内容正文:
物理学科高二年级期中考试试题卷
考试范围:选择性必修二第一章~第四章第一节 满分:100分 考试时间:75分钟;
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共6小题,每题3分,共18分)
1. 如图所示,图中已标出磁场B的方向,通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由左手定则可知,图A中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向向下,A错误;
B.由图B可知,通电直导线中电流I的方向与磁场B的方向平行,通电直导线不受安培力作用,B错误;
C.由左手定则可知,图C中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向向下,C正确;
D.由左手定则可知,图D中通电直导线所受安培力F的方向应是垂直电流I的方向指向读者,D错误。
故选C。
2. 如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子的速度大小v=B/E
C. 若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动
D. 若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变
【答案】C
【解析】
【详解】粒子从左射入,若带负电,则受到向上的电场力,和向下的洛伦兹力,若带正电,则受到向下的电场力和向上的洛伦兹力,只要满足,即速度,粒子就能做直线运动通过,故AB错误;若速度大小改变,则电场力qE,但是洛伦兹力发生变化,打破二力平衡,所以合力与初速度方向不共线,做曲线运动,C正确D错误.
【点睛】在速度选择器中,从左边射入,速度满足条件,电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关.
3. 如图所示,将通电线圈(电流方向沿图中箭头方向)悬挂在磁铁N极附近,磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将( )
A. 转动同时靠近磁铁 B. 转动同时离开磁铁
C. 不转动,只靠近磁铁 D. 不转动,只离开磁铁
【答案】A
【解析】
【详解】线圈通有顺时针电流,并处于N极的附近,根据左手定则可得,线圈右边安培力方向垂直纸面向里,所以线圈转动;由右手螺旋定则可知,线圈向外一面为S极,因为异名磁极相互吸引,线圈靠近磁铁;所以线圈转动并同时靠近磁铁.
A.转动同时靠近磁铁.故A符合题意.
B.转动同时离开磁铁.故B不符合题意.
C.不转动,只靠近磁铁.故C不符合题意.
D.不转动,只离开磁铁.故D不符合题意.
4. 如图甲所示,在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流逆时针方向(从上往下看)方向为正方向,磁场向上为正方向。当磁感应强度随时间按乙图变化时,导体环中感应电流随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律,当磁感应强度B随时间t按乙图变化时,均匀变化的磁场产生恒定的电流,且在整个过程中感应电动势大小都相等,即感应电流大小都相等;在0~1s内,磁感应强度方向竖直向下且均匀减小,根据楞次定律可知感应电流方向顺时针方向,即为负方向;1~2s内磁场方向竖直向上且均匀增大,根据楞次定律得感应电流方向为负方向,2~3s内磁感应强度方向竖直向上且均匀减小,根据楞次定律得感应电流方向为正方向;在3~4s内,磁感应强度方向竖直向下且均匀增大,根据楞次定律得感应电流方向为正方向。
故选C。
5. 在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )
A. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
B. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
C. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
D. 合上开关,、同时亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
【答案】C
【解析】
【分析】当开关接通和断开的瞬间,流过线圈的电流发生变化,产生自感电动势,阻碍原来电流的变化,根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序.
【详解】由图可以看出,a、b灯泡在两个不同的支路中,对于纯电阻电路,不发生电磁感应,通电后用电器立即开始正常工作,断电后停止工作.但对于含电感线圈的电路,在通电时,线圈产生自感电动势,对电流的变化有阻碍作用。则合上开关,b先亮,a后亮.当断开电键时,线圈中产生自感电动势,由a、b及电感线圈组成一个回路,两灯同时逐渐熄灭.故C正确.
故选C.
【点评】对于线圈要抓住这个特性:当电流变化时,线圈中产生自感电动势,相当于电源,为回路提供瞬间的电流.
