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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年人教版(2024)选择性必修2物理上册月考试卷含答案考试试卷考试范围: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9题,共18分)1、如图所示,a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线,其截面位于等边三角形的三个顶点上,bc沿水平方向,导线中均通有大小相等的电流,方向如图所示,O点为三角形的中心(O到三个顶点的距离相等);则。
A.O点的磁感应强度为零B.O点的磁场方向垂直Oc斜向下C.导线a受到的安培力方向垂直Oa连线方向水平向右D.导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上2、如图甲、乙、丙中,除导体棒ab可动外,其余部分均固定不动,甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计,图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向里的匀强磁场中,导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0,在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab的运动状态;下列说法正确的是()
A.图甲中,ab棒先做匀减速运动,最终做匀速运动B.图乙中,ab棒先做加速度越来越大的减速运动,最终静止C.图丙中,ab棒先做初速度为v0变减速运动,然后做变加速运动,最终做匀速运动D.三种情形下导体棒ab最终都匀速3、以下说法正确的是()A.通电导线在磁场中可能会受到力的作用B.磁铁对通电导线不会有力的作用C.两根通电导线之间不可能有力的作用D.两根通电导线之间只可能有引力的作用,不可能有斥力的作用4、如图所示,平行金属极板M、N间的距离为d,两板间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。大量带正、负电荷的等离子体以速度v沿图示方向射入两板之间。已知电容器的电容为C,两定值电阻阻值相等,电路中其余部分电阻忽略不计。闭合开关S待电路稳定后()
A.M板的电势比N板的电势低B.若只增加等离子体中带电粒子的个数,稳定后电容器C的带电量增加C.若只增大MN之间的间距,稳定后电容器C的带电量增加D.将开关S断开,稳定后电容器C所带电荷量5、有人设计了如图所示的简易实验装置来筛选实验室所需要的离子。S为离子源,能够提供大量比荷和速率均不一样的离子。AB为两个板间电压为U的平行金属板,相距为d(d很小)。上部分成圆弧形,中轴线所在圆弧半径为R(如虚线所示);该区域只存在电场;下部分平直,且中间还充满磁感应强度为B的匀强磁场。不计离子重力影响,下列说法错误的是()
A.所加磁场的方向垂直于纸面向里B.通过改变U和B,可以选取满足要求的正离子C.所有速率等于的离子均能通过该仪器D.通过该仪器的离子,比荷一定为6、一个电阻为R、面积为S的金属环,让磁感线垂直穿过环面,在t时间内,磁感应强度的变化是△B,则通过金属环导线截面的电量与下述哪些量无关()A.时间tB.环所围面积SC.环的电阻值RD.磁感应强度B的变化7、电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快,效率高等优点。其原理结构可简化为如图所示的模型:两根无限长、光滑的平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相当于电磁炮弹体的导体棒ab,垂直于MN、PQ放在轨道上;与轨道接触良好,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,电磁炮电源的电压能自行调节,用以保证电磁炮弹体在轨道上由静止开始做匀加速运动最终发射出去,电源内阻一定,不计空气阻力,轨道的电阻不计。导体棒在轨道上运动过程中电源电动势()
A.随时间均匀增大,但不成正比增大B.与时间成正比增大C.随时间均匀减小D.与时间成反比减小8、如图,足够长的两平行光滑金属导轨MN、PQ水平放置,间距l=1m,导轨中间分布有磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界为正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以10m/s的速度向右匀速滑动,定值电阻R的阻值为1Ω,导体棒接入电路的电阻也为1Ω,二极管D正向电阻为零;反向电阻无穷大,导轨电阻不计,下列说法不正确的是()
A.理想电压表示数为2.5VB.导体棒运动到图示位置时,有电流流过电阻RC.流经电阻R的最大电流为5AD.导体棒上热功率为6.25W9、如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻;原;副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()
A.原线圈的输入功率为B.电流表的读数为C.电压表的读数为D.副线圈输出交流电的周期为50s评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)10、如图所示,光滑平行导轨倾斜放置,导轨平面倾角为θ=30°,导轨间距为L,导轨上端接有阻值为R的定值电阻,整个装置处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,一根金属棒放在导轨上,由静止释放,同时给金属棒施加一个沿导轨平面向下的拉力,使金属棒以大小为a=0.5g的加速度向下做匀加速运动,g为重力加速度,金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,不计导轨和金属棒的电阻,金属棒运动t时间时,金属棒两端的电压U、t时间内通过电阻R的电量q、拉力做功的瞬时功率P、电阻R产生的焦耳热Q随时间变化正确的是()
