内容正文:
2022-2023学年高二年级阶段性测试(二)
物理
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项符合题目要求,第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 电磁波可以传递信息,不能传播能量
B. 黑体辐射的电磁波强度按照波长分布只与温度有关
C. 单色光的能量是连续的波动能量
D. 原子发射光谱是分立亮线,是因为部分频率的光被吸收了
【答案】B
【解析】
【详解】A.电磁波既可以传递信息,也能传播能量,选项A错误;
B.普朗克等对黑体辐射研究发现黑体辐射的电磁波的强度按波长分布只与温度有关,一般物体的热辐射除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关,选项B正确;
C.爱因斯坦指出光的能量也是由不连续的能量子组成,单色光仅有一个频率,由能量子公式可知,单色光的能量不存在波动变化,选项C错误;
D.发射光谱是指原子直接发出的光经分光后产生的光谱,都是线状谱,即原子只发出几种特定频率的光,因此原子发射光谱是分立亮线,并不是部分频率的光被吸收了,选项D错误。
故选B。
考点:本题考查能量量子化的知识,考查考生物理观念。
2. 如图所示是某种电容器的参数,下列各种参数规格的电容器在额定电压下使用,储存电荷最多的电容器是( )
A. 350V B. 2.7V C. 450V D. 16V
【答案】A
【解析】
【详解】电容器在额定电压下使用,能储存电荷,,易得选项A中所给参数的电容与额定电压的乘积最大。
故选A。
3. 变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。在如图所示的四种变化的电场中,能发射电磁波的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电磁波产生的条件,是周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁场再产生周期性变化的电场,如此反复,才能产生电磁波。考查题中图像,图A、D变化的电场的场强随时间的变化率是恒定的,产生稳定的磁场,图C中恒定的电场不能产生磁场,所以均不能产生和发射电磁波,只有B选项中的场强是随时间周期性变化的,能发射电磁波。
故选B。
4. 1932年安德森在云室中发现正电子。正电子是电子的反粒子,与电子质量相同、带等量正电荷。现云室中有垂直于纸面的匀强磁场,并设置了粒子减速板,有正电子、质子、电子三个粒子运动轨迹如图所示,在轨迹A、B、H中轨迹H为质子在云室中的径迹。下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 三种粒子都是从减速板的上方向下方运动
C. A线是正电子的云室径迹
D. 若减速板同侧A、B的径迹半径相等,则A、B粒子的速度大小也相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由左手定则判断质子的运动方向,可知云室中的匀强磁场方向应该是由里向外,A错误;
B.由题可知粒子的运动由洛伦兹力提供向心力可知
解得
故粒子减速后,轨道半径减小,所以根据图像可知粒子由减速板下方向上方运动,经减速板减速后轨道半径减小,B错误;
C.线H、B表示粒子旋转方向相同,所以两者的电性相同,所以B对应的粒子应该是正电子,A对应的粒子为负电性,故为电子,C错误;
D.由上分析可知
正负电子的电量相等,r相等,则表示v相等,D正确。
故选D。
5. 如图所示,三个小球A、B、C,质量都是m,A带-q的电量,B、C带电量都是+q(q>0),三者均用长为l的绝缘丝线相连悬挂于O点,A、B间绝缘线恰好无拉力,重力加速度为g。剪断B、C间线的瞬间,C球的加速度大小为( )
A. g B. 2g C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、B间绝缘线恰好无拉力,即
剪断B、C间线的瞬间,C小球受到B球的斥力和A小球的引力、重力作用,根据牛顿第二定律有
解得小球C的加速度为
故选C。
6. 如图1所示是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁,在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起,轨道磁铁受列车速度影响,速度大磁性强,轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时,通过精确控制车身线圈中的电流,形成稳定的吸引力,使车体与轨道之间始终保持10mm的悬浮气隙,如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 车身悬浮时受到的竖直方向安培力大于重力