6. 远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,变压器为理想变压器,所以有对于变压器原副线圈两端的电压有
原副线圈两端的功率有
功率的表达式有
有上述格式得
故A项错误;
BCD.对于副线有
对于原线圈有
又因为理想变压器
整理有
故BC错误,D正确。
故选D。
二、多选题(本大题共8小题,每题4分,共32分)
7. 关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A. 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B. 安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关
C. 匀强磁场中,将直导线从中点折成直角,安培力的大小可能变为原来的倍
D. 两根通以同向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.安培力,其中为电流方向与磁场方向的夹角,安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关.当时,就算有电流和磁场也不会有安培力,AB错误;
C.当导线和磁场垂直时,导线受到的安培力大小为,将导线从中点折成直角,到导线的有效长度变为,故安培力变为原来的倍,C正确;
D.根据电流与电流之间的相互作用可知,两根通以同方向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力,D正确.
8. 如图所示, 两个速度大小不同的同种带电粒子1、2,沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°,则它们在磁场中运动的( )
A. 轨迹半径之比为1∶2
B. 速度之比为2∶1
C. 时间之比为3∶2
D. 周期之比为2∶1
【答案】AC
【解析】
【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可确定粒子的半径,根据半径公式可确定初速度;根据粒子的运动的轨迹和粒子做圆周运动的周期公式可以判断粒子的运动的时间.
【详解】A项:设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d,画出粒子轨迹过程图,如图所示,
由几何关系可知:
第一个粒子的圆心为O1,由几何关系可知:R1=d;
第二个粒子的圆心为O2;由几何关系可知:R2sin30°+d=R2 ,解得:R2=2d;
故各粒子在磁场中运动的轨道半径之比为:R1:R2=1:2,故A正确;
B项:由可知v与R成正比,故速度之比也为:1:2,故B错误;
C、D项:粒子在磁场中运动的周期的公式为由此可知,
粒子的运动的周期与粒子的速度的大小无关,所以粒子在磁场中的周期相同;
由粒子的运动的轨迹可知,三种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°,
所以偏转角为90°的粒子的运动的时间为,偏转角为60°的粒子的运动的时间为,所以有,故C正确,D错误.
故应选:AC.
【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动,要注意根据几何关系确定粒子的半径,再由洛伦兹力充当向心力来确定半径与初速度的关系,利用周期公式结合粒子转过的圆心角求解粒子在磁场中运动的时间.
9. 如图所示为某科技爱好者设计的电磁炮模型示意图,水平发射轨道宽1m,轨道间有磁感应强度为1×103T方向竖直向上的匀强磁场,炮弹(含相关附件)总质量为0.5kg,当电路中通20A的恒定电流时,炮弹从轨道左端开始加速,然后从轨道右端发射出去。忽略一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 电流从a端流入b端流出
B. 电流从b端流入a端流出
C. 炮弹的加速度大小为1×104m/s2
D. 炮弹的加速度大小为4×104m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由左手定则可知,电流从b端流入a端流出,选项A错误,B正确;
CD.炮弹的加速度大小为
选项C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一质子从加速器的A处开始加速。已知D形盒的半径为R,磁场的磁感应强度为B,高频交变电源的电压为U、频率为f,质子质量为m,电荷量为q。下列说法正确的是( )
A. 质子的最大速度不超过2πRf B. 质子的最大动能为
C. 质子的最大动能与电压U无关 D. 只增大磁感应强度B,可增大质子的最大动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.质子出回旋加速器的速度最大,此时的半径为R,则有
所以最大速度不超过2πfR。故A正确;
BC.根据洛伦兹力充当向心力,有
则质子的最大动能为
与电压无关,故C正确,B错误;
D 由可知,只增大磁感应强度B,可增大质子的最大动能,故D正确。
故选ACD。
11. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B. 图乙中,电磁炉不能使用陶瓷锅,是因为陶瓷不能产生涡流
C. 图丙中,冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,冶炼金属
D. 图丁中,电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
【答案】BD
【解析】
【详解】A.充电设备中的发射线圈通恒定电流,其产生的磁场是恒定的,不能使手机产生感应电流,不能实现无线充电,故A错误;
B.电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料,不会产生涡流,故B正确;