A.B.C.D.11、回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个形金属盒,两盒间的狭缝中有周期性变化的电场,便粒子在通过狭缝时都能得到加速,两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。则下列说法中正确的是()
A.只增大狭缝间的加速电压,可增大带电粒子射出时的动能B.只增大狭缝间的加速电压,可减少带电粒子在回旋加速器中运动的时间C.只增大磁场的磁感应强度,可增大带电粒子射出时的动能D.用同一回旋加速器分别加速氘核和氦核获得的最大动能之比为2∶112、1957年,科学家首先提出了两类超导体的概念,一类称为Ⅰ型超导体,主要是金属超导体,另一类称为Ⅱ型超导体(载流子为电子),主要是合金和陶瓷超导体.Ⅰ型超导体对磁场有屏蔽作用,即磁场无法进入超导体内部,而Ⅱ型超导体则不同,它允许磁场通过.现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中;如图所示.下列说法正确的是()
A.超导体的内部产生了热能B.超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力C.超导体表面上a、b两点的电势关系为φa<φbD.超导体中电流I越大,a、b两点间的电势差越小13、法拉第发现了电磁感应现象之后,又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示,将一个电阻不计的圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B;两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时,则()
A.电刷B的电势低于电刷A的电势B.若仅将滑动变阻器滑动头向左滑,灵敏电流计的示数将变大C.若仅将电刷A向盘中央移动,使电刷A、B之间距离减小,灵敏电流计的示数将变小D.金属盘转动的转速越大,维持其做匀速转动所需外力做功的功率越大14、如图所示为远距离高压输电示意图,图中升压变压器的原、副线圈匝数为n1、n2,原线圈接发电站的电压为U1,电功率为P,升压变压器副线圈两端的电压为U2,输电导线的总电阻为r;升压变压器和降压变压器均为理想变压器,下列说法正确的是()
A.输电线上的电流大小I=B.输电线上损失的电压U损=C.输电线上损失的功率P损=D.用户得到的功率P用=P-15、如图所示是选择不同纳米颗粒的一种装置。待选纳米颗粒的密度相同,其带正电且电量与其表面积成正比。待选颗粒从O1进入小孔时可认为速度为零,加速电场区域Ⅰ的板间电压为U,颗粒通过小孔O2射入正交的匀强电场磁场区域Ⅱ,其中磁场的磁感应强度大小为B,左右两极板间距为d。区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上。若半径为r0,质量为m0、电量为q0的颗粒刚好能沿直线通过;不计颗粒重力,则()
A.区域Ⅱ中电场与磁场的强度的比值为B.区域Ⅱ中电场与磁场的强度的比值为C.若纳米颗粒的半径r>r0,则刚进入区域Ⅱ的粒子将不能沿直线通过D.若纳米颗粒的半径r>r0,则刚进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过16、在匀强磁场中;一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则()
A.时线框的磁通量变化率为零B.时穿过线框平面磁通量最大C.线框产生的交变电动势频率为50HzD.线框产生的交变电动势有效值为311V17、在图甲所示的理想变压器a、b端加图乙所示的交变电压。已知变压器原副线圈的匝数比为4:1,R1为热敏电阻(温度升高时,其电阻减小),R为定值电阻;电压表和电流表均为理想电表。下列判断正确的是。
A.电压表V1的示数为22VB.电压表V2的示数为VC.R1处温度升高时,V1示数与V2示数的比值变小D.R1处温度升高时,V1示数与V2示数的比值变大18、如图所示为一种质谱仪的示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法正确的是()
A.极板M比极板N的电势高B.加速电场的电压U=ERC.直径PQ=2BD.若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点,则该群粒子具有相同的比荷评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)19、线圈中电流减小时,______中的能量释放出来转化为电能.20、如图的光控电路用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻,当有较强的光照在RG上,LED二极管___________。如果要想在天更暗时路灯才会亮,应将的阻值调___________。
21、导体棒中带电粒子的定向移动形成电流;电流可以从宏观和微观两个角度来认识,安培力与洛伦兹力也有宏观与微观的对应关系。
如图所示,静止不动的匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一段直导体棒长为L,横截面积为S,单位体积的自由电荷个数为n,自由电荷的电荷量为导体棒中通有恒定电流,自由电荷的定向移动速率为(本题中两问均认为始终不变)。导体棒水平放置处于磁场中(垂直于磁感应强度)。
(1)若导体棒相对磁场静止,电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导体棒所受的安培力。按照这个思路,请你由安培力的表达式推导出洛伦兹力大小的表达式。()
(2)概念学习中,类比与比较是常用的学习方法。我们已经知道,垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力由此,我们用来定义磁感应强度。同样,运动方向垂直于匀强磁场磁感线的带电粒子所受的洛伦兹力由此也可用洛伦兹力来定义磁感应强度,定义式是_________,把该定义式与电场强度的定义式进行对比,两个定义式(而非物理量)的差别在于:__________________
