内容正文:
高二第13周物理考练题
一、单选题(共24分)
1. 如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流内阻可变电阻R的最大阻值为3kΩ,电池的电动势E=1.5V。按正确使用方法测量电阻Rₓ的阻值时,指针偏转到3mA处,可知该电阻的阻值为( )
A. 100Ω B. 150Ω C. 200Ω D. 300Ω
2. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为50cm的正方形导线框由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图中所示,,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
3. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观表达式中,是指单位体积内的自由电荷数
B. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为能量单位
C. 由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
D. 因为电流有方向,所以电流是矢量
4. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强电场和匀强磁场。某时刻一个带正电粒子速度的大小为v,与水平方向夹角为θ。此时将速度v分解为平行于磁场方向的分量v1和垂直于磁场方向的分量v2来进行研究,不计粒子重力。则此后一段时间内,下列说法正确的是( )
A. 粒子的加速度增大
B. 洛伦兹力的瞬时功率减小
C. 电场力的瞬时功率增大
D. 夹角θ减小
5. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示,磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中( )
A. 线圈有缩小的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大
C. 若线圈不闭合,线圈中有感应电动势 D. 若线圈匀速移动,线圈中没有感应电流
6. 如图所示,长为L的直金属棒在匀强磁场B中,沿图示方向以速度v做切割磁感线运动,角度θ已知,金属棒与磁场垂直。则产生感应电动势的大小为( )
A. 0 B. C. D.
二、多选题(共6分)
7. 如图所示,金属环a与导线环b共面共心,导线环b与光滑导轨、导体棒构成闭合回路,则下列说法正确的是( )
A. 若a中加顺时针增大的电流,则导体棒向右运动
B. 若a中加顺时针减小的电流,则导体棒向右运动
C. 若导体棒在外力作用下向右匀速运动,则a中会产生顺时针电流
D. 若导体棒在外力作用下向右匀加速运动,则a中会产生顺时针电流
三、实验题(共20分)
8. 某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,结果如图甲所示,其长度__________cm;再用螺旋测微器测金属丝直径,结果如图乙所示,其直径__________mm。
(2)为了精确地测量金属丝的电阻,除被测电阻外,实验室提供了下列器材:
直流电源(电压3V,内阻不计)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
电流表A(量程0~300mA,内阻)
滑动变阻器(0~5Ω)
滑动变阻器(0~1000Ω)
开关一只,导线若干
为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,实验中滑动变阻器应选择__________(填“”或“”);请在图丙虚线框内把电路原理图补充完整__________。
(3)根据实验数据作出I-U图像,若I-U图像的斜率用k表示,则待测金属丝的电阻率__________(用题中所给物理量符号表示)。
9. 某实验小组用如图(a)所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下:
A.待测毫安表G(量程,内阻约为)
B.电阻箱(最大阻值为)
C.电源(电动势约为)
D.电压表V(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
(1)测量毫安表G的内阻,正确连接电路后,进行如下操作:
①将滑动变阻器的滑片滑到最右端,闭合S;
②闭合,调节滑动变阻器使毫安表满偏,闭合,调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半,记录此时电阻箱的读数为;
③由上述操作可知,毫安表的内阻___________;
④本实验中滑动变阻器应选择___________(选填“E”或“F”)。
(2)测量电源的电动势和内阻。
①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表,需要将电阻箱的阻值调为___________(结果保留1位小数)。
②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值,使得毫安表和电压表都有较大的读数,根据实验数据画出图如图(b)所示,若电压表内阻对实验的影响忽略不计,根据图线可求出电源的电动势___________,电源的内阻___________。(结果均保留2位有效数字)
四、解答题(共50分)
10. 如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力),从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中,并从B点射出,,求该带电粒子在磁场中运动的半径和时间?
11. 如图所示,两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下,两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω,在导轨上有一金属棒ab,其接入电路的电阻r=1.2Ω,金属棒与导轨垂直且接触良好,在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动,设金属导轨足够长。求
(1)金属棒ab产生的感应电动势;
(2)水平拉力的大小F。
12. 光滑的金属导轨相互平行,它们所在平面与水平面夹角为45°,磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨,此时导轨上放一重0.1N、电阻0.2Ω的金属棒,导轨间距L=0.4m,导轨中所接电源的电动势为6V,内阻0.5Ω,其它的电阻不计,则欲使金属棒在导轨上保持静止,求:
(1)金属棒ab受到的安培力大小;
(2)电阻的阻值R应为多大?