C.真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生交变磁场,被冶炼的金属产生涡流,产生大量的热从而冶炼金属,故C错误;
D.电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,故D正确。
故选BD。
12. 图甲是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 交流电的频率是 B. 时线圈平面与磁场方向平行
C. 时穿过线圈的磁通量最大 D. 电流表的示数为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由题可知,交流电的周期为
故
A正确;
BC.时,电流达到峰值,故线圈平面与磁场方向平行,磁通量为零,B正确,C错误;
D.电流表的示数为交变电流的有效值,即
D错误。
故选AB。
13. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝,原线圈串联一个电阻,并接入内阻不计的正弦交流电源,其电动势为E且保持不变;两个副线圈分别接电阻和。开关S断开时,理想电流表读数为;开关S闭合时,理想电流表读数为。不计线圈电阻,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.开关S断开时,理想电流表读数为,且匝、匝,故
得
由
可得
故
A错误,B正确;
CD.由输出功率等于输入功率,可知
得
即
由
则
故
C错误,D正确。
故选BD。
14. 振荡电路某时刻的情况如图所示,下列说法正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 电感线圈中的磁场能正在减小
C. 电感线圈中的电流正在增大
D. 此时刻电感线圈中的自感电动势正在阻碍电流减小
【答案】AC
【解析】
【详解】根据题图中线圈磁场方向,由安培定则可知,电流从上向下通过线圈,由于电容器上极板带正电,则电容器正在放电,电感线圈的磁场能增加,电流在增大,此时刻电感线圈中的自感电动势正在阻碍电流增大。
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共18分)
15. 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道___________。
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向左移动滑片,此过程中电流表指针向___________偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向___________偏转。(均选填“左”或“右”)
(3)某同学按图丙完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除___________(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的,分析可知,线圈___________(选填“A”或“B”)产生了断电自感。要避免电击发生,在拆除电路前应___________(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
【答案】 ①. 电流表指针偏转方向与电流方向间的关系 ②. 右 ③. 左 ④. A ⑤. A ⑥. 断开开关
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)[2]如图乙所示,实验中发现闭合开关时,穿过线圈B的磁通量增加,电流表指针向右偏,电路稳定后,若向左移动滑动触头,通过线圈A的电流增大,磁感应强度增大,穿过线圈B的磁通量增大,电流表指针向右偏转。
[3]若将线圈A抽出,穿过线圈B的磁通量减少,电流表指针向左偏转。
(3)[4][5]在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路A线圈时,线圈A中的电流突然减少,从而出现断电自感现象,线圈中会产生自感电动势,进而突然会被电击了一下。
[6]为了避免此现象,则在拆除电路前应断开开关。
16. (1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,必须要选用的器材是_________(填选项前的字母)。
A.有闭合铁芯的原、副线圈
B.无铁芯的原、副线圈
C.低压直流电源
D.低压交流电源
E.多用电表(交流电压挡)
F.多用电表(交流电流挡)
(2)若在实验中用匝数匝和匝的变压器,对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据,下列说法正确的是_________。
实验次数
1
2
3
4
0.90
1.40
1.90
2.40
2.00
3.01
4.02
5.02
A.一定是原线圈 B.一定是原线圈 C.可能是副线圈 D.可能是副线圈
(3)在实验中,某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变,仅减小原线圈的匝数,副线圈两端的电压将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. ADE##DAE##EAD##AED##EDA##DEA ②. B ③. 增大
【解析】
【详解】(1)[1]为了完成变压器线圈两端的电压与匝数的关系的探究,需要使用交流电源变压,多用电表的交流电压挡测量原副线圈的电压值。含有闭合铁芯的原副线圈,接近理想变压器,减少能量的损耗,让变压效果更明显,容易发现变压的规律。故ADE正确。
故选ADE。
(2)[2]由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素,所以副线圈测量的电压值应该小于理论值,由理想变压器规律
由表格数据值U1总是小于,故U1应该是副线圈的电压值,一定是副线圈,一定是原线圈,故B正确。
故选B。