22、如图所示,两电子沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中,它们分别以v1、v2的速率射出磁场,则v1:v2=______,通过匀强磁场所用时间之比t1、t2=______。
23、如图所示,在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,放有一边长为L的单匝正方形闭合导线框,电阻为R:
(1)线圈在位置Ⅱ时的磁通量ф=_____;
(2)当线框从位置Ⅰ(线框平面⊥磁感线)匀速转到位置Ⅱ(线框平面∥磁感线)的过程中,若角速度为ω,则线框中的平均感生电动势E=_____;
(3)当线框由位置Ⅰ转至位置Ⅲ的过程中,通过导线横截面的感生电量q=_____。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21分)28、某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时;继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连,指示灯的接线柱D应与接线柱__________相连(均选填“A”或“B”);
(2)当环境温度升高时,热敏电阻阻值将__________,继电器的磁性将__________(均选填“增大”、“减小”或“不变”),当环境温度达到__________℃时;警铃报警;
(3)如果要使报警电路在更高的温度报警,下列方案可行的是__________
A.适当减小U1B.适当增大U1C.适当减小U2D.适当增大U2
29、如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺的导线补接完整_________________________。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下;那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是:
①将通电线圈迅速插入感应线圈时,灵敏电流计指针将_________________________。
②通电线圈插入感应线圈后,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,灵敏电流计指针将________。
(3)在实验时,如果感应线圈两端不接任何元件,则感应线圈电路中将______________。
A.因电路不闭合;无电磁感应现象。
B.有电磁感应现象;但无感应电流,只有感应电动势。
C.不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向。
D.可以用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向。
(4)如图所示,A、B分别表示通电线圈和感应线圈,若感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流,可能是因为__________。
A.通电线圈中通入顺时针方向的电流;且正从感应线圈中取出。
B.通电线圈中通入顺时针方向的电流;且其中的铁芯正被取出。
C.通电线圈中通入顺时针方向的电流;且正将滑动变阻器接入电路的阻值调小。
D.通电线圈中通入逆时针方向的电流,且正在断开电源30、如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图,该装置把大小不同的苹果,按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上,杠杆末端压在压力传感器R上,R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置,使质量等于分拣标准(0.15kg)的大苹果经过托盘秤时,杠杆对R的压力为1N。调节可调电阻可改变R、两端的电压比,使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时,两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁;此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路,能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。
(1)当大苹果通过托盘秤时,R所受的压力较大,电阻______(填“较大”“较小”)。
(2)自动分拣装置正常工作时,大苹果通过______(填“通道A”;“通道B”)。
(3)若电源电动势为5V;内阻不计,放大电路的激励电压为2V:
①为使该装置达到上述分拣目的,的阻值等于______kΩ。(结果保留两位有效数字)
②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下,利用一块电压表测出每个苹果的质量,电压表的示数随苹果质量的增大而增大,则电压表应该并联在电阻______(填“R”、“”或“电源”)两端。
③若要提高分拣标准到0.33kg,仅将的阻值调为______kΩ即可实现。(结果保留两位有效数字)(提示:托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下,压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比)评卷人得分六、解答题(共4题,共24分)31、带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.17T,磁场的宽度L=10cm,如图所示。求:(g取10m/s2;计算结果均保留两位有效数字)
(1)带电粒子离开磁场时的速度大小;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间;
(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d为多大?