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高二第13周物理考练题
一、单选题(共24分)
1. 如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流内阻可变电阻R的最大阻值为3kΩ,电池的电动势E=1.5V。按正确使用方法测量电阻Rₓ的阻值时,指针偏转到3mA处,可知该电阻的阻值为( )
A. 100Ω B. 150Ω C. 200Ω D. 300Ω
【答案】C
【解析】
【详解】欧姆表内阻为
设待测电阻为,则有
故选C。
2. 如图所示,我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,由于卫星姿势的改变,卫星中一边长为50cm的正方形导线框由水平方向转至竖直方向,此处磁场磁感应强度,方向如图中所示,,则下列说法正确的是( )
A. 在水平位置时,穿过线框的磁通量大小为
B. 在竖直位置时,穿过线框的磁通量大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量大小是
【答案】D
【解析】
【详解】在水平位置时穿过线框的磁通量为
在竖直位置时穿过线框的磁通量为
磁通量的变化量的大小为
故选D。
3. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观表达式中,是指单位体积内的自由电荷数
B. 某手机的说明书标明电池容量为,其中为能量单位
C. 由可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
D. 因为电流有方向,所以电流是矢量
【答案】A
【解析】
【详解】A.电流的微观表达式中,是指单位体积内的自由电荷数,故A正确;
B.是电荷量单位,而非能量单位,故B错误;
C.电流大小由和共同决定,仅电荷量多不能说明电流大,故C错误;
D.电流虽有方向,但运算遵循代数法则,是标量,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强电场和匀强磁场。某时刻一个带正电粒子速度的大小为v,与水平方向夹角为θ。此时将速度v分解为平行于磁场方向的分量v1和垂直于磁场方向的分量v2来进行研究,不计粒子重力。则此后一段时间内,下列说法正确的是( )
A. 粒子的加速度增大
B. 洛伦兹力的瞬时功率减小
C. 电场力的瞬时功率增大
D. 夹角θ减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场力F=Eq,竖直向上,大小不变;洛伦兹力f=qv2B,垂直纸面向外,大小不变;合力大小不变,加速度大小不变,A错误;
B.洛伦兹力不做功,功率为0,B错误;
C.电场力做正功,v增大,v1增大,电场力瞬时功率增大,C正确;
D.v2不变,v1增大,夹角θ增大,D错误。
故选C。
5. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示,磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置Ⅰ水平向右平移到位置Ⅱ的过程中( )
A. 线圈有缩小的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大
C. 若线圈不闭合,线圈中有感应电动势 D. 若线圈匀速移动,线圈中没有感应电流
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据楞次定律中“增缩减扩”的原理可知,线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中,磁通量减小,线圈有扩张的趋势,故AB错误;
C.线圈不闭合,穿过线圈的磁通量依然发生改变,根据楞次定律可知,线圈中会产生感应电动势,但由于不是闭合回路,线圈中没有感应电流,故C正确;
D.若线圈匀速移动,线圈的磁通量会发生改变,根据楞次定律可知,线圈中产生感应电动势,线圈是闭合的回路,有感应电流,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,长为L的直金属棒在匀强磁场B中,沿图示方向以速度v做切割磁感线运动,角度θ已知,金属棒与磁场垂直。则产生感应电动势的大小为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】金属棒与磁场垂直,速度与导体棒垂直,可知产生感应电动势的大小为。
故选B。
二、多选题(共6分)
7. 如图所示,金属环a与导线环b共面共心,导线环b与光滑导轨、导体棒构成闭合回路,则下列说法正确的是( )
A. 若a中加顺时针增大的电流,则导体棒向右运动
B. 若a中加顺时针减小的电流,则导体棒向右运动
C. 若导体棒在外力作用下向右匀速运动,则a中会产生顺时针电流
D. 若导体棒在外力作用下向右匀加速运动,则a中会产生顺时针电流
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.若a中加顺时针增大的电流,a中产生的磁场方向向里增大,根据楞次定律,b中感应电流产生的磁场方向向外,感应电流逆时针方向,cd中电流方向从下往上,根据左手定则,导体棒受力向左,向左运动,同理可知,若a中加顺时针减小的电流,则导体棒向右运动,A错误,B正确;
C.若导体棒cd在外力作用下向右匀速运动时,a中磁通量不变,不产生感应电流,C错误;
D.若导体棒cd在外力作用下向右匀加速运动,b中感应电流逆时针增大,b环内部产生的磁场向外增大,根据楞次定律,a中感应电流产生的磁场向里,a中感应电流方向顺时针,D正确。
故选BD。
三、实验题(共20分)
8. 某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率。
(1)首先用游标卡尺测量该金属丝的长度,结果如图甲所示,其长度__________cm;再用螺旋测微器测金属丝直径,结果如图乙所示,其直径__________mm。
