寒假专题——电磁场(一)北师大版

1、寒假专题电磁场(一) 1. 如图所示，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中向右做匀加速运动，且保持相对静止。设小球A的带电量大小为，小球B的带电量大小为，下列判断正确的是（ ） A. 小球A带正电，小球B带负电，且 B. 小球A带正电，小球B带负电，且 C. 小球A带负电，小球B带正电，且 D. 小球A带负电，小球B带正电，且 2. 一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示。带电微粒只在电场力的作用下，由静止开始运动。则下列说法中正确的是（ ） A. 微粒在01s内的加速度与12s内的加速度相同 B. 微粒将沿着一条直线运动 C.

2、微粒做往复运动 D. 微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同 3. 某电场中有M、N两点，它们的电势分别为，则下列说法中错误的是（ ） M点电势高 无论电荷是正还是负，同一电荷在M点的电势能总比在N点电势能大 将1C的正电荷从M点移到N点，电场力做8J功 将1C的负电荷从M点移到N点，克服电场力做8J功 A. 只有B. 只有 C. 只有D. 4. 如图所示，在A、B两点固定的等量异种电荷连线上，靠近负电荷的b点处由静止开始释放一带负电荷的质点，只在电场力的作用下，当质点由B向A运动的过程中，下列说法中正确的是（ ） 质点的动能逐渐增大 质点的加速度逐渐减小 质点的电势能逐渐减少 质点的速度先

3、减小后增大 A. B. C. D. 5. 一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功0.3J，电场力做功0.1J。则小球（ ） 在a点的重力势能比在b点大0.3J 在a点的电势能比在b点小0.1J 在a点的动能比在b点小0.4J 在a点的机械能比在b点小0.1J A. 正确B. 正确 C. 正确D. 正确 6. 将的电阻接入如图所示的交流电路中，电源内阻不计。则可判断（ ） A. 此交流电的有效值为 B. 此交流电的频率为100Hz C. 线圈在磁场中转动的角速度为100rad/s D. 在一个周期内电阻R上产生的热量是4.84J 7. 光滑水平面上有一个带负电的小球A和一个带正电的

4、小球B，空间存在着竖直向下的匀强磁场，如图所示，给小球B一个合适的冲量，B将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动。B在运动过程中，由于其内部的因素，从B中分离出一小块不带电的物质C（可认为分离时二者速度相等），则此后（ ） A. 小球B一定向圆外飞去，C做匀速直线运动 B. 小球B一定向圆内飞去，C做匀速圆周运动 C. 小球B一定向圆内飞去，C做匀速直线运动 D. 小球B的运转方向没有确定，故上述判断均不完备 8. 理想变压器原、副线圈匝数比为，副线圈上分别接标有“6V，12W”、“12V，36W”的灯泡和，当a、b两端接交变电源后，正常发光，则变压器的输入功率为（ ） A. 16WB. 40

5、WC. 48WD. 不能确定 9. 如图所示，某空间存在着沿水平方向指向纸里的匀强磁场，磁场中固定着与水平面夹角为的光滑绝缘斜面。一个带电小球，从斜面顶端由静止开始释放，经过时间t，小球离开了斜面。则有（ ） A. 小球带正电，小球在斜面上做匀加速运动 B. 小球带正电，小球在斜面上做变加速运动 C. 小球带负电，小球在斜面上做匀加速运动 D. 小球带负电，小球在斜面上做变加速运动 10. 远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是（ ） A. 可增大发电站输出的电功率 B. 可根据需要调节交流电的频率 C. 可减少输电导线上的能量损失

6、 D. 可加快输电的速度 11. 如图甲，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住。开始，匀强磁场垂直纸面向里。磁感强度B随时间t的变化如图乙所示。I和T分别表示流过导体棒中的电流强度和丝线的拉力。则在时刻（ ） A. B. C. D. 12. 如图竖直放置的螺线管与导线abcd组成回路。导线所围面积内有垂直纸面的匀强磁场。螺线管正下方的水平桌面上有一个导体圆环。导线abcd中的匀强磁场发生下列图示的哪种变化时，导体圆环受到向上的安培力。（ ） 13. 如图所示，正离子束以正对着荧光屏上的坐标原点O的水平速度先后通过沿竖直方向的匀强电场E和匀强磁场B，最后打