32、如图,彼此绝缘的滑块甲(可视为质点)与滑板乙(高度不计)静止在粗糙水平面AD上,甲在乙的最左端,甲位于A点,甲质量为1kg、所带电荷量为C,乙质量为1kg、不带电。甲、乙之间的动摩擦因数μ1=0.5,乙与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,t=0时刻对甲施加恒定外力F=8N。空间中BC间存在这竖直向下的匀强电场,电场强度E1=6×105N/C;CD间存在垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向下的匀强电场,磁感应强度B=1.8×105T,电场强度E2=1×106N/C。LAB=1.5m,LBC=6m,LCD=3m,(不考虑电场和磁场的边缘效应,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力,g取10m/s2)。
(1)求甲到达B点时的速度大小;
(2)甲到达C点时恰好处于滑板的最右端;求乙的长度;
(3)甲到达C时撤去恒力外力F,求甲从D所在边界飞出时距地面的高度。
33、如图甲为研究电磁感应的实验装置示意图,其中电流传感器(电阻不计)能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I—t图像。平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计,左侧倾斜导轨平面与水平方向夹角θ=37°,与右侧水平导轨平滑连接,轨道上端连接一阻值R=0.5Ω的定值电阻,金属杆MN的电阻r=0.5Ω,质量m=1kg,杆长L=1m跨接在两导轨上。左侧倾斜导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场;右侧水平导轨区域也加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小都为B=1.0T,让金属杆MN从图示位置由静止释放,其始终与轨道垂直且接触良好,金属棒经过倾斜轨道与水平轨道连接处无能量损失,此后计算机屏幕上显示出金属杆在倾斜导轨上滑行过程中的I—t图像,如图乙所示,g取10m/s2,sin37o=0.6;求:
(1)金属杆MN在倾斜导轨上滑行的最大速率;
(2)金属杆MN在水平导轨上滑行过程中克服安培力做的总功;
(3)根据计算机上显示的I—t图像可知,当t=0.5s时I=2A,求0~0.5s内在电阻R上产生的焦耳热。
34、如图所示,光滑斜面的倾角=30°,在斜面上放置一矩形线框abcd,ab边的边长l1=1m,bc边的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F=10N.斜面上ef线(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象,时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的.如果线框从静止开始运动,进入磁场最初一段时间是匀速的,ef线和gh的距离s=5.1m;求:
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(2)ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t;
(3)线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【详解】
根据右手螺旋定则,电流a在O产生的磁场平行于bc向右,b电流在O产生的磁场平行ac指向左上方,电流c在O产生的磁场平行ab指向右方;由于三导线电流相同,到O点的距离相同,根据平行四边形定则,则O点合磁场方向不为零,方向垂直Oc指向右上方,故AB错误;根据“同向电流吸引,异向电流排斥”可知,b对a有沿ab方向的吸引力,c对a有沿ca方向的排斥力,两力大小相等,由力的合成可知,a受安培力方向水平向左,选项C错误;同理,b受到a沿ba方向的吸引力,受到c沿cb方向的排斥力,两力大小相等,由力的合成可知,导线b受到的安培力方向垂直Ob连线方向斜向上,故D正确.2、C【分析】【分析】
【详解】