B. 当悬浮间隙小于10mm时,应增大电流使之回复
C. 车体满载时悬浮较空载所需的电流较小
D. 列车高速时更难悬浮
【答案】B
【解析】
【详解】A.车身悬浮时受到的安培力大小等于重力,A错误;
B.当悬浮间隙小于10mm时,应增大电流,从而增大向上的安培力,使之回复,B正确;
C.车体满载时会使车重增加,要增大安培悬浮力稳定悬浮,根据
F=BIL
应增大电流,C错误;
D.轨道磁铁受列车速度影响,速度大,磁性强,根据
F=BIL
列车高速时B更强,安培力增大,更容易磁悬浮,D错误。
故选B。
7. 有一带电量为0.01C的粒子仅在静电力作用下,以某一初速度沿电场中的一条电场线从处开始运动,该粒子运动的动能—位移()图像如图所示,在x=1.0m处图线的切线如虚线所示,图线与纵轴交点位置坐标是(0,1.7)。下列说法正确的是( )
A. 粒子向场强增大的方向运动
B. 粒子从0运动到0.5m,电场力对粒子做0.2J的正功
C. 在1.0m处的场强大小为125V/m
D. 若该电场是点电荷电场,则场源电荷可能在1.2m以内的位置
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电场力做功为
得
图线斜率逐渐增大,则电场强度逐渐增大,粒子向场强增大的方向运动,A正确;
B.粒子从0运动到0.5m,电场力对粒子做功为
B错误;
C.在1.0m处的场强大小为
C正确;
D.若粒子运动到场源电荷处动能的最小值不为零,粒子越过场源电荷位置,粒子动能会增大。根据图像可知,粒子运动位移为1.5m时,动能减小到0。此时还未到达场源电荷的位置,故可知场源电荷不可能在1.2m以内,D错误。
故选AC。
8. 若规定无穷远处电势为零,则点电荷周围电场中某点的电势为,r为该点到点电荷的距离。如图所示,半径为R的金属球壳带电荷为,在球的左侧,点电荷由静止开始仅在电场力作用下从远处向球壳的球心方向做直线运动,并能从球壳上的小孔进入球壳运动到球心处,点电荷不影响在球壳上电荷的均匀分布。下列说法正确的是( )
A. 点电荷受到的电场力先增大后变为零
B. 点电荷的电势能先减小后增大
C. 点电荷的速度先增大后不变
D. 进入球壳后点电荷的电势能为零
【答案】AC
【解析】
【详解】A.均匀带电球壳在其外部产生的电场相当于在球心处的点电荷产生的电场,根据点电荷电场强度,可知点电荷在向球心移动的过程中,所受的电场力越来越大,直到进入球壳,球壳内由于静电屏蔽,内部等势体,场强为零,电荷所受电场力为零,故A正确;
B.点电荷移动过程中,电场力做正功,的电势能减小,进入球壳,电场力不做功,电势能不变,故B错误;
C.点电荷受到库仑力引力作用,速度增加,但进入球壳后电场力为零,匀速运动,故C正确;
D.无穷远处,电势为0,电势能为0,点电荷电势能先减小后不变,因此点电荷进入球壳前后电势能都为负,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,图1为回旋加速器,图2为磁流体发电机,图3为速度选择器,图4为质谱仪。下列说法正确的是( )
A. 图1要增大某种粒子的最大动能,可增加磁场的磁感应强度
B. 图2是磁流体发电机,等离子体的速度越大,电源电动势越大
C. 图3中电子、质子、中子等能够沿直线通过速度选择器的条件是
D. 图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比
【答案】AB
【解析】
【分析】本题考查带电粒子在电磁场中运动的相关运用的原理,考查考生的物理观念。
【详解】A.根据带电粒子在匀强磁场中,有
解得
粒子的动能为
可知在不改变回旋加速器的加速空间半径r的情况下,可以增加磁感应强度来增加某种粒子的最大动能,故A项正确;
B.磁流体发电机,在不接外电路的情况下,两电极板的电压等于其电动势,此时等离子体在极板间受力平衡,有
整理有
由上述分析可知,等离子体的速度越大,电动势越大,故B项正确;
C.速度选择器的工作原理是,粒子在板间受到的电场力与磁场力大小相等,即
从而解得
但是中子不带电,所以速度选择器对于中子没有办法工作,即速度选择器无法筛选中子的速度,故C项错误;
D.带电粒子在经过加速电场后有
其在磁场中有
解得
所以有
故D项错误。
故选AB。
10. 电流传感器可以测量电流,可以反应瞬间的电流变化;图1是电流传感器采集定值电阻的电流随时间变化的部分电路,图2是计算机得出的定值电阻R的电流随时间变化的图像(t轴上下曲线“对称”)。下列说法正确的是( )
A. 1~7s时间内流过R的电流方向没有改变
B. 根据图像可以估算一段时间流过R的电量
C. t=2s时,电阻R上的电压是0.06V
D. 1~4s时间内R消耗的电能等于4~7s时间内消耗的电能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图2图像可知,在t=4s时,电流的方向发生改变,故A错误;
