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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年沪教版选择性必修2物理上册月考试卷282考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示;铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧,且与螺线管共轴,下列判断正确的是()
A.闭合开关瞬间,环A将向右摆动B.断开开关瞬间,环A的面积有收缩趋势C.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向右滑,从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流D.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑,环A将向右摆动2、如图甲所示,直径为0.4m、电阻为0.1Ω的闭合铜环静止在粗糙斜面上,CD为铜环的对称轴,CD以下部分的铜环处于磁感应强度B方向垂直斜面且磁感线均匀分布的磁场中,若取向上为磁场的正方向,B随时间t变化的图像如图乙所示,铜环始终保持静止,取,则()
A.时铜环中没有感应电流B.时铜环中有沿逆时针方向的感应电流(从上向下看)C.时铜环将受到大小为、沿斜面向下的安培力D.1~3s内铜环受到的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小3、武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如下图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场;下列说法正确的是()
A.带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左B.正、负粒子所受洛伦兹力方向是相同的C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D.只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量4、如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道固定在水平面上,轨道的圆心处固定了一条形磁铁.一半径为r,质量为m的金属球从半圆轨道的一端由静止释放(金属球紧贴轨道,其球心在半圆轨道的水平直径上),金属球在轨道上来回往复运动,重力加速度大小为g,空气阻力忽略不计.下列说法正确的是()
A.由于没有摩擦,金属球来回往复运动时,每次都能到达相同的高度B.金属球第一次到达轨道最低点的速度是后续每次到达最低点的速度都小于C.金属球最终停在轨道最低点,运动过程中系统产生的总热量为mg(R-r)D.金属球运动过程中有感应电动势产生,但因没有闭合回路,所以没有产生感应电流5、某交变电流电压的表达式为u=220sin(100πt)V,关于这个交变电流的下列说法中正确的是()A.电压的有效值为220VB.电压的峰值为220VC.频率为100HzD.周期为0.05s评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)6、如图所示,F是磁场对通电直导线的作用力,其中不正确的示意图是()A.B.C.D.7、质子治疗,被称为癌症放疗技术中的“温柔一刀”。中国科学院合肥物质科学研究院研制成功世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统,实现200MeV稳定质子束流从治疗室引出(质子出射时的动能为200MeV);加速器直径缩小25%,仅为2.2米。已知质子比荷约为1×108C/kg,如果加速器加速电压为正弦交流电,在稳定输出200MeV质子流时,回旋加速器所处匀强磁场的磁感应强度B和加速使用的正弦交流电的频率f分别约为()
A.B=0.9TB.B=1.8TC.f=2.9×107HzD.f=3.2×105Hz8、如图所示,平径为r=1m的两块完全相同的圆形金属板上、下平行水平正对放置,构成平行板电容器,与它相连接的电路中电源电动势E=150V、内阻r0=0.5Ω,定值电阻R=19.5Ω。电容器的两平行板之间的距离d=60cm。闭合开关S,待电路稳定后,在两平行板间加垂直于电场的匀强磁场,其磁感应强度大小为B=此后,在电容器的中心位置以v0=0.1m/s的水平初速度向右弹射出带负电的微粒,微粒的质量m=2.5×10-8kg、电荷量q=1.0×10-9C。取重力加速度g=10m/s2;不计电容器电场的边缘效应,不计带电微粒的电荷对电容器电场的影响,选接地点为零电势点。则下面说法正确的是()
A.闭合开关S,电路稳定后,1s内通过定值电阻R的电荷量为7.5CB.带电微粒离开匀强电场所用的时间不可能等于10sC.带电微粒离开匀强电场的位置的电势可能为-50VD.带电微粒在匀强电场中运动的过程中,其电势能的增加量可能等于5×10-8J9、如图是一个速度选择器的示意图,在一对相距为d、板间电压为U的平行金属板间,加有磁感应强度大小为B、方向与板间匀强电场垂直的匀强磁场。则从P孔射入的粒子能够沿直线从Q孔射出的是(不计粒子重力)()
A.速度为的带正电粒子B.速度为的带正电粒子C.速度为的带负电粒子D.速度为的带负电粒子10、如图所示,一无限长通电直导线竖直固定,一质量为0.2kg的金属小球,以大小方向与直导线成60°的初速度斜向上抛出;已知速度方向与直导线在同一竖直面内。若不考虑空气阻力,则关于小球运动过程的说法正确的是()
A.小球受到的磁场力方向水平向左B.小球受到的磁场力方向与速度方向相反C.小球中产生的电能最多为0.3JD.小球中产生的电能最多为0.4J11、如图,足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场,一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴,由静止开始下落,经过时间t,速度达到最大值v,此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R,金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B,重力加速度大小为g;不计空气阻力,则()
