度为h,求此过程电阻R产生的电热。
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16.控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪
器电器等方面有广泛的应用现有这样一个简化模型:如
图所示,在xOy平面的第一象限存在沿y轴正方向的匀强
电场,第四象限存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场第
M
二象限内M、N两个平行金属板之间的电压为U,一质量
OXX××××x
为m、电荷量为-q(q>0)的粒子(不计粒子重力)从靠近
×X××X×
M板的S点由静止开始做加速运动,粒子从y轴上的P点
××××××
B
××××××
(0,)垂直于y轴向右射出,然后从x轴上的a点(d,0)离开
×××××X
电场进入磁场,最后从y轴上的b点离开磁场区域,粒子在b点的速度方向与y轴正方向的夹角0=60°求:
(1)粒子运动到P点射入电场的速度大小和第一象限电场强度的大小;
(2)第四象限内磁感应强度的大小;
(3)粒子从P点运动到b点所经历的时间.
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