溯电弘道2025-2026学年高二下学期物理电磁学综合测试卷
2026-05-22
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第二册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.70 MB |
| 发布时间 | 2026-05-22 |
| 更新时间 | 2026-05-22 |
| 作者 | 物理全国高考教研室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57985618.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
电磁学综合测试卷立足核心素养,以库仑定律、电磁力等基础概念为依托,融合新农村电网改造、电磁运输系统等科技情境,通过原创题与实验探究题,实现物理观念建构与科学思维、探究能力的综合考查,适配期末检测需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/46|库仑定律、洛伦兹力与安培力关系、交流电功率、磁场偏转|原创题考查点电荷模型科学方法,多选结合雷达微波、双棒电磁感应,体现模型建构与科学推理|
|非选择题|5/54|热敏电阻实验、电场斜面平衡、电磁运输系统、显像管磁场偏转|实验题设计热敏电阻温度特性探究,综合题以电磁运输为情境,考查科学探究与问题解决能力,贴合高考命题趋势|
内容正文:
2026年“学科网杯”命卷大赛
溯电弘道 高中物理电磁学综合测试卷
高中物理
命题人:林志敏
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第8~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
(原创)1.18 世纪末库仑通过扭秤实验总结出库仑定律,奠定了静电学基础。关于点电荷模型的建立逻辑,下列说法符合科学研究方法的是( )
A. 只有体积小于 1mm³ 的带电体才能视为点电荷
B. 点电荷是忽略形状大小的理想化物理模型,与实际带电体大小无关
C. 带电量小于 10⁻⁹C 的带电粒子一定可看作点电荷
D. 非球形带电体无论研究什么问题都不能视为点电荷
(原创)2.物理学中,宏观力与微观力存在密切联系。关于洛伦兹力(微观)和安培力(宏观)的关系,下列说法正确的是( )
A. 洛伦兹力和安培力均对物体做功,改变物体的动能
B. 安培力是导体中所有定向移动电荷所受洛伦兹力的矢量和,是洛伦兹力的宏观表现
C. 洛伦兹力可以改变带电粒子的速度大小,安培力可以改变通电导线的速度大小
D. 通电导线在磁场中一定受到安培力,运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
3.实验室内有两个不同的电源,用伏安法测量这两个电源的电动势和内阻,根据实验数据得到路端电压和电流的关系如图1、2所示。则这两个电源电动势E和内阻r的大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
4.我国交流发电机行业在某些领域已经达到了世界先进水平,发电设备的产量约占全球总产量的三分之一。一台小型发电机的结构示意图如图甲所示,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的电阻,外接灯泡的电阻为。灯泡消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
5.下列关于电磁学、相对论、波的特性与应用的说法中,正确的是( )
A.麦克斯韦的电磁理论指出,变化的电场一定能产生变化的磁场
B.爱因斯坦狭义相对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中大小不同,随光源的运动状态改变
C.波分为横波和纵波,一切波可以发生干涉、衍射及偏振现象
D.彩超仪向人体发射某频率的超声波,经血管中血流反射,根据波的频率变化可测得血流的速度,这是利用了波的多普勒效应
6.如图所示,一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面,水平虚线FF'下方有宽度均为2d、磁场方向垂直斜面且交替变化的10个相邻匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B。一长为2d、宽度为d的匀质矩形线框刚进入磁场区域1时的速度为v0,并恰好能完全穿出磁场区域,已知线框质量为m,与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ,重力加速度为g,运动过程中线框长边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是( )