A.环下落速度为时的加速度大小为B.环下落速度为v时的感应电流大小为C.环下落速度为v时的热功率为D.t时间内通过金属环横截面的电荷量为12、铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理。有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态,装置的原理是:将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的单匝矩形线圈(电阻不计)时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心。线圈长为宽为若匀强磁场只分布在一个矩形区域内,磁场区域的宽度大于线圈的宽度,在平直轨道上,当火车首节车厢通过线圈时,控制中心接收到线圈两端电压与时间的关系如图乙所示均为直线),则在时间内()
A.火车做匀速直线运动B.点电势低于点电势C.火车加速度大小为D.火车平均速度大小为13、水平面上固定相距为的光滑直导轨和在之间连接不计电阻的电感线圈和电阻在轨道间有磁感应强度大小为方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,在导轨上垂直导轨放置一质量为电阻不计的金属杆始终与导轨接触良好。在导轨右侧有两个固定挡块连线与导轨垂直。现给金属杆沿轨道向右的初速度当即将撞上时速度为撞后速度立即变为零但不与挡块粘连。以下说法正确的是().
A.向右做匀变速直线运动B.当撞上后,将会向左运动C.在整个运动过程中受到的最大安培力为D.从开始运动到撞上时,电阻上产生的热量小于14、如图甲;乙分别表示两种电压的波形;其中甲电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()
A.甲表示交变电流,乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.甲电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt(V)D.甲交变电流的有效值比乙交变电流的有效值大评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)15、如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2πrad/s,外电路电阻R=4Ω,从图示位置开始计时,转动过程中感应电动势瞬时值表达式为e=____________V;电压表的示数为____________V.
16、电谐振:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率_________时,接收电路中产生的振荡电流最强,这种现象叫作电谐振,相当于机械振动中的_____________
(1)调谐:使接收电路产生_________的过程。
(2)解调:把声音或图像信号从_________中还原出来的过程。调幅波的解调也叫检波。17、如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为L的导体棒Oa以点O为中心转动,而另一端a刚好搭在光滑的半圆形金属导轨上,Oa以角速度顺时针匀速转动,在Ob间接入一阻值为R的电阻,导体棒Oa产生的电动势大小为___________;流过电阻R上的电流方向为___________(填写“左到右”或“右到左”)。
18、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段弯成直角的金属导线abc,且ab=bc=L0,通有电流I,磁场的磁感应强度为B,若要使该导线静止不动,在b点应该施加一个力F0,则F0的方向为______;B的大小为________.19、如图所示,在圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电粒子(不计重力)第一次以速度沿直径射入,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转60°;该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向射入,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°。带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为______,时间之比为______。
20、如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则金属环B的面积有_________的趋势(选填“扩大”或“缩小”),丝线受到的拉力________。(选填“增大”“减小”或“不变”)21、如图所示,水平放置的U形金属框架,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距l,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,则杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度大小______,杆可以达到的最大速度_______,杆达到最大速度时电路中每秒放出的热量__________.
22、如图所示表示的是交流电的电流随时间变化的图像,负方向为正弦图像的一部分,则此交流电的电流的有效值是_______A.
23、如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R;电流表电阻不计.