A.图甲中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电,由于充电电流不断减小,安培力减小,则导体棒做变减速运动,当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时,电路中没有电流,ab棒不受安培力;向右做匀速运动,选项A错误;
B.图乙中,导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流,导体棒受向左的安培力而做减速运动,随速度的减小,电流减小,安培力减小,加速度减小,最终ab棒静止;选项B错误;
C.图丙中,导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动,速度减为零后再在安培力作用下向左做变加速运动,当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时,电路中没有电流,ab棒向左做匀速运动;故C正确;
D.由以上分析可知;选项D错误。
故选C。3、A【分析】【分析】
【详解】
A.当电流与磁场平行时;不受安培力作用,因此电流在磁场中受力是有条件的,故A正确;
B.通电导线在磁铁形成的磁场中;当电流方向和磁场有一定的夹角时,将受到安培力作用,故B错误;
C.通电导线会在它的周围产生磁场;而磁场会对其它通电导线具有安培力的作用,故C错误;
D.两根通电导线如果电流方向相同;则存在引力作用,如果电流方向相反,则存在斥力作用,故D错误。
故选A。4、C【分析】【详解】
A.根据左手定则可知,正离子偏向M板,负离子偏向N板,M板的电势比N板的电势高;选项A错误;
BC.稳定后
解得U=Bdv
则电容器带电量为
可知若只增加等离子体中带电粒子的个数,稳定后电容器C的带电量不变;若只增大MN之间的间距d,稳定后电容器C的带电量增加;选项B错误,C正确;
D.将开关S断开,则电容器将放电,则稳定后电容器C所带电荷量为零;选项D错误。
故选C。5、C【分析】【分析】
【详解】
ABC.粒子在弯曲的部分做圆周运动,电场力提供向心力,故只有正离子才可能通过该仪器。又由于板间距很小,该部分电场强度E=
粒子通过下部分时做直线运动,则电场力与洛伦兹力平衡
解得
故磁场只能垂直于纸面向里,且速率为的正离子才能通过该仪器。AB正确;不符合题意,C错误,符合题意;
D.由电场力提供圆周运动的向心力知
得
即通过该仪器的离子比荷为D正确;不符合题意。
故选C。6、A【分析】【详解】
由法拉第电磁感应定律得:E=闭合电路欧姆定律得:I=通过金属环截面的电荷量为:q=I△t,解得:电荷量与R、S、△B有关,与t无关,故A正确,BCD错误;7、A【分析】【详解】
由于弹体的速度v=at
增大,弹体切割磁感线产生的感应电动势E感=BLv
增大,回路总电动势E总等于电源电动势E与产生的感应电动势E感之差,即E总=E-Blat
导体棒做匀加速运动,有BIL=ma
电路中电流I不变,根据题意可知电路中电阻不变,由闭合电路欧姆定律可知E总不变,则E=E总+BLat
故选A。8、B【分析】【分析】
【详解】
导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值
产生的是正弦式交流电,则电动势的有效值
由电流的热效应可得
解得
由闭合电路欧姆定律得理想电压表的示数为
故A正确;
B.导体棒运动到图示位置时,由右手定则可知,产生的电流方向由a→b,由于二极管具有单向导通特性,所以此时无电流流过电阻R;故B错误;
C.导体棒切割磁感线产生的感应电动势的最大值
所以最大电流
故C正确;
D.导体棒上的电流有效值为
所以热功率为
故D正确。
故选B。9、B【分析】【详解】
D.副线圈输出交流电的周期为
故D错误;
ABC.根据
可知原线圈的输入电压为
根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比,可得
可知电压表示数为原线圈的输入功率为
可得原线圈电流为
故AC错误;B正确。
故选B。二、多选题(共9题,共18分)10、A:C【分析】【详解】
A.由题意可知金属棒两端的电压等于产生的电动势:
因为金属棒向下做匀加速运动;故金属棒两端的电压与时间成正比,故A正确;