7、在荧光屏的第III象限中，则电场E和磁场B的方向是（ ） A. E竖直向上，B竖直向上 B. E竖直向下，B竖直向下 C. E竖直向上，B竖直向下 D. E竖直向下，B竖直向上 14. 一个带电粒子以初速垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。在下图所示的几种情况中，可能出现的是（ ） 15. 如图所示电路，当滑动变阻器的滑片P向C端移动过程中，下列说法正确的是（ ） A. 通过滑动变阻器的电流增大 B. 电压表的示数减小 C. 电流表的示数增大 D. 电阻消耗的电功率增大 16. 如图

8、所示，相距为L的光滑平行金属导轨ab、cd（不计电阻），两端各接有阻值为R的电阻。垂直于导轨平面的匀强磁场宽度为s，磁感应强度为B。电阻为2R的直导体棒MN垂直导轨放置，且与导轨接触良好，当它沿导轨方向以速度v被匀速拉过磁场区时，外力做功W_；通过电阻的电量_。 17. 在用电流场模拟静电场等势线的实验中，电源应选用_，电表应选用_。（用选项的字母表示） A. 6V的交流电源 B. 6V的直流电源 C. 100V的直流电源 D. 量程是00.5A，零刻度在刻度盘中央的电流表 E. 量程是0300，零刻度在刻度盘中央的电流表 18. 在利用伏安法测定电池的电动势和内电阻的实验中，某同学的实际连线

9、图，如图a所示。 （1）经仔细检查、诊断知，该图中有两处不太合理的连线。那么，这两处不太合理的连线对应的编号是_。 （2）若利用改正后的正确的连线图，实验后，测得数据，并画出电源的输出特性图像（UI图）如图b。则该电源的电动势为_，电源内阻为_。 19. 为了研究“3.8V，0.3A”小灯泡的电阻随电流变化的规律，某同学测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的关系。实验室可以提供的器材如下： 直流电源E（电动势约4V，内阻可不计）； 电流表A（量程为00.6A，内阻约0.5）； 电压表V（量程为05V，内阻约20）； 滑动变阻器（阻值010，额定电流2A）； 滑动变阻器（阻值0200，额定电流

10、1.5A）； 电键S及导线若干。 实验测得的数据记录在下表中：U/V00.301.001.702.403.103.80I/A00.0740.1640.2100.2500.2840.300 （1）请在坐标纸上画出小灯泡的UI图线。 （2）应选择的滑动变阻器为（填写仪器符号）：_。 （3）根据以上条件在虚线框中画出符合要求的实验电路图，并在图中标出器材的符号。 （4）试求：电压为1.50V和2.80V时小灯泡的电阻值并说明它们大小不同的原因。（结果保留2位有效数字） 20. 金属的电阻率会随着温度的升高而增大。某同学通过做实验研究一个小灯泡灯丝的伏安特性。下表是他在实验时获得的通过灯泡的电流I和灯

11、泡两端电压U的一系列数据。I/A00.080.140.180.230.310.360.390.420.440.460.49U/V00.380.690.901.151.602.152.503.053.604.155.15 这位同学在实验过程中选用的是下列器材中的（填字母）_。 A. 直流电源 B. 030的滑动变阻器 C. 电压表（015V，内阻约15） D. 电压表（03V，内阻约3） E. 电流表（00.6A，内阻约0.1） F. 电流表（03A，内阻约0.01） G. 电键 H. 导线 实验时他应选用下面所示电路的图_。 21. 已知一个电阻额定功率为0.5W，粗测其阻值约为16，现用伏安