A.线框的总电阻为
B.线框进入磁场区域2瞬间的速度大小为
C.线框在磁场区域8、9内匀速运动的时间之比为5∶9
D.线框穿过磁场区域5、6过程产生的焦耳热之比为11∶9
7.如图所示,平面直角坐标系中,一个半径为、弧长略小于半圆的圆弧形挡板关于轴对称放置,其圆心位于原点。以为上边界、为下边界、圆弧形挡板为右边界,左边界无穷远的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ,磁感应强度大小为。其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电粒子,从处以某一初速度沿轴正向射出,恰好从处进入磁场Ⅱ,之后与挡板仅发生一次碰撞,碰后速度大小变为原来的、方向与碰前相反,最后经过处回到磁场Ⅰ。不计粒子重力及碰撞时间,整个过程粒子电量保持不变,下列说法正确的是( )
A.粒子初速度的大小为
B.两个磁场磁感应强度大小关系为
C.粒子第二次离开磁场I的位置坐标为
D.粒子从处至处的时间为
8.有关下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图是发生在液体中的扩散现象,扩散现象不能发生在固体中
B.乙图中想要保存地下的水分,就要用磙子压紧土壤
C.丙图中的雷达定位用的是微波,因为波长短的电磁波,衍射现象不明显,传播的方向性好
D.丁图中的光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
9.为推进乡村振兴,某地计划对新农村进行电网升级改造,解决用电高峰电压偏低、线路发热、供电不安全等问题。该地远距离输电电路简化为下图所示,变电站中升压变压器原、副线圈的匝数比为,升压变压器原线圈两端电压为,输电电路电阻,用户端降压变压器原、副线圈匝数比为,用户端电压恒为,变压器均可视为理想变压器。改造前全村满负荷功率为,改造后随着用电器增多满负荷功率可增长至,若均按满负荷用电考虑,下列说法正确的是( )
A.升压变压器副线圈两端电压为
B.改造后,输电电路中的电流为
C.改造后,输电线路的效率
D.改造后,输电线路能量损耗增加了
10.如图所示,相距的两平行金属导轨水平放置,两导体棒、放在导轨上,空间中存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。时,导体棒、分别以、的速度相向运动,时刻棒的速度第一次为0,时刻棒的加速度第一次为0。已知两导体棒的质量均为、接入电路的电阻均为、与水平导轨间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两导体棒在运动过程中不会相碰且始终与导轨垂直并接触良好,则( )
A.导体棒、组成的系统,动量始终守恒
B.时刻导体棒的速度为
C.时间内,通过导体棒的电荷量为
D.时间内,两导体棒的位移之差为
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题4分,第12题12分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11.某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中,利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。
(1)闭合开关S,观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时,将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值,这时开关S应________(填“断开”或“闭合”)。
(2)按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时,为防止用电器发生故障引起电流异常增大,导致个别电子元件温度过高而损坏,可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大,起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________(填“”或“”)具有相同温度特性。
12.NTC热敏电阻器是负温度系数热敏电阻,常用作温度传感器来实现智能控制。实验室有一个NTC热敏电阻器及厂家提供的标称值曲线,如图甲所示。
(1)某同学想测量该热敏电阻的阻值以检验参数与图甲是否一致。供选用的器材如下:
A.电源(,内阻不计) B.电压表(量程10 V,内阻约10 kΩ)
C.毫安表(量程10 mA,内阻为50 Ω) D.滑动变阻器(最大阻值50 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值1000 Ω) F.电阻箱
H.定值电阻、开关、导线若干
①请在图乙虚线框内将测量的电路图补充完整___________;
②为了测量更多组数据,滑动变阻器选用__________(填“”或“”)更适合电路调节;
③正确操作后,在热敏电阻温度为27℃时,电压表读数为8.4 V,电流表读数为8.0 mA,则此时__________kΩ,与厂家标称值相对误差为__________%(保留2位有效数字)。
(2)该同学将电源E、热敏电阻、电阻箱、定值电阻、、电压比较输出控制器(简称控制器)连接成一自动加热器,其电路图如图丙所示。已知,,控制器的输入电阻很大。当a点电势低于b点电势时,控制器产生信号使电热器工作:当a点电势等于或高于b点电势时,控制器产生信号使电热器不工作:若要求温度达到30℃时停止加热,电阻箱的阻值应调为__________kΩ。
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,为了让加热器30℃时停止加热,请提出一个可行方案___________。
13.如图,光滑绝缘斜面倾角处于匀强电场中,电场方向平行于斜面向上。质量、电荷量的带电小球,恰能沿斜面匀速下滑(,,)。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)电场强度E的大小。
14.“低压管道电磁运输系统”是未来城际高速物流的重要发展方向。如图所示,水平绝缘管道内固定有两根足够长的平行金属导轨,间距L=2m,导轨间分布着方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。质量m=1000kg的运输舱装有一根跨接在导轨上且接触良好的导体棒。运输舱在运行过程中受到恒定阻力f=1000N。地面供电系统为恒压直流电源,电动势E=1300V,回路总电阻R=2.0Ω。
(1)求接通电路瞬间,导体棒受到的安培力大小;
(2)求运输舱能达到的最大稳定速度;
(3)运输舱以速度进站时,切断电源,切换至“电能回收”模式:回路总电阻仍为,车载控制器使回路中电流恒为,使安培力变为阻力辅助减速,当感应电动势不足以维持该电流时停止回收,求此过程运输舱的位移大小。
(原创)15.在显像管中,从电子枪射出的电子,以速度 沿 方向垂直进入磁感强度为 的圆形偏转匀强磁场区域,如图所示。如电子质量为 ,带电量为 ,磁场区域的半径为 ,磁场中心到荧光屏的距离为 。
(1)求偏转量
(2)当偏转角度 很小时,试证明偏转量 约为
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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$2026年“学科网杯”命卷大赛
溯电弘道 高中物理电磁学综合测试卷
高中物理
命题人:林志敏
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第8~10题,每小题6分,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。
(原创)1.18 世纪末库仑通过扭秤实验总结出库仑定律,奠定了静电学基础。关于点电荷模型的建立逻辑,下列说法符合科学研究方法的是( )
A. 只有体积小于 1mm³ 的带电体才能视为点电荷
B. 点电荷是忽略形状大小的理想化物理模型,与实际带电体大小无关
C. 带电量小于 10⁻⁹C 的带电粒子一定可看作点电荷
D. 非球形带电体无论研究什么问题都不能视为点电荷
【答案】B
【解析】点电荷是理想化物理模型,判定标准是带电体的形状、大小对所研究问题的影响可忽略,与实际体积、带电量、形状均无绝对关系,符合物理学中建立理想化模型的科学方法。
(原创)2.物理学中,宏观力与微观力存在密切联系。关于洛伦兹力(微观)和安培力(宏观)的关系,下列说法正确的是()
A. 洛伦兹力和安培力均对物体做功,改变物体的动能
B. 安培力是导体中所有定向移动电荷所受洛伦兹力的矢量和,是洛伦兹力的宏观表现
C. 洛伦兹力可以改变带电粒子的速度大小,安培力可以改变通电导线的速度大小
D. 通电导线在磁场中一定受到安培力,运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
【答案】B
【解析】洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直,不做功,仅改变速度方向;安培力是导体中大量定向移动电荷所受洛伦兹力的宏观合力,可以做功;导线与磁场平行时不受安培力,电荷速度与磁场平行时不受洛伦兹力。