B.根据:
可得:
可知通过电阻R的电量q与t成二次函数关系;故B错误;
C.因为金属棒向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律有:a=0.5g
又因为:
联立可得:
拉力做功的瞬时功率为:
可知与t2成正比关系;故C正确;
D.电阻R产生的焦耳热根据焦耳定律有:
可知Q与t2不成一次函数关系;故D错误。
故选AC。11、B:C【分析】【详解】
AC.根据
得
则最大动能
可见带电粒子射出的最大动能与金属盒之间的电压无关;与D形金属盒内的磁感应强度有关,磁感应强度越大,动能越大,故A错误,C正确;
B.根据粒子在磁场中做圆周运动的周期与速度大小无关,即粒子在磁场中每半圈的运动时间相同,则粒子在回旋加速器中运动的时间决定于做圆周运动的次数,在磁场中做半圆周运动的次数与加速的次数相同,而加速次数
即狭缝间的加速电压越大;加速次数越少,则粒子在回旋加速器中运动的时间越短,故B正确。
D.根据
用同一回旋加速器分别加速氘核和氦核获得的最大动能之比为1∶2,故D错误。
故选BC。12、B:C【分析】【详解】
A.超导体电阻为零;超导体不会在内部产生热能,故A错误;
B.超导体所受安培力是洛伦兹力的宏观表现;安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力,故B正确;
C.载流子为电子,由左手定则可知,电子偏向a表面,则超导体表面上a带负电,所以φa<φb;故C正确;
D.根据电流的微观表达式I=neSv,当超导体稳定时,洛伦兹力和电场力平衡,即evB=e,解得:所以电流越大,a、b两点间的电势差越大,故D错误.13、C:D【分析】【详解】
A.根据题目中的图,可以判断磁场的方向为水平向右,将圆盘看成无数条导体棒,结合右手定则,即可判断出A的电势低于B的电势;故A错误;
B.若仅将滑动变阻器滑动头向左滑,电源回路中的电阻增大,电流减小,圆盘所处位置磁场减弱,由公式
可知产生的感应电流将减小;即灵敏电流计的示数变小,故B错误;
C.若仅将电刷A向盘中央移动,使电刷A、B之间距离减小,则由B选项中的公式可得,L减小,I减小;即灵敏电流计的示数变小,故C正确;
D.如果维持圆盘匀速转动,则
则外力的功率等于安培力的功率,即
其中
所以金属盘转动的转速越大;维持其做匀速转动所需外力做功的功率越大,故D正确。
故选CD。14、A:C【分析】【详解】
A.对于理想变压器有
联立解得
A正确;
B.输电线上损失的电压为
B错误;
C.输电线上损失的功率
C正确;
D.用户得到的功率
D错误。
故选AC。15、B:C【分析】【详解】
AB.带电粒子进入区域Ⅱ时,有
颗粒刚好能沿直线通过,有
所以区域Ⅱ中电场与磁场的强度的比值为
A错误;B正确;
CD.带电颗粒的比荷为
半径越大;比荷越小,跟区域Ⅱ中电场与磁场的强度的比值不再相等。故不能直线穿出。
C正确;D错误。
故选BC。16、B:C【分析】【分析】
【详解】
A.t=0.005s电动势最大;则磁通量变化率最大,故A错误;
B.t=0.01s时电动势为0;则线圈的磁通量变化率为0,线圈在中性面上,则磁通量最大,故B正确;
C.由图可知周期为0.02s,则频率为
故C正确;
D.线圈产生的交变电动势有效值为
故D错误;
故选BC。17、A:D【分析】【详解】
A.电压表V1测得是原线圈电压,也就是输入电压有效值
故A正确;
B.原副线圈匝数比为4:1,所以副线圈两端电压为5.5V,电压表V2测得是R1两端电压;应该小于5.5V,B错误;
CD.R1处温度升高,电阻减小,R阻值不变,R1分的电压变小,V2减小,V1不变,所以V1余V2示数的比值变大;C错误,D正确;
所以选AD。18、A:D【分析】【详解】
试题分析:带电粒子要打到胶片Q上,根据磁场方向和左手定则可知带电粒子需带正电,在加速电场能够得到加速,则极板M比极板N电势高,A对;在静电分析器中带电粒子做匀速圆周运动,电场力提供向心力,即再根据可知B错;带电粒子垂直进入磁分析器,直径PQ=2R,C错;若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,即半径相同,根据和可知,即只与带电粒子的比荷有关.