(3)[3]由理想变压器规律知,仅减小原线圈的匝数,副线圈两端的电压将增大。
四、计算题(本大题共2小题,17题14分,18题18分,共32分)
17. 一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,,质点所受重力不计,求:
(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间。
【答案】(1)垂直纸面向外;(2)B=;(3)t=
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据左手定则,可知该磁场方向垂直纸面向外;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,圆心为,如图所示
洛伦兹力提供向心力
由几何关系可得
联立得
(3)设粒子在磁场中运动的时间为t,粒子做匀速圆周运动,期周期
由于,因此运动的圆心角,因此粒子在磁场中运动的时间
18. 如图甲所示,电阻r=2Ω的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央,导轨由两根长L=2m、间距d=1m的平行金属杆组成,其电阻不计,在导轨左端接有阻值R=4Ω的电阻,金属棒与导轨接触良好。从t=0时刻开始,空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示,在t=0.1s时刻,金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在0.1s内,导体棒上所通过的电流大小和方向;
(2)在0.1s内,电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q;
(3)在0.05s时刻,导体棒所受磁场作用力的大小F和方向。
【答案】(1)2A,从b到a;(2)0.2C,1.6J;(3)1.2N,水平向左
【解析】
【分析】
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律可知,在0.1s时间内,回路中的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
由题图乙可得
联立解得
I=2A
由楞次定律可知,导体棒上的电流方向为从b到a。
(2)在0.1s时间内,通过电阻R的电荷量为
q=IΔt
代入数据可得
q=0.2C
电阻R产生的焦耳热为
Q=I2RΔt
代入数据可得
Q=1.6J
(3)在t=0.05s时刻,磁感应强度为
导体棒所受磁场作用力的大小为
F=BId
代入数据可得
F=1.2N
根据左手定则可知,导体棒所受磁场作用力方向水平向左。
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物理学科高二年级期中考试试题卷
考试范围:选择性必修二第一章~第四章第一节 满分:100分 考试时间:75分钟;
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共6小题,每题3分,共18分)
1. 如图所示,图中已标出磁场B的方向,通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带负电
B. 粒子的速度大小v=B/E
C. 若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动
D. 若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变
3. 如图所示,将通电线圈(电流方向沿图中箭头方向)悬挂在磁铁N极附近,磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将( )
A. 转动同时靠近磁铁 B. 转动同时离开磁铁
C. 不转动,只靠近磁铁 D. 不转动,只离开磁铁
4. 如图甲所示,在竖直方向的匀强磁场中,水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流逆时针方向(从上往下看)方向为正方向,磁场向上为正方向。当磁感应强度随时间按乙图变化时,导体环中感应电流随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 在如图所示的电路中,、为两个完全相同的灯泡,为自感线圈,为电源,为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )
A. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
B. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
C. 合上开关,先亮,后亮;断开开关,、同时熄灭
D. 合上开关,、同时亮;断开开关,先熄灭,后熄灭
6. 远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题(本大题共8小题,每题4分,共32分)
7. 关于通电直导线在磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A. 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B. 安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角无关
C. 匀强磁场中,将直导线从中点折成直角,安培力的大小可能变为原来的倍
D. 两根通以同向电流的平行直导线之间,存在着相互吸引的安培力
8. 如图所示, 两个速度大小不同的同种带电粒子1、2,沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°,则它们在磁场中运动的( )
A. 轨迹半径之比为1∶2
B. 速度之比为2∶1
C. 时间之比为3∶2
D. 周期之比为2∶1