B.图像与t轴所围成的面积表示通过R的电量,故B正确;
C.t=2s时,流过电阻的电流在图2中可以读出约为0.7mA,根据欧姆定律
可得电阻R上的电压约是0.35V,故C错误;
D.电流在R上消耗的电能,在极短时间中,有,1~4s时间和4~7s时间内,对应时刻电流大小相等,所以两段时间中R消耗的电能相等,故D正确。
故选BD。
二、非选择题:本题共6小题,共60分。
11. 某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示,回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测得绕制线圈B的铜线直径d如图1所示,则该铜线d=________mm。
(2)在图2中用笔画线将实验电路连接完整。( )
(3)连接好电路以后,实验中发现:闭合开关时,灵敏电流计的指针偏转了一下。然后开关保持闭合,线圈A保持静止,若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动,灵敏电流计的指针会______(选填“偏转”或“不偏转”),滑片滑到最左端停止后,灵敏电流计的指针______(选填“在最大值位置”或“回到零刻度”)。
(4)通过实验可以得出:当穿过闭合回路的______发生变化时,闭合回路中就会产生感应电流。
【答案】 ①. 0.450##0.451##0.449 ②. ③. 偏转 ④. 回到零刻度 ⑤. 磁通量
【解析】
【详解】(1)[1]读数
(2)[2]如图
(3)[3][4]根据题意知闭合开关时,B线圈中的磁通量发生变化,导致B中感应电流使得灵敏电流计的指针偏转了一下;开关保持闭合,线圈A保持静止,若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动,使B中磁通量减少,从而产生感应电流,指针会偏转;滑片滑到最左端停止后,电路中的电流不再变化,B中的磁通量也没有变化,所以没有感应电流,指针回到零刻度。
(4)[5]题中实验操作都是使得B线圈中的磁通量发生变化,从而在闭合电路中产生电流。
12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。
实验小组在利用图1电路测量,可供选择的器材有:
电流表(0~0.6A),电流表(0~3A)
电压表(0~3V),电压表(0~5V)
滑动变阻器(,),滑动变阻器(,)
定值电阻为
开关S及导线若干
(1)为了较准确地测出电源的电动势和内阻,请根据图1的电路图补充完成图2的实物连线。( )
(2)为方便实验调节且能较准确地进行测量,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选_______。(填写题中对应器材的符号)
(3)利用电路图进行实验,改变滑动变阻器的阻值,根据测出数据描出点如图3所示。
(4)此干电池的电动势E=________V,内阻r=________。
(5)由于电压表、电流表存在内阻,实验小组利用图1电路测量的电池的内阻较真实值________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】 ①. ②. A1 ③. V1 ④. R1 ⑤. 1.55 ⑥. 0.4 ⑦. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]实物连线图,如图所示,注意电压表接线。
(2)[2]由于电源电压较低,电流较小,应选择较小量程的电表测量,且不超出量程,电流表应选A1。
[3]电压表应选V1。
[4]由于电池内阻较小,为获得较为效果明显的调节,选择的滑动变阻器的最大阻值应接近于电池内阻与的阻值的和,应选合适。
(4)[5]由闭合电路欧姆定律可得
整理可得
根据电源图线与纵轴交点可知该电源的电动势为1.55V。
[6] 图像斜率
即
解得
(5)[7]由于电压表与滑动变阻器并联,有分流作用,导致电流表的电流小于流经电源的电流,使图像向下移,测得内阻比真实值偏小。
13. 如图1所示,金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中,,导体棒PQ与框架接触良好构成回路,且。导体棒从零时刻由O位置以匀速向右运动,磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图2所示直线。求:
(1)t=1.5s时刻,回路的磁通量;
(2)从零时刻到t=3.5s的过程中,回路中磁通量的变化量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)在时刻,根据图2可知此时磁场的磁感应强度为
此时导体棒运动的位移为