(1)在线圈由图示位置转过180°的过程中,磁通量的变化量ΔΦ=_____,电阻R上产生的焦耳热Q=_________;
(2)图示时刻电流表的读数为_____________;
(3)从图示位置开始计时,写出线圈产生的瞬时电动势表达式e=_____________.评卷人得分四、作图题(共4题,共40分)24、在图中画出或说明图中所示情形下通电导线I所受磁场力的方向。
25、要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯;电灯由光敏开关和声敏开关控制,光敏开关在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;声敏开关在有声音时自动闭合,无声音时自动断开。在下图中连线,要求夜间且有声音时电灯自动亮,插座随时可用。
26、在“探究楞次定律”的实验中;某同学记录了实验过程的三个情境图,其中有两个记录不全,请将其补充完整。
27、如图所示:当条形磁铁向右靠近通电圆环时,圆环向右偏离,试在图中标出圆环中的电流方向___________.评卷人得分五、实验题(共3题,共24分)28、声敏电阻的特点是随接收到的声音强度I(dB)的增大电阻值减小,某同学用欧姆表粗略地测量了一个声敏电阻的阻值约为80Ω。该同学为了检验声敏电阻的阻值随声音强度的变化关系,并把电压表改装成声音强度检测仪设计了如图所示的电路。
可提供的器材有:
A.电源:E=9.0V;内阻未知;
B.两相同电压表:量程0~3V;内阻未知;
C.声敏电阻R;音箱(最大声音强度140dB);
D.定值电阻;阻值为30Ω;
E.定值电阻;阻值为60Ω;
F.滑动变阻器;最大阻值为10Ω;
G.滑动变阻器;最大阻值为100Ω;
H.开关;导线若干。
回答下列问题:
(1)电路图中滑动变阻器没有完成连接,根据自己的判断在实物图中完成滑动变阻器的连接,并把其他器材也连入电路______;
(2)实验中保持电压表的示数3.00V不变,调节音箱的音量,使声敏电阻接收到不同的声音强度,在电压表中读出不同声音强度对应的电压值,列表如下:。I(dB)03060901200.801.151.582.002.25
可以判断该同学使用的定值电阻为______,滑动变阻器为______(填器材前面的字母);
(3)在下面的坐标纸中做出声敏电阻的阻值R随声音强度I的变化曲线______,利用所作的曲线可判断,当电压表示数时,对应的声音强度I=______dB。
29、现要组装一个酒精测试仪,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化而变化,规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”;醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”提供的器材有:
A.二氧化锡半导体型酒精传感器Rx
B.直流电源(电动势为4V;内阻不计)
C.电压表(量程为3V;内阻非常大)
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω)
E.定值电阻(阻值为50Ω)
F.定值电阻(阻值为10Ω)
G.单刀双掷开关一个;导线若干。
(1)为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾,R应选用定值电阻_______(填或);
(2)按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为30.0Ω,然后开关向______(填“a”或“b”)端闭合,将电压表此时指针对应的刻度线标记为______mg/L;(保留小数点后一位)
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断__________(填“变大”或“变小”)。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”;此浓度表刻度线上对应的浓度值是__________(填“均匀”或“非均匀”)变化的;
③将开关向另一端闭合;测试仪即可正常使用。
(3)在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围,该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶_______。(保留一位有效数字)
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,其测量结果__________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。30、电子体温计(图1)正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计;其原理图如图2所示。