12、法测定它的阻值。 实验器材有： A. 电流表（量程0200mA，内阻20） B. 电流表（量程03A，内阻0.1） C. 电压表（量程03V，内阻10） D. 电压表（量程015V，内阻30） E. 滑动变阻器（020，电流1A） F. 电源电压12V （1）实验中电流表应选用_，电压表应选用_。（填字母符号） （2）在实验电路中，滑线变阻器的连接方式为_，其理由是_ _。 （3）在方框中画出实验电路图。 （4）将图中实物用导线连接起来。 22. 如图所示，一质量为m的带电小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成角。 （1）判断小球带何种电荷。 （2）若已知电场强度为

13、E、小球带电量为q，求小球的质量m。 （3）若将细线突然剪断，小球做何种性质的运动？求加速度a的大小。 23. 如图所示，厚度均匀的薄金属板M平行于磁场方向放置在真空中的磁感应强度为B的匀强磁场中。带电粒子沿半径为的圆弧垂直穿过金属板后沿半径为的圆弧运动，求带电粒子穿透金属板的次数。 24. 如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感强度为B，方向垂直于纸面向里。已知：某带电量为（粒子带负电）、质量为m的带电粒子从磁场的边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，穿过磁场区域后，速度方向偏转了60°角。 （1）请画出该带电粒子在该圆形区域内的运动轨迹的示意图。 （2）请推导出该带电

14、粒子在进入该圆形区域时的入射速度的大小（）的表达式。 25. 示波管的主要结构由电子枪、偏传电极和荧光屏组成。在电子枪中，电子由阴极K发射出来，经加速电场加速，然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场，发生偏转。其示意图如图（图中只给出了一对YY'方向偏转的电极）所示。已知：电子质量为m，电量为e，两个偏转电极间的距离为d，偏转电极边缘到荧光屏的距离为L。没有加偏转电压时，电子从阴极射出后，沿中心线打到荧光屏上的O点时动能是。设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转电场只存在于两个偏转电极之间。求： （1）电子枪中的加速电压U是多少？ （2）如果YY'方向的偏转电极加的偏转

15、电压是，电子打到荧光屏上P点时的动能为。求电子离开偏转电场时，距中心线的距离。 26. 如图所示，PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨、导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒，跨接在导轨上。已知a棒的质量为m、电阻为R，a棒的横截面是b棒的3倍。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放，分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中，a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。

16、（1）金属棒a、b刚进入磁场时，回路中感应电流的方向如何？ （2）通过分析计算说明，从金属棒a、b进入磁场至某金属棒第一次离开磁场的过程中，电路中产生的焦耳热。 27. 如图所示，矩形线圈abcd的ab边与有理想边界的匀强磁场区域的AB边重合。现将矩形线圈沿垂直于AB边的方向匀速拉出磁场，第一次速度为，第二次速度为。求： （1）两次拉出拉力的功之比等于多大？ （2）两次拉出拉力的功率之比等于多大？ 28. 磷是植物体中所必需的元素，它在自然界中主要以磷酸盐的形式存在。现在有磷酸盐和脉石（主要成份是二氧化硅）的混合颗粒，要采用如图所示的静电分选器将它们分开，其过程如下：将磷酸盐和脉石的混合颗粒由

17、传送带送至两个竖直的带电平行板上方，颗粒经漏斗从电场区域中央开始下落，经分选后的颗粒分别装入A、B桶中，混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电，脉石颗粒带负电，所有颗粒所带的电量与质量之比均为。已知两板间的距离为10cm，两板的竖直高度为50cm。设颗粒进入电场时的初速度为零，颗粒间相互作用不计。如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时有最大的偏转量且又恰好不接触到极板。 （1）求：两极板间所加的电压应多大？ 若带电平行板的下端距A、B桶底的高度为，求颗粒落至桶底时的速度的大小。（） 29. 如图所示，坐标平面第I象限内存在大小为E、方向水平向左的匀强电场，第II象限内存在大小为B、方向垂