闭合回路围成的面积为
回路的磁通量为
(2)根据图2可知推导出磁场在时刻的磁感应强度为
由图可知B随t的变化满足
代入数据解得
则在时刻的磁感应强度为
从零时刻到的过程中磁通量变化为
磁通量的变化量为
14. 如图所示,有一半径为R=1m的圆形区域,O为圆心,AC为直径,三角形ABC为圆内接三角形,为60°。有面积足够大平行于圆面的匀强电场,已知场强E=100V/m,A点电势为,B点电势为0,C点电势低于B点电势,电子电荷量大小为,电子重力不计。求:
(1)匀强电场的方向;
(2)C点的电势(可用根号表示);
(3)若将一电子以某一初速度从C点飞出,电子经过圆形区域边界时可能获得的最大动能增量(可用根号及含eV单位的数值表示)。
【答案】(1)与AB夹角为由高电势指向低电势;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据场强与电势差的关系
可得
以A点为圆心以为半径作圆,过B点作该圆的切线2条,是可能的B点电势等势线,
根据题意C点电势低于B点电势,判断大圆外的切线不符合,舍去。故BO线为B点电势的等势线,过A点作此等势线的垂线,即为一条电场线,根据几何关系可知电场线与AB夹角为,方向由高电势指向低电势。
(2)根据几何关系易知,A到C点的电场线方向距离为
AC间电势差
得
(3)由图可知M点电势最高
电子从C到M电场力做功最多,电子动能增加最多
15. 图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为r0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)电源内阻;
(2)电动机正常工作时,小灯泡的电功率;
(3)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少。
【答案】(1)1Ω;(2)0.04W;(3)1.44W
【解析】
【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得
根据图3可得电源电动势为
图线斜率为
(2)在图1电路中,电动机正常工作电流为0.4A,电动机两端电压为2.5V,电源内阻的电压为
根据闭合电路欧姆定律
解得
所以灯泡的电功率为
(3)电动机卡死不转,电动机线圈相当于一个纯电阻,此时电路简化为一个电动势为3.0V内阻为2.0Ω的等效电源,外接小灯泡,在灯泡的U-I图线中作出等效电源的U-I图线,两图线交点即为灯泡的工作点,如图所示
由图可得此时灯泡电流为
所以流过电动机线圈电流也为1.2A,此时线圈上的热功率为
16. 如图所示,平面坐标系中,存在一半径为R、圆周过O点与y轴相切的圆形磁场区域,第一象限的圆形区域外存在磁感应强度大小不同的磁场区域,两匀强磁场方向均垂直纸面向里,磁感应强度的大小关系为。在第二象限内有平行坐标平面的沿x轴正方向的匀强电场。在的P点位置发射一个速度大小为方向沿方向的粒子,其电量为,质量为m,粒子恰好从坐标原点O进入圆形区域做逆时针偏转。已知圆形区域内磁场的磁感应强度,取,不考虑粒子重力、粒子之间的相互作用力,求:
(1)粒子经过O点的速度大小;
(2)粒子从P点发射至第二次经过y轴所经历的时间t。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)粒子在第二象限内做类平抛运动,在y轴方向
x方向的匀加速运动
到达O点,粒子沿x方向的速度
粒子经过O的进入第四象限的速度
与x轴正方向夹角为45°斜向右下方。
(2)粒子在区域的运动满足
可得偏转半径
偏转周期
根据几何关系偏转的圆心角
粒子离开区域时的速度方向竖直向上,在磁场B1中偏转时间
同理可得粒子进入磁场区域的偏转半径
偏转圆心角为,则
解得
偏转周期
偏转时间
运动总时间
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2022-2023学年高二年级阶段性测试(二)
物理
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一个选项符合题目要求,第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 电磁波可以传递信息,不能传播能量
B. 黑体辐射的电磁波强度按照波长分布只与温度有关
C. 单色光的能量是连续的波动能量
D. 原子发射光谱是分立亮线,是因为部分频率的光被吸收了
2. 如图所示是某种电容器的参数,下列各种参数规格的电容器在额定电压下使用,储存电荷最多的电容器是( )
A. 350V B. 2.7V C. 450V D. 16V
3. 变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场。在如图所示的四种变化的电场中,能发射电磁波的是( )