(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图3所示,那么他们选用的应该是图______电路(填“甲”或“乙”);
(2)现将上述测量的两个相同的热敏电阻(伏安特性曲线如图3所示)和定值电阻、恒压电源组成如图4所示的电路,电源电动势为6V,内阻不计,定值电阻热敏电阻消耗的电功率为______W(结果保留3位有效数字);
(3)热敏电阻的阻值随温度的变化如图5所示,在设计的电路中(如图2所示),已知电源电动势为5.0V(内阻不计),电路中二极管为红色发光二极管,红色发光二极管的启动(导通)电压为3.0V,即发光二极管两端电压时点亮,同时电铃发声,红色发光二极管启动后对电路电阻的影响不计。实验要求当热敏电阻的温度高于时红灯亮且铃响发出警报,其中电阻______(填“”或“”)为定值电阻。评卷人得分六、解答题(共2题,共12分)31、如图所示,真空中有一长为H的直细金属导线置于一半径为高为的金属圆柱网面的轴线上,导线与金属圆柱网面之间电压恒为导线为负极。金属圆柱网面与半径的同轴等高圆柱面之间,磁感应强度为其大小可调。假设导线每秒逸出的电子数为同一高度逸出的电子均沿水平径向由静止开始加速,且沿各径向方向也均匀分布。已知电子质量为不考虑出射电子间的相互作用。
(1)求电子到达金属圆柱网面速度大小
(2)要求没有电子能飞出半径的圆柱侧面,求磁感应强度的最小值
(3)若磁感应强度的大小保持上题(2)得到的最小值并在金属圆柱网面与半径为的圆柱面之间,加竖直向下的匀强电场,电场强度为(),接收板圆心与点重合,半径为厚度忽略不计,在该金属板上接地的线路中检测到电流的电流强度为
32、如图所示,半径为R、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域,右侧与y轴相切于C点,下侧与x轴相切于O点,感光板(足够大)与y轴的距离为1.5R。已知质量为m,电量为q的粒子过O点垂直于x轴射入,从C点垂直于y轴射出。不计粒子的重力。
(1)求该粒子速率v0;
(2)若在y轴与感光板之间充满垂直纸面的匀强磁场;求能使该粒子击中感光板的磁感应强度大小范围;
(3)现有大量速率为v0的同种粒子沿不同方向从坐标O点处射入磁场。若在y轴与感光板之间加沿y轴正方向的匀强电场;求粒子打在感光板上的范围。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、C【分析】【分析】
【详解】
A.闭合开关瞬间;环A中磁通量增大,根据楞次定律,环将向左摆动。A错误;
B.断开开关瞬间;环A中磁通量减小,根据楞次定律,环将有扩展的趋势。B错误;
C.保持开关闭合;将滑动变阻器的滑片迅速向右滑,滑动变阻器的有效电阻增大,螺线管中电流减小,产生的向右的磁场减弱,根据楞次定律,从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流。C正确;
D.保持开关闭合;将滑动变阻器的滑片迅速向左滑,滑动变阻器的有效电阻减小,螺线管中电流增大,产生的向右的磁场增强,根据楞次定律,环A将向左摆动。D错误。
故选C。2、C【分析】【详解】
A.分析图乙可知,时;磁感应强度处于变化的过程中,铜环中磁通量变化,产生感应电流,A错误;
B.时;垂直斜面向下的磁通量逐渐减小,根据楞次定律可知,铜环中产生顺时针方向的感应电流,B错误;
C.时,垂直斜面向上的磁通量逐渐减小,根据法拉第电磁感应定律可知
根据欧姆定律可知
安培力
C正确;
D.时间内;磁感应强度变化率不变,则感应电流不变,磁感应强度先减小后增大,根据楞次定律的可知,安培力先向下减小后向上增大,则摩擦力方向向上,逐渐减小,后续可能方向向下逐渐增大,D错误。
故选C。3、D【分析】【详解】
AB.根据左手定则判断;带正电荷的粒子受到向下的洛伦兹力,带负电荷的粒子受到向上的洛伦兹力,故AB错误;
C.电磁流量计是通过对带电粒子的洛伦兹力使正;负粒子往不同的的方向运动;从而形成电势差,通过测量电势差的大小计算流速的,故无法测不带电液体流速,故C错误;
D.废液流速稳定后,粒子受力平衡,有
解得
废液流量
其中
解得
故D正确。
故选D。4、C【分析】【详解】
A.金属球在运动过程中;穿过金属球的磁通量不断变化,在金属球内形成闭合回路,产生涡流,金属球要产生的热量,机械能不断地减少,所以金属球能到达的最大高度不断降低,直至金属球停在半圆轨道的最低点,故A错误;
B.从开始到金属球第一次到达轨道最低点的过程,根据能量守恒定律得mg(R-r)=Q+mv2,可知,由于机械能不断减少,所以,后续每次到达最低点的速度都小于故B错误.