(2)为了精确地测量金属丝的电阻,除被测电阻外,实验室提供了下列器材:
直流电源(电压3V,内阻不计)
电压表V(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
电流表A(量程0~300mA,内阻)
滑动变阻器(0~5Ω)
滑动变阻器(0~1000Ω)
开关一只,导线若干
为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,实验中滑动变阻器应选择__________(填“”或“”);请在图丙虚线框内把电路原理图补充完整__________。
(3)根据实验数据作出I-U图像,若I-U图像的斜率用k表示,则待测金属丝的电阻率__________(用题中所给物理量符号表示)。
【答案】(1) ①. 11.050 ②. 1.995
(2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,金属丝长度。
[2]由图乙可知,金属丝直径。
【小问2详解】
[1]为调节方便,并让电压变化范围尽量大一些,则滑动变阻器应采用分压式接法,故滑动变阻器应选择较小阻值的。
[2]由于电流表内阻已知,故电流表应采用内接法,则电路原理图如图所示。
【小问3详解】
根据欧姆定律有
解得
根据电阻定律有
其中
联立解得。
9. 某实验小组用如图(a)所示的电路图测量毫安表G的内阻以及电源的电动势和内阻。可用器材如下:
A.待测毫安表G(量程,内阻约为)
B.电阻箱(最大阻值为)
C.电源(电动势约为)
D.电压表V(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
(1)测量毫安表G的内阻,正确连接电路后,进行如下操作:
①将滑动变阻器的滑片滑到最右端,闭合S;
②闭合,调节滑动变阻器使毫安表满偏,闭合,调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半,记录此时电阻箱的读数为;
③由上述操作可知,毫安表的内阻___________;
④本实验中滑动变阻器应选择___________(选填“E”或“F”)。
(2)测量电源的电动势和内阻。
①将毫安表改装成量程为0.75A的电流表,需要将电阻箱的阻值调为___________(结果保留1位小数)。
②多次改变滑动变阻器连入电路的阻值,使得毫安表和电压表都有较大的读数,根据实验数据画出图如图(b)所示,若电压表内阻对实验的影响忽略不计,根据图线可求出电源的电动势___________,电源的内阻___________。(结果均保留2位有效数字)
【答案】(1) ①. 100.0 ②. F
(2) ①. 0.4 ②. 5.9 ③. 0.50
【解析】
【小问1详解】
③[1]当调节滑动变阻器使毫安表满偏时,干路中的总电流大小为3mA,开关闭合前后认为干路总电流不变,当调节电阻箱使毫安表达到满偏的一半时,流经电阻箱的电流大小为满偏的一半。根据并联电路的分流原理可知,毫安表的内阻就是此时电阻箱的电阻大小,即为。
④[2]为了使得毫安表能够得到满偏,回路中的总电阻要达到
所以要选择最大阻值为的元件F。
【小问2详解】
①[1]根据电表改装的原理,要改装成0.75A的电流表,应并联的电阻大小为
②根据电路图可写出闭合电路欧姆定律的形式
根据图像可知,截距
斜率
可解得
四、解答题(共50分)
10. 如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力),从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中,并从B点射出,,求该带电粒子在磁场中运动的半径和时间?
【答案】,
【解析】
【分析】本题考查带电粒子在磁场中的运动。
【详解】由图可知,粒子转过的圆心角为,则粒子运动的半径为
转过的弧长为
则运动所用时间
故该带电粒子在磁场中运动的半径为,时间为。
11. 如图所示,两根平行光滑金属导轨MN和PQ放置在水平面内其间距L=0.2m,磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直导轨平面向下,两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω,在导轨上有一金属棒ab,其接入电路的电阻r=1.2Ω,金属棒与导轨垂直且接触良好,在ab棒上施加水平拉力使其以速度v=12m/s向右匀速运动,设金属导轨足够长。求
(1)金属棒ab产生的感应电动势;
(2)水平拉力的大小F。
【答案】(1)1.2V (2)0.02N
【解析】
【小问1详解】
由题意,金属棒切割磁感线产生感应电动势大小为
代入入数值得
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律,可得过电阻R的电流大小
因棒匀速运动,则外力等于安培力,有
12. 光滑的金属导轨相互平行,它们所在平面与水平面夹角为45°,磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨,此时导轨上放一重0.1N、电阻0.2Ω的金属棒,导轨间距L=0.4m,导轨中所接电源的电动势为6V,内阻0.5Ω,其它的电阻不计,则欲使金属棒在导轨上保持静止,求:
(1)金属棒ab受到的安培力大小;
(2)电阻的阻值R应为多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
电流由流向,根据左手定则可知金属棒所受安培力方向为水平向右,此外金属棒还受导轨支持力和重力,受力分析如图所示
根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
根据安培力公式可知回路中电流为
根据闭合电路欧姆定律有
解得
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