18、直纸面向里的匀强磁场。足够长的挡板MN垂直X轴放置且距原点O为d。一质量为m、带电量为的粒子（不计重力），若自距原点O为L的A点以大小为、方向垂直x轴向上的速度进入磁场，则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场，但初速度大小变为，为使粒子进入电场后能垂直打到挡板MN上，求： （1）粒子在A点进入磁场时，速度方向与x轴正向间的夹角大小。 （2）粒子打到挡板上时速度的大小。 30. 使用“弹簧式角速度测量仪”可以测量运动装置自转时角速度的大小，其结构示意图如图所示。将测量仪固定在待测装置上，当装置绕竖直固定轴OO'转动时，与轻弹簧相连的小球A可在光滑绝缘细杆BC上滑动，同时

19、带动连接在A上的滑动变阻器动触片P在与BC平行的电阻丝MN上滑动，使得电压表V的示数随装置转动的角速度发生变化，据此可测出待测装置的角速度的大小。 已知：小球A的质量为m；弹簧的劲度系数为k，原长为；电阻丝MN粗细均匀，长度为L，阻值为R；电压表V通过两根导线，分别接在电阻丝MN的中点Q和动触片P上；电阻线MN接在电压为U的直流稳压电源上。闭合电键S，测量仪则可工作。 若：不计导线、动触片P的电阻，以及导线对动触片P的影响，忽略动触片P与电阻丝MN之间的摩擦，电压表视为理想表。装置静止时，动触片P与Q点重合。 （1）试推导：待测装置自转的角速度与电压表V的示数之间的关系式。 （2）用该测量仪测

20、量某装置自转角速度的最大值是多少？【试题答案】 1.D2.BD3.D 4.A 5.B 6.D7.C8.A9.C10.C 11.C12.A 13.D 14.AD 15.D 16. 17. B，E 18. （1）；（2）3V，2 19. （1）如图a：（坐标选取合适；描点正确；将各点连成光滑曲线） （2） （3）如图b：（分压电路；电流表外接） （4）由图可知：时，； 时，。 得：（在7.08.0均给分。） （在9.511均给分。） 由于小灯泡两端的电压升高时，灯丝的温度升高，导致灯丝电阻变大。所以有：。 20. ABCEGH，B 21. （1）A，C （2）分压电路，若选限流电路，最小电流超过电

21、流表量程。 （3） （4）略 22. （1）小球带负电 （2）， （3）小球将做匀加速直线运动。 23. 解：由图可知，粒子带正电。设带电粒子的质量为m，开始时粒子的速率为，轨道半径 动能为 穿过金属板后粒子的速率为，轨道半径 动能为 动能的减少量 故穿过金属板的次数： 24. （1）画出的该带电粒子在该圆形区域内的运动轨迹的示意图： （2）请推导出该带电粒子在进入该圆形区域时的入射速度的大小（）的表达式由及导出： 由示意图分析知： 解得： 25. （1）由动能定理可求出电子由阴极发射出来，经加速电场加速，通过偏转电场的初速度 即： 由题意有： 解出电子枪中的加速电压： （2）电子在偏转电场中

22、的运动轨迹为抛物线。 电子在平行极板方向做匀速运动，有： 电子在垂直极板方向做匀加速运动，设：电子离开偏转电场时，此方向位移为 根据动能定理，电子在偏转电场中运动，电场力做功为W，有： 且： 故电子离开偏转电场时，距中心线的距离为： 26. （1）根据楞次定律可判断出，金属棒a、b刚进入磁场时，回路中感应电流的方向为：QDEMQ。 （2）金属棒从弧形轨道滑下，机械能守恒 由： 解出： 金属棒a、b同时进入磁场区域后，产生感应电流，受到安培力作用，速度发生变化，当a、b棒同速时，回路中磁通量不发生变化，则不产生感应电流，不受安培力作用，金属棒a、b将共同匀速运动。 由于a、b棒在水平方向所受合外力为零，故动量守恒，且由题可知： 有： 解得： 方向：水平向右 所以金属棒a、b将以速度匀速运动。 从金属棒a、b进入磁场开始，到金属棒b第一次离开