C.金属球最终停在轨道最低点,根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q总=mg(R-r);故C正确.
D.金属球运动过程中有感应电动势产生,在金属球内形成闭合回路,所以能产生感应电流,故D错误.5、A【分析】【分析】
【详解】
AB.由题意可知,该交变电压的峰值为V;则电压的有效值为220V,故A正确,B错误;
CD.该交变电压的周期为。
则频率为。
故CD错误。
故选A。二、多选题(共9题,共18分)6、B:C【分析】【分析】
【详解】
A.根据左手定则;安培力方向垂直导线斜向上,所以A正确,不符合题意;
B.根据左手定则;安培力方向垂直导线水平向左,所以B错误,符合题意;
C.根据左手定则;安培力方向垂直导线竖直向下,所以C错误,符合题意;
D.根据左手定则;安培力方向垂直导线水平向左,所以D正确,不符合题意;
故选BC。7、B:C【分析】【分析】
【详解】
回旋加速器的工作条件是交变电场的周期(或频率)与粒子做圆周运动的周期(或频率)相同,而粒子做匀速圆周运动的周期
当质子的轨迹半径增加到D形盒的半径时,速度最大,最大速度
最大动能
其中质子电荷量为e,计算得f=2.9×107Hz
故选项AD错误;选项BC正确;
故选BC。8、C:D【分析】【分析】
【详解】
A.电路稳定后;电路中没有电流,所以通过定值电阻的电荷量为零,A错误;
B.电路稳定后,微粒受到的电场力
方向竖直向上,微粒受到的重力
方向竖直向下,二力相等,方向相反,当磁场方向平行于初速度时,微粒做直线运动,通过的平行板的时间
B错误;
C.当磁场方向垂直于初速度方向和电场方向决定的平面向外时,微粒在平行板间向上偏转做部分圆周运动,根据
解得
设微粒离开平行板时在竖直方向向上偏转的距离为d1;如图所示。
根据几何关系
解得
因为上极板电势为0,所以射出点的电势为
同理,当磁场方向垂直于初速度方向和电场方向决定的平面向里时,微粒在平行板间向下偏转的距离也是d1,所以射出点的电势
所以;当磁场方向为垂直于电场的其他方向时,射出的电势为-50V,C正确;
D.若粒子在竖直向下偏转距离为时,电场力做负功
所以,电势能增加量等于D正确。
故选CD。9、B:D【分析】【分析】
【详解】
若粒子带正电,受到电场力向下,洛伦兹力向上,若粒子带负电,受到电场力向上,洛伦兹力向下,故只要满足两个力大小相等即可沿虚线PQ运动,即
可得带正电;负电均可以。
故选BD。10、A:C【分析】【详解】
AB.金属环处于直导线的磁场中;金属环向右运动,磁通量减小,环中产生顺时针方向感应电流,由于磁场上下对称,根据来拒去留可知,所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线,即安培力垂直直导线向左,与运动方向并非相反,故A正确,B错误;
CD.由题意知:沿垂直导线方向分速度
环在垂直导线方向因克服安培力做功产生电能,竖直方向只有重力做功不损失机械能,根据能量转化与守恒解得
代入数值解得Q=0.3J
故环中最多产生0.3J的电能;故C正确,D错误。
故选AC。11、A:C【分析】【详解】
AB.根据题意速度达到最大值v时,安培力与重力平衡,此时,感应电流
有
环下落速度为时,安培力大小
根据牛顿第二定律可知
故A正确;B错误;
C.环下落速度为v时,安培力与重力平衡,热功率等于克服安培力做功功率,则有
故C正确;
D.t时间内,根据动量定理
其中
联立得
解得
故D错误。
故选AC。12、B:C【分析】【分析】
【详解】
A.由
可知,动生电动势与速度成正比,而在乙图中段的电压与时间成正比,因此可知在到这段时间内;火车的速度与时间成正比,所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动,故A错误;
B.磁场向右运动,根据楞次定律可得线圈中的电流方向为逆时针,点电势低于点电势;故B正确;
C.由图知时刻对应的速度为
时刻对应的速度为
这段时间内的加速度
故C正确;
D.由C可知这段时间内的平均速度为
故D错误。
故选BC。13、B:D【分析】【分析】
【详解】