3.实验室内有两个不同的电源,用伏安法测量这两个电源的电动势和内阻,根据实验数据得到路端电压和电流的关系如图1、2所示。则这两个电源电动势E和内阻r的大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【难度】0.9
【详解】根据闭合电路欧姆定律有
可知图像的纵截距表示电动势,图像的斜率绝对值表示内阻的大小,由此可知,电源1的内阻和电动势均较大,即,。
故选D。
4.我国交流发电机行业在某些领域已经达到了世界先进水平,发电设备的产量约占全球总产量的三分之一。一台小型发电机的结构示意图如图甲所示,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的电阻,外接灯泡的电阻为。灯泡消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.72
【详解】根据图乙可知
根据闭合电路欧姆定律有,故B错误
由电功率公式
解得
故选C。
5.下列关于电磁学、相对论、波的特性与应用的说法中,正确的是( )
A.麦克斯韦的电磁理论指出,变化的电场一定能产生变化的磁场
B.爱因斯坦狭义相对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中大小不同,随光源的运动状态改变
C.波分为横波和纵波,一切波可以发生干涉、衍射及偏振现象
D.彩超仪向人体发射某频率的超声波,经血管中血流反射,根据波的频率变化可测得血流的速度,这是利用了波的多普勒效应
【答案】D
【难度】0.72
【详解】A.根据麦克斯韦电磁理论,变化的电场会产生磁场,但均匀变化的电场只能产生恒定磁场,并非一定产生变化的磁场,故A错误;
B.狭义相对论的光速不变原理明确,真空中的光速在所有惯性参考系中大小均相同,与光源的运动状态无关,故B错误;
C.干涉、衍射是一切波共有的特性,但偏振是横波特有的现象,纵波无法发生偏振,故C错误;
D.彩超仪向人体发射超声波,经血流反射后波的频率会随血流速度发生变化,通过检测频率变化计算血流速度,是波的多普勒效应的典型应用,故D正确。
故选D。
6.如图所示,一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面,水平虚线FF'下方有宽度均为2d、磁场方向垂直斜面且交替变化的10个相邻匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B。一长为2d、宽度为d的匀质矩形线框刚进入磁场区域1时的速度为v0,并恰好能完全穿出磁场区域,已知线框质量为m,与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ,重力加速度为g,运动过程中线框长边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是( )
A.线框的总电阻为
B.线框进入磁场区域2瞬间的速度大小为
C.线框在磁场区域8、9内匀速运动的时间之比为5∶9
D.线框穿过磁场区域5、6过程产生的焦耳热之比为11∶9
【答案】C
【难度】0.42
【详解】A.已知μ=tanθ,故
重力沿斜面的分力与摩擦力平衡,线框运动过程中合力只有安培力,根据电流定义式有
进入1磁场区域和离开10磁场区域有
从1磁场区域进入2磁场区域时有
整个运动过程中,根据动量定理有
即
联立解得,故A错误;
B.线框进入磁场区域2瞬间的速度即线框在磁场区域1的末速度,根据动量定理有
解得,故B错误;
C.由上述分析可知,线框进入1磁场区域和离开10磁场区域过程中,速度减少,进入其余区域减少,线框在8、9磁场区域中匀速的速度为,
匀速运动的位移为d,时间之比为,故C正确;
D.焦耳热等于动能变化,穿过第5个过程前速度,穿出后的速度为;穿过第6个过程前速度,穿出后的速度为
根据能量守恒定律有,
解得,故D错误;
故选C。
7.如图所示,平面直角坐标系中,一个半径为、弧长略小于半圆的圆弧形挡板关于轴对称放置,其圆心位于原点。以为上边界、为下边界、圆弧形挡板为右边界,左边界无穷远的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ,磁感应强度大小为。其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电粒子,从处以某一初速度沿轴正向射出,恰好从处进入磁场Ⅱ,之后与挡板仅发生一次碰撞,碰后速度大小变为原来的、方向与碰前相反,最后经过处回到磁场Ⅰ。不计粒子重力及碰撞时间,整个过程粒子电量保持不变,下列说法正确的是( )