A. B.
C. D.
4. 1932年安德森在云室中发现正电子。正电子是电子的反粒子,与电子质量相同、带等量正电荷。现云室中有垂直于纸面的匀强磁场,并设置了粒子减速板,有正电子、质子、电子三个粒子运动轨迹如图所示,在轨迹A、B、H中轨迹H为质子在云室中的径迹。下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 三种粒子都是从减速板的上方向下方运动
C. A线是正电子的云室径迹
D. 若减速板同侧A、B的径迹半径相等,则A、B粒子的速度大小也相等
5. 如图所示,三个小球A、B、C,质量都是m,A带-q的电量,B、C带电量都是+q(q>0),三者均用长为l的绝缘丝线相连悬挂于O点,A、B间绝缘线恰好无拉力,重力加速度为g。剪断B、C间线的瞬间,C球的加速度大小为( )
A. g B. 2g C. D.
6. 如图1所示是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁,在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起,轨道磁铁受列车速度影响,速度大磁性强,轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时,通过精确控制车身线圈中的电流,形成稳定的吸引力,使车体与轨道之间始终保持10mm的悬浮气隙,如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 车身悬浮时受到的竖直方向安培力大于重力
B. 当悬浮间隙小于10mm时,应增大电流使之回复
C. 车体满载时悬浮较空载所需的电流较小
D. 列车高速时更难悬浮
7. 有一带电量为0.01C的粒子仅在静电力作用下,以某一初速度沿电场中的一条电场线从处开始运动,该粒子运动的动能—位移()图像如图所示,在x=1.0m处图线的切线如虚线所示,图线与纵轴交点位置坐标是(0,1.7)。下列说法正确的是( )
A. 粒子向场强增大的方向运动
B. 粒子从0运动到0.5m,电场力对粒子做0.2J的正功
C. 在1.0m处的场强大小为125V/m
D. 若该电场是点电荷电场,则场源电荷可能在1.2m以内的位置
8. 若规定无穷远处电势为零,则点电荷周围电场中某点的电势为,r为该点到点电荷的距离。如图所示,半径为R的金属球壳带电荷为,在球的左侧,点电荷由静止开始仅在电场力作用下从远处向球壳的球心方向做直线运动,并能从球壳上的小孔进入球壳运动到球心处,点电荷不影响在球壳上电荷的均匀分布。下列说法正确的是( )
A. 点电荷受到的电场力先增大后变为零
B. 点电荷的电势能先减小后增大
C. 点电荷的速度先增大后不变
D. 进入球壳后点电荷的电势能为零
9. 如图所示,图1为回旋加速器,图2为磁流体发电机,图3为速度选择器,图4为质谱仪。下列说法正确的是( )
A. 图1要增大某种粒子的最大动能,可增加磁场的磁感应强度
B. 图2是磁流体发电机,等离子体的速度越大,电源电动势越大
C. 图3中电子、质子、中子等能够沿直线通过速度选择器的条件是
D. 图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比
10. 电流传感器可以测量电流,可以反应瞬间的电流变化;图1是电流传感器采集定值电阻的电流随时间变化的部分电路,图2是计算机得出的定值电阻R的电流随时间变化的图像(t轴上下曲线“对称”)。下列说法正确的是( )
A. 1~7s时间内流过R的电流方向没有改变
B. 根据图像可以估算一段时间流过R的电量
C. t=2s时,电阻R上的电压是0.06V
D. 1~4s时间内R消耗的电能等于4~7s时间内消耗的电能
二、非选择题:本题共6小题,共60分。
11. 某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示,回答下列问题:
(1)用螺旋测微器测得绕制线圈B的铜线直径d如图1所示,则该铜线d=________mm。
(2)在图2中用笔画线将实验电路连接完整。( )
(3)连接好电路以后,实验中发现:闭合开关时,灵敏电流计的指针偏转了一下。然后开关保持闭合,线圈A保持静止,若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动,灵敏电流计的指针会______(选填“偏转”或“不偏转”),滑片滑到最左端停止后,灵敏电流计的指针______(选填“在最大值位置”或“回到零刻度”)。
(4)通过实验可以得出:当穿过闭合回路的______发生变化时,闭合回路中就会产生感应电流。
12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。
实验小组在利用图1电路测量,可供选择的器材有:
电流表(0~0.6A),电流表(0~3A)
电压表(0~3V),电压表(0~5V)
滑动变阻器(,),滑动变阻器(,)
定值电阻为
开关S及导线若干
(1)为了较准确地测出电源的电动势和内阻,请根据图1的电路图补充完成图2的实物连线。( )
(2)为方便实验调节且能较准确地进行测量,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选_______。(填写题中对应器材的符号)
(3)利用电路图进行实验,改变滑动变阻器的阻值,根据测出数据描出点如图3所示。
(4)此干电池的电动势E=________V,内阻r=________。
(5)由于电压表、电流表存在内阻,实验小组利用图1电路测量的电池的内阻较真实值________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
13. 如图1所示,金属框架AOC处于与框架垂直的匀强磁场中,,导体棒PQ与框架接触良好构成回路,且。导体棒从零时刻由O位置以匀速向右运动,磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图2所示直线。求:
(1)t=1.5s时刻,回路的磁通量;
(2)从零时刻到t=3.5s的过程中,回路中磁通量的变化量。
14. 如图所示,有一半径为R=1m的圆形区域,O为圆心,AC为直径,三角形ABC为圆内接三角形,为60°。有面积足够大平行于圆面的匀强电场,已知场强E=100V/m,A点电势为,B点电势为0,C点电势低于B点电势,电子电荷量大小为,电子重力不计。求:
(1)匀强电场的方向;
(2)C点的电势(可用根号表示);
(3)若将一电子以某一初速度从C点飞出,电子经过圆形区域边界时可能获得的最大动能增量(可用根号及含eV单位的数值表示)。
15. 图1所示的电路中,电源的U-I图像如图3所示,灯泡的U-I图像如图2所示,铭牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为r0=1.0Ω。图1所示电路中,开关S闭合后,电动机刚好正常工作。求:
(1)电源内阻;
(2)电动机正常工作时,小灯泡的电功率;
(3)若某时刻出现故障,电动机卡死不转,电动机线圈的电功率为多少。
16. 如图所示,平面坐标系中,存在一半径为R、圆周过O点与y轴相切的圆形磁场区域,第一象限的圆形区域外存在磁感应强度大小不同的磁场区域,两匀强磁场方向均垂直纸面向里,磁感应强度的大小关系为。在第二象限内有平行坐标平面的沿x轴正方向的匀强电场。在的P点位置发射一个速度大小为方向沿方向的粒子,其电量为,质量为m,粒子恰好从坐标原点O进入圆形区域做逆时针偏转。已知圆形区域内磁场的磁感应强度,取,不考虑粒子重力、粒子之间的相互作用力,求:
(1)粒子经过O点的速度大小;
(2)粒子从P点发射至第二次经过y轴所经历的时间t。
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