A.向右运动时受到向左的安培力而做减速运动,产生的感应电动势和感应电流减小,安培力随之减小,加速度减小,所以做非匀变速直线运动;故A错误;
B.当撞上后,中产生的感应电动势为零,电路中电流要减小,电感线圈将产生自感电动势,根据楞次定律可知,自感电动势方向与原来电流方向相同,沿方向,根据左手定则可知,受到向左的安培力,故当撞上后;将会向左运动,故B正确;
C.开始时,的速度最大,产生的感应电动势最大,由于电感线圈中产生自感电动势,此自感电动势与中的感应电动势方向相反,电路中的电流小于最大安培力将小于
故C错误;
D.从开始运动到撞上时,由于线圈中有磁场能,所以电阻上产生的热量小于故D正确。
故选BD。14、C:D【分析】【详解】
A.题图中两交变电流的大小和方向都随时间变化,在t轴的上方为正;下方为负,A错误;
BD.有效值公式
只对正弦式交变电流适用;若将两个图像叠放在一起,可以看出两个交变电流的最大值相等外,其他时刻,甲中电压的瞬时值均大于乙图中电压的瞬时值,即甲对应的有效值大,B错误,D正确;
C.甲电压的瞬时值表达式为
C正确。
故选CD。三、填空题(共9题,共18分)15、略
【分析】【详解】
[1]电动势的峰值为
从图示位置开始计时,转动过程中感应电动势瞬时值表达式为
[2]根据电压分配原理可得,路端电压的峰值为
则电压表示数为【解析】e=10cos2πt16、略
【解析】①.相同②.共振③.电谐振④.高频电流17、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]导体棒Oa匀速转动,产生的感应电动势为
[2]由右手定则可知,导体棒中的电流由则流过电阻R上的电流方向为左到右。【解析】左到右18、略
【分析】根据左手定则判得安培力的方向垂直ac的连线斜向下,因为导线受力平衡,故F=F0,方向垂直ac斜向上或方向沿∠abc的平分线方向,导线在磁场内有效长度为该通电导线受到安培力大小为:解得磁感应强度大小为:.【解析】方向沿∠abc的平分线方向19、略
【分析】【详解】
[1]设圆柱形区域为R;粒子运动轨迹如图所示。
由几何知识可知
带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为
[2]粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子运动周期与粒子速度无关,粒子在磁场中做圆周运动的周期之后为1:1;由几何知识可知,粒子在磁场中做圆周运动转过的圆心角
粒子在磁场中的运动时间
粒子的运动时间之比【解析】20、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流会增大,根据右手螺旋定则知,通过B线圈的磁通量向下,且增大,根据楞次定律可知,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,可知金属环B的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小。【解析】缩小减小21、略
【分析】【详解】
[1]杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,启动的瞬间速度为零,则没有感应电流,杆也不受安培力,由牛顿第二定律:
解得启动时的加速度大小:
[2]杆向右运动后受逐渐增大的安培力而做加速度逐渐减小的变加速直线运动,当a=0时杆的速度达到最大,则有:
联立可得:
[3]根据热量的定义式:
其中联立可得:【解析】22、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]由有效值的定义可得。
则。
【解析】23、略
【分析】【分析】
(1)磁通量虽为标量,但是磁感线穿过的面不同,也有正负之分;根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势,进而根据焦耳定律求解热量;
(2)交流电流表的示数为有效值;
(3)根据法拉第电磁感应定律求出电动势,然后写出瞬时电动势表达式.