A.粒子初速度的大小为
B.两个磁场磁感应强度大小关系为
C.粒子第二次离开磁场I的位置坐标为
D.粒子从处至处的时间为
【答案】C
【难度】0.38
【详解】A.粒子在磁场Ⅰ中做匀速圆周运动,恰好从处进入磁场Ⅱ,由几何关系可知半径为,根据
可得
解得粒子初速度的大小为,故A错误;
B.如图所示
根据
可得
碰后速度大小变为原来的,可设碰前的半径为,碰后的半径为,根据几何关系可得
可得,
即
可得两个磁场磁感应强度大小关系为,故B错误;
C.如图所示,根据
可得
可得粒子第二次离开磁场I的位置坐标为,故C正确;
D.在磁场中,周期
在磁场中,周期
粒子从处至处的时间为,故D错误。
故选C。
8.有关下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图是发生在液体中的扩散现象,扩散现象不能发生在固体中
B.乙图中想要保存地下的水分,就要用磙子压紧土壤
C.丙图中的雷达定位用的是微波,因为波长短的电磁波,衍射现象不明显,传播的方向性好
D.丁图中的光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
【答案】CD
【难度】0.81
【详解】A.扩散现象是分子永不停息无规则运动的结果,扩散现象可以发生在气体、液体、固体中(例如长期叠放在一起的铅块和金块会互相渗透),故A错误;
B.该内容考察毛细现象:土壤缝隙相当于毛细管,压紧土壤会让土壤缝隙变细,毛细作用更强,地下水分更易沿细毛细管上升到地表蒸发,反而流失水分;要保存地下水分,需要锄松表层土壤,破坏表层毛细管减少水分蒸发,故B错误;
C.雷达定位使用微波,微波波长很短,衍射不明显,传播的方向性好、能量集中,适合远距离定位测距,故C正确;
D.光敏电阻是常见的光电传感器,阻值会随光照强度改变,能够将光照强弱这个光学量,转换为电阻这个电学量,故D正确。
故选CD。
9.为推进乡村振兴,某地计划对新农村进行电网升级改造,解决用电高峰电压偏低、线路发热、供电不安全等问题。该地远距离输电电路简化为下图所示,变电站中升压变压器原、副线圈的匝数比为,升压变压器原线圈两端电压为,输电电路电阻,用户端降压变压器原、副线圈匝数比为,用户端电压恒为,变压器均可视为理想变压器。改造前全村满负荷功率为,改造后随着用电器增多满负荷功率可增长至,若均按满负荷用电考虑,下列说法正确的是( )
A.升压变压器副线圈两端电压为
B.改造后,输电电路中的电流为
C.改造后,输电线路的效率
D.改造后,输电线路能量损耗增加了
【答案】BC
【难度】0.52
【详解】A.对升压变压器,由理想变压器电压比
得升压副线圈电压,故A错误;
B.改造后用户满负荷功率为,用户端电压恒为,因此用户侧电流
对降压变压器,由理想变压器电流比
输电线电流等于降压变压器原线圈电流,因此,故B正确;
C.改造后输电线路损耗功率
总功率(升压变压器输出功率)
输电效率为,故C正确。
D.改造前输电电流
改造后输电电流
损耗增加量,故D错误;
故选BC。
10.如图所示,相距的两平行金属导轨水平放置,两导体棒、放在导轨上,空间中存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。时,导体棒、分别以、的速度相向运动,时刻棒的速度第一次为0,时刻棒的加速度第一次为0。已知两导体棒的质量均为、接入电路的电阻均为、与水平导轨间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两导体棒在运动过程中不会相碰且始终与导轨垂直并接触良好,则( )
A.导体棒、组成的系统,动量始终守恒
B.时刻导体棒的速度为
C.时间内,通过导体棒的电荷量为
D.时间内,两导体棒的位移之差为
【答案】BD
【难度】0.35
【详解】A.初始阶段速度向右,受向左摩擦力,速度向左,受向右摩擦力,两摩擦力大小相等方向相反;、受到的安培力等大反向,故系统的总合外力为零,动量守恒。减速为零后反向向右运动过程中,因两棒速度均向右,摩擦力都向左,安培力等大反向,系统的总合外力大小为
故两棒向右运动过程中合外力冲量不为零,系统动量不守恒,故A错误;
B.时间内,由动量定理可知导体棒的速度变化满足
导体棒的速度变化满足
两式联立可得
代入数据解得时刻导体棒的速度为,故B正确;
C. 时刻、棒的速度均向右,设速度大小分别为和,则回路的感应电动势
棒的安培力大小为
代入数据整理得
因时刻棒的加速度为零,合力为零,对有
联立解得
时间内,由动量定理可知导体棒的速度变化满足
导体棒的速度变化满足
两式相减并化简得
代入数据解得,故C错误;
D.时间内流过两棒的电荷量满足
整理得位移差