9. 如图所示为某科技爱好者设计的电磁炮模型示意图,水平发射轨道宽1m,轨道间有磁感应强度为1×103T方向竖直向上的匀强磁场,炮弹(含相关附件)总质量为0.5kg,当电路中通20A的恒定电流时,炮弹从轨道左端开始加速,然后从轨道右端发射出去。忽略一切阻力,下列说法正确的是( )
A. 电流从a端流入b端流出
B. 电流从b端流入a端流出
C. 炮弹的加速度大小为1×104m/s2
D. 炮弹的加速度大小为4×104m/s2
10. 如图所示为回旋加速器的示意图。两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中,一质子从加速器的A处开始加速。已知D形盒的半径为R,磁场的磁感应强度为B,高频交变电源的电压为U、频率为f,质子质量为m,电荷量为q。下列说法正确的是( )
A. 质子的最大速度不超过2πRf B. 质子的最大动能为
C. 质子的最大动能与电压U无关 D. 只增大磁感应强度B,可增大质子的最大动能
11. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B. 图乙中,电磁炉不能使用陶瓷锅,是因为陶瓷不能产生涡流
C. 图丙中,冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,冶炼金属
D. 图丁中,电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
12. 图甲是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是( )
A. 交流电的频率是 B. 时线圈平面与磁场方向平行
C. 时穿过线圈的磁通量最大 D. 电流表的示数为
13. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝,原线圈串联一个电阻,并接入内阻不计的正弦交流电源,其电动势为E且保持不变;两个副线圈分别接电阻和。开关S断开时,理想电流表读数为;开关S闭合时,理想电流表读数为。不计线圈电阻,则( )
A. B.
C. D.
14. 振荡电路某时刻的情况如图所示,下列说法正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 电感线圈中的磁场能正在减小
C. 电感线圈中的电流正在增大
D. 此时刻电感线圈中的自感电动势正在阻碍电流减小
第II卷(非选择题)
三、实验题(本大题共2小题,每空2分,共18分)
15. 我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道___________。
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏转。电路稳定后,若向左移动滑片,此过程中电流表指针向___________偏转,若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向___________偏转。(均选填“左”或“右”)
(3)某同学按图丙完成探究实验,在完成实验后未断开开关,也未把A、B两线圈和铁芯分开放置,在拆除电路时突然被电击了一下,则被电击是在拆除___________(选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的,分析可知,线圈___________(选填“A”或“B”)产生了断电自感。要避免电击发生,在拆除电路前应___________(选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)。
16. (1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,必须要选用的器材是_________(填选项前的字母)。
A.有闭合铁芯的原、副线圈
B.无铁芯的原、副线圈
C.低压直流电源
D.低压交流电源
E.多用电表(交流电压挡)
F.多用电表(交流电流挡)
(2)若在实验中用匝数匝和匝的变压器,对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据,下列说法正确的是_________。
实验次数
1
2
3
4
0.90
1.40
1.90
2.40
2.00
3.01
4.02
5.02
A.一定是原线圈 B.一定是原线圈 C.可能是副线圈 D.可能是副线圈
(3)在实验中,某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变,仅减小原线圈的匝数,副线圈两端的电压将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
四、计算题(本大题共2小题,17题14分,18题18分,共32分)
17. 一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,,质点所受重力不计,求:
(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间。
18. 如图甲所示,电阻r=2Ω的金属棒ab垂直放置在水平导轨正中央,导轨由两根长L=2m、间距d=1m的平行金属杆组成,其电阻不计,在导轨左端接有阻值R=4Ω的电阻,金属棒与导轨接触良好。从t=0时刻开始,空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化如图乙所示,在t=0.1s时刻,金属棒恰好沿导轨开始运动。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在0.1s内,导体棒上所通过的电流大小和方向;
(2)在0.1s内,电阻R上所通过的电荷量q及产生的焦耳热Q;
(3)在0.05s时刻,导体棒所受磁场作用力的大小F和方向。
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