【详解】
(1)[1]图示位置磁通量为,转过磁通量为:
则:
[2]根据法拉第电磁感应定律得最大电动势:
电流的有效值为
电阻所产生的焦耳热:
解得:;
(2)[3]图示时刻电流表的读数为电流的有效值,则:
(3)[4]图中得位置时线圈平面与磁场平行,则磁通量为0,电动势为最大值,则:(V).
【点睛】
对于交变电流,求解热量、电功和电功率用有效值,而求解电荷量要用平均值.注意磁通量与线圈的匝数无关.【解析】0NBS(V)四、作图题(共4题,共40分)24、略
【分析】【详解】
根据左手定则,画出通过电导线I所受磁场力的方向如图所示。
【解析】25、略
【分析】【分析】
根据题中“要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯”可知;本题考查交流电的常识,根据开关作用和交流电接线常识,进行连接电路图。
【详解】
晚上;天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,只有同时闭合时,灯才亮,即两个开关和灯泡是三者串联后连入电路;根据安全用电的原则可知,开关控制火线,开关一端接火线,一端接灯泡顶端的金属点,零线接灯泡的螺旋套;三孔插座通常的接线方式是面对插座,上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;电路图如下图所示。
【解析】26、略
【分析】【分析】
【详解】
由第一个图可知:当条形磁铁的N极插入线圈过程中;电流计的指针向右偏转,则有:线圈中向下的磁场增强,感应电流的磁场阻碍磁通量增加,感应电流的磁场方向向上,则指针向右偏,记录完整。
第二个图指针向左偏;说明感应电流的磁场方向向下,与磁铁在线圈中的磁场方向相反,则线圈中磁场增强,故磁铁向下运动,如图。
第三个图指针向右偏;说明感应电流的磁场方向向上,与磁铁在线圈中的磁场方向相同,则线圈中磁场减弱,故磁铁向上运动,如图。
【解析】27、略
【分析】【详解】
当条形磁铁向右靠近圆环时;导线线圈的磁通量向右增大,由楞次定律:增反减同可知,线圈中产生感应电流的方向顺时针(从右向左看),如图所示:
【解析】如图所示五、实验题(共3题,共24分)28、略
【分析】【详解】
(1)[1]为了精确测量;所以滑动变阻器采用分压式,滑动变阻电路如图所示。
(2)[2]因为当时,此时声敏电阻的阻值约为80Ω,则声敏电阻两端电压为
通过定值电阻的电流
则定值电阻的阻值为
所以可知定值电阻为E。
[3]为了精确测量;便于操作应选用滑动变阻器阻值较小的F。
(3)[4]当时,声敏电阻两端电压为
通过的电流
声敏电阻
同理可得不同电压下声敏电阻的阻值;如下表。
。I(dB)03060901200.801.151.582.002.25R声(Ω)8048271510
则声敏电阻的阻值R随声音强度I的变化曲线。
[5]当时,声敏电阻两端电压为
通过的电流
声敏电阻
由图可得,即可知强度约为78dB。【解析】①.②.E③.F④.⑤.78dB29、略
【分析】【详解】
(1)[1]由于电压表量程为3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压
由图甲可知电动势为4V,电压表量程为3V,得
可得
故R应选用定值电阻选
(2)①[2]本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻故应先电阻箱调到30.0Ω,结合电路,开关应向b端闭合;
[3]由图甲可知时,酒精气体浓度为0.20mg/mL=200.0mg/L
②[4]逐步减小电阻箱的阻值;定值电阻上的分压变大,电压表的示数不断变大。
[5]由甲图知,传感器的电阻随酒精气体浓度是非均匀变化;故此浓度表刻度线上对应的浓度值是非均匀变化的。
(3)[6]根据电路分压原理,酒精浓度0.20mg/mL时传感器电阻为30Ω,此时电压表示数为
酒精浓度0.80mg/mL时传感器电阻为10Ω,此时电压表示数为
故电压表为
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