代入数据解得,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。第11题4分,第12题12分,第13题10分,第14题12分,第15题16分。其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,若只有最后答案而无演算过程的不得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11.某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中,利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。
(1)闭合开关S,观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时,将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值,这时开关S应________(填“断开”或“闭合”)。
(2)按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时,为防止用电器发生故障引起电流异常增大,导致个别电子元件温度过高而损坏,可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大,起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________(填“”或“”)具有相同温度特性。
【答案】(1)断开
(2)
【难度】0.84
【详解】(1)欧姆表测电阻时,被测电阻不能有电流,因此将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值,这时开关S应断开。
(2)为防止用电器发生故障引起电流异常增大,则串联的热敏电阻阻值要随温度增加而增加,这种热敏电阻与电阻具有相同温度特性。
12.NTC热敏电阻器是负温度系数热敏电阻,常用作温度传感器来实现智能控制。实验室有一个NTC热敏电阻器及厂家提供的标称值曲线,如图甲所示。
(1)某同学想测量该热敏电阻的阻值以检验参数与图甲是否一致。供选用的器材如下:
A.电源(,内阻不计) B.电压表(量程10 V,内阻约10 kΩ)
C.毫安表(量程10 mA,内阻为50 Ω) D.滑动变阻器(最大阻值50 Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值1000 Ω) F.电阻箱
H.定值电阻、开关、导线若干
①请在图乙虚线框内将测量的电路图补充完整___________;
②为了测量更多组数据,滑动变阻器选用__________(填“”或“”)更适合电路调节;
③正确操作后,在热敏电阻温度为27℃时,电压表读数为8.4 V,电流表读数为8.0 mA,则此时__________kΩ,与厂家标称值相对误差为__________%(保留2位有效数字)。
(2)该同学将电源E、热敏电阻、电阻箱、定值电阻、、电压比较输出控制器(简称控制器)连接成一自动加热器,其电路图如图丙所示。已知,,控制器的输入电阻很大。当a点电势低于b点电势时,控制器产生信号使电热器工作:当a点电势等于或高于b点电势时,控制器产生信号使电热器不工作:若要求温度达到30℃时停止加热,电阻箱的阻值应调为__________kΩ。
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,为了让加热器30℃时停止加热,请提出一个可行方案___________。
【答案】(1) 1.0 10
(2)2
(3)调大的阻值或减小的阻值或调大的阻值
【难度】0.52
【详解】(1)①因mA表的内阻已知,则采用电流表内接电路,电路如图
②为了测量更多组数据,滑动变阻器要接成分压电路,则选用阻值较小的更适合电路调节;
③根据欧姆定律可知
由图可知在热敏电阻温度为27℃时的阻值为1.1kΩ,则与厂家标称值相对误差为
(2)温度达到30℃时热敏电阻的阻值为,则当ab两点电势相等时,解得电阻箱阻值为
(3)实验过程中,发现热敏电阻温度达到31.5℃时停止加热,说明在温度达到30℃时a点电势低于b点电势,为了让加热器30℃时停止加热,则需要升高a点电势或降低b点电势,则由可知,可调大的阻值或减小的阻值或调大的阻值。
13.如图,光滑绝缘斜面倾角处于匀强电场中,电场方向平行于斜面向上。质量、电荷量的带电小球,恰能沿斜面匀速下滑(,,)。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)电场强度E的大小。
【答案】(1)
(2)
【难度】0.83
【详解】(1)物体匀速运动,根据平衡可知,电场力