考点:本题考查了带电粒子在组合场中的运动.三、填空题(共5题,共10分)19、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】磁场20、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]该门电路有一输入端总是输入低电势,有较强的光照时,电阻比较小,光敏电阻两端的电势差比较小,则输入门电路为低电势,最后熄灭,如果要想在天更暗时路灯才会亮,应将R1的阻值调大。【解析】熄灭大21、略
【分析】【详解】
(1)[1]导线受安培力的大小为
长L的导线内的总的带电粒子数为
又
电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,变现为导线所受的安培力,即
联立可以推导出洛伦兹力的表达式为
(2)[2][3]用洛伦兹力来定义磁感应强度,定义式为
两个定义式(而非物理量)的差别在于:磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量,它的方向是小磁针静止时N极的受力方向;电场强度是描述电场力的性质的物理量,它的方向与正电荷的受力方向相同。【解析】磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量,它的方向是小磁针静止时N极的受力方向;电场强度是描述电场力的性质的物理量,它的方向与正电荷的受力方向相同22、略
【分析】【详解】
[1]粒子运动轨迹如下图所示
电子垂直射入磁场,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力有,根据
电子做圆周运动的半径
则得电子在电场中的运动速度之比等于电子做圆周运动的半径之比,根据几何关系有
所以电子在电场中的速度之比为
[2]电子在磁场中做圆周运动的周期
以v1运动的电子在磁场中运动的时间
以v2运动的电子在磁场中运动的时间
所以电子在磁场中运动的时间之比为【解析】1:23:223、略
【分析】【详解】
(1)[1].线圈在位置Ⅱ时线圈平面与磁感线平行,可知磁通量
(2)[2].根据感应电动势的定义式,可求得平均感应电动势
(3)[3].当线框由位置Ⅰ转至位置Ⅲ的过程中产生的感应电动势的平均值
根据闭合电路欧姆定律,则有回路中产生的平均电流为
通过线圈的电荷量为【解析】0四、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21分)28、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1][2]根据“当环境温度正常时;继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”,知警铃的接线柱C应与接线柱B相连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连;
(2)[3][4][5]当环境温度升高时;热敏电阻阻值减小,由欧姆定律知电路中电流增大,则继电器的磁性将增大。当线圈中的电流等于50mA时,继电器的衔铁刚好被吸合,则控制电路中电阻最大值为。
此时热敏电阻阻值为。
由图乙知,此时环境温度为所以环境温度在大于等于时;警铃报警;
(3)[6]要使报警电路在更高的温度就报警,则线圈中的电流等于50mA时,热敏电阻R变大;由(2)知,热敏电阻。
则可通过适当减小U1达到这个目的。
故选A。【解析】BA减小增大80A29、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]连线如图所示。
(2)①[2]由题可知;在闭合开关时电流增大,磁通量增大,则灵敏电流表的指针向右偏转,由此可知,若磁通量减小,则灵敏电流表的指针向左偏转。所将通电线圈迅速插入感应线圈时通过的磁通量增大,故电流表指针向右偏转;
②[3]通电线圈插入感应线圈后;将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时,滑动变阻器的有效电阻增大,通过线圈的电流减小,故磁通量也减小,故灵敏电流计指针将向左偏转。
(3)[4]只要穿过感应线圈的磁通量发生变化;就会产生电磁感应现象,就有感应电动势,但电路不闭合,无感应电流。用楞次定律和安培定则可以判断感应电动势的方向。
故选BD。
(4)[5]A.通电线圈中通入顺时针方向的电流;根据安培定则可知,A产生向里的磁场,此时若从感应线圈中取出,则通过B线圈磁通量减小,根据楞次定律可知,感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流,故A符合题意;
B.通电线圈中通入顺时针方向的电流;根据安培定则可知,A产生向里的磁场,此时取出其中的铁芯,则通过B线圈磁通量减小,根据楞次定律可知,感应线圈B中产生顺时针方向的感应电流,故B符合题意;
C.通电线圈中通入顺时针方向的电流;根据安培定则可知,A产生向里的磁场,此时正将滑动变阻器接入电路的阻值调小,则通过A线圈的电流增大,产生向里的磁场增大,故通过B线圈磁通量增大,根据楞次定律可知,感应线圈B中产生逆时针方向的感应电流,故C不符合题意;
D.通电线圈中通入逆时针方向的电流;根据安培定则可知,A产生向外的磁场,此时正在断开电源,则通过B线圈磁通量减小,根据楞次定律可知,感应线圈B中产生逆时针方向的感应电流,故D不符合题意。
故选AB。【解析】①.②.向右偏转③.向左偏转④.BD⑤.AB30、略
【分析】【详解】
(1)[1]由图乙可知当大苹果通过托盘秤时,R所受的压力较大;电阻较小。
(2)[2]大苹果通过托盘秤时,两端的电压达到放大电路的激励电压;使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁,大苹果进入下面的通道B。
(3)①[3]杠杆对R的压力为1N,R阻值为30kΩ,为使该装置达到上述分拣目的,的阻值需满足
则
②[4]随着苹果质量增大,R阻值减小,分压减小,电源电动势不变,分压增大,为了满足电压表的示数随苹果
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