代入数据得
(2)根据
代入数据得
14.“低压管道电磁运输系统”是未来城际高速物流的重要发展方向。如图所示,水平绝缘管道内固定有两根足够长的平行金属导轨,间距L=2m,导轨间分布着方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。质量m=1000kg的运输舱装有一根跨接在导轨上且接触良好的导体棒。运输舱在运行过程中受到恒定阻力f=1000N。地面供电系统为恒压直流电源,电动势E=1300V,回路总电阻R=2.0Ω。
(1)求接通电路瞬间,导体棒受到的安培力大小;
(2)求运输舱能达到的最大稳定速度;
(3)运输舱以速度进站时,切断电源,切换至“电能回收”模式:回路总电阻仍为,车载控制器使回路中电流恒为,使安培力变为阻力辅助减速,当感应电动势不足以维持该电流时停止回收,求此过程运输舱的位移大小。
【答案】(1)1300N
(2)150m/s
(3)1551.7m
【难度】0.61
【详解】(1)接通瞬间运输舱速度为零,不产生感应电动势,回路电流为
导体棒所受安培力为FA=I0LB
解得FA=1300N
(2)运输舱达到最大速度 vm时,加速度为零,安培力与阻力平衡,设此时回路电流为 I1,由平衡条件得I1LB=f
导体棒切割磁感线产生的感应电动势E感=BLvm
由闭合电路欧姆定律得E-E感=I1R
求得vm=150m/s
(3)回收过程中,回路电流恒定,运输舱所受合外力恒定,做匀减速直线运动,设加速度为,对运输舱,由牛顿第二定律得
当感应电动势不足以维持电流I=80A时,有BLv1=IR
由运动学公式得
解得此过程运输舱的位移大小x≈1551.7m
(原创)15.在显像管中,从电子枪射出的电子,以速度 沿 方向垂直进入磁感强度为 的圆形偏转匀强磁场区域,如图所示。如电子质量为 ,带电量为 ,磁场区域的半径为 ,磁场中心到荧光屏的距离为 。
(1)求偏转量
(2)当偏转角度 很小时,试证明偏转量 约为
【答案】
(1)当不满足小角度近似时,直接使用三角恒等式展开,其中:
将代入,得精确偏转角的正切值:
因此,任意角度下的精确偏转量为:
也可写成更直观的形式(体现小角度近似的修正项):
方法1:(2)
公式的物理意义:分子即为小角度近似结果,分母为相对论效应外的经典修正项,当时,分母趋近于 1,退化为题目给出的近似式 。
符号含义:负号表示偏转方向与磁场方向有关(电子带负电),偏转量大小取绝对值即可。
适用范围:该公式对所有轨道半径均成立,电子始终能从圆形磁场射出(两圆永远有两个交点:入射点和出射点)。
方法2:(2)
一、小角度近似下的偏转量关系
因为偏转角 很小,所以有小角度近似关系:
因此,荧光屏上的偏转量 可近似为:
根据几何关系,偏转角 与磁场中轨迹圆心角相等,故 (其中 为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径),因此:
二、洛伦兹力提供向心力
电子的重力可忽略不计,电子因受洛伦兹力的作用做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:
整理可得轨道半径 :
三、联立推导偏转量公式
将 代入 中,化简:
结论
因此,当偏转角度 很小时,电子在荧光屏上的偏转量:
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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$溯电弘道 试题汇总
题号 题型 分值 难度系数 考察知识点
1 单选题 4 0.90 点电荷模型、理想化物理模型
2 单选题 4 0.90 洛伦兹力与安培力的关系
3 单选题 4 0.90 闭合电路欧姆定律、U-I图像
4 单选题 4 0.72 交变电流、变压器、电功率计算
5 单选题 4 0.72 电磁理论、相对论、波的特性
6 单选题 4 0.42 电磁感应、线框穿过磁场区域、动量定理
7 单选题 4 0.38 带电粒子在磁场中的圆周运动、多磁场区域
8 多选题 6 0.81 扩散现象、毛细现象、电磁波、传感器
9 多选题 6 0.52 远距离输电、变压器、输电效率
10 多选题 6 0.35 双杆模型、电磁感应、动量定理、电荷量计算
11 实验题 4 0.84 热敏电阻的温度特性、过热保护
12 实验题 12 0.52 热敏电阻的阻值测量、自动控制电路
13 计算题 10 0.70 带电粒子在电场中的类平抛运动
14 计算题 12 0.50 导体棒在磁场中的运动、安培力、牛顿第二定律
15 计算题 16 0.25 带电粒子在电场和磁场中的复合运动、多解问题
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