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文档简介
…………○…………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,灯泡与自感线圈并联,灯泡的电阻为R1,线圈的直流电阻为R2,且R1<R2,S闭合稳定时通过灯泡和线圈的电流分别为i1和i2;当K断开时,则流过灯泡的电流方向和灯的亮暗情况是()
A.当断开K瞬间,灯突然亮一下然后才逐渐熄灭B.当断开K瞬间,灯立刻熄灭C.当K断开时,流过灯泡的电流方向仍为从左向右D.当K断开时,流过灯泡的电流方向变为从右向左2、闭合线圈在磁场中做如下运动,不能产生正弦式交变电流的情景是()A.B.C.D.3、图a中A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(b)所示的交流电i;下列说法正确的是()
A.在t1到t2时间内A、B两线圈相斥B.在t2到t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间作用力最大D.t2时刻两线圈间作用力最大4、下列说法中正确的是()A.电磁炉是利用涡流的磁效应工作的B.涡流不是感应电流,产生原理不符合法拉第电磁感应定律C.探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的D.电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用,而电磁驱动没有体现这种“阻碍”作用5、如图所示,在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,三个相同带正电的粒子,比荷为先后从A点沿AD方向以大小不等的速度射入匀强磁场区域,粒子在运动过程中只受到磁场力作用,已知编号为①的粒子恰好从F点飞出磁场区域,编号为②的粒子恰好从E点飞出磁场区域,编号为③的粒子从ED边上的某一点垂直边界飞出磁场区域;则()
A.编号为①的粒子在磁场区域内运动的时间为B.编号为②的粒子在磁场区域内运动的时间为C.三个粒子进入磁场的速度依次增加D.三个粒子在磁场内运动的时间依次增加6、如图所示,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨位于x轴上,另一根导轨由ab、bc、cd三段直导轨组成,其中a点与x轴的坐标原点O非常接近,但不接触,bc段与x轴平行,导轨右端接入一定值电阻R。导轨上一金属棒沿x轴正向以速度v0做匀速直线运动,t=0时刻通过坐标原点O,金属棒始终与轴x垂直。设运动过程中通过电阻的电流为i,金属棒克服安培力做功的功率为P;导轨均与金属神接触良好;忽略导轨与金属棒的电阻,下列图像可能正确的是()
A.B.C.D.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,如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平导轨电阻不计,宽为L,在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,“电磁炮”弹体总质量为m,其中弹体在轨道间的电阻为R,可控电源的内阻为r,电源的电压能自行调节,以保证电源为加速弹体提供的电流恒为I;不计空气阻力,则()
A.弹体做加速度越来越小的加速运动B.弹体从静止加速到v经历的时间为C.弹体从静止加速到v,运动的位移为D.弹体从静止加速到v,电源提供的总能量为8、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2,输入端所加正弦交流电的电压已知电阻滑动变阻器最大阻值为40Ω,电压表为理想电压表。开始时,滑片P处于滑动变阻器正中间位置;下列说法正确的是()
A.通过的电流为2AB.电压表读数为40VC.副线圈电流方向每秒钟改变50次D.若将滑片P向下滑动,电压表读数将变大9、如图所示,一正方形金属线框边长为从磁场上方某一高度自由下落,磁场边界宽为则线框从进入磁场到完全离开磁场的过程中,线框速度随时间变化的图像可能是()
A.B.C.D.评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)10、如图所示,正三角形abc区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,一重力不计的带电粒子从顶点a沿与ac边成θ角的方向射入匀强磁场后从ac边上的某点射出磁场。下列说法正确的是()
A.粒子带负电B.若仅减小入射角度θ,粒子在磁场中运动时间不变C.若仅减小粒子的入射速率,粒子在磁场中运动时间不变D.若仅减小磁场的磁感应强度,粒子在磁场中运动时间不变11、一带电粒子(重力不计,图中已标明粒子所带电荷的正负)进入磁场中,下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是()A.B.C.D.12、如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电阻R、电感器L及电容器C均为理想元件;今将K接通一段时间,待电路稳定后突然将K断开,下列说法中正确的是()
A.断开瞬间,LC电路中的电场能最大B.LC振荡电路的最大电流为C.该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播,而且它的波长与c成反比D.在该振荡电路中,电场能与磁场能振荡的周期为13、如图所示,在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场.在t=0时刻,位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长,不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力.已知平行于ad方向向下发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场,下列说法正确的是()
A.粒子在该磁场中匀速圆周运动的周期为6t0B.粒子的比荷为C.粒子在磁场中运动的轨迹越长,对应圆弧的圆心角越大D.初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长14、如图;斜面上有一条形磁铁,其右上角有一垂直纸面的通电直导线,磁极和电流方向如图中标注,现发现在导线中电流增大的过程中,磁铁始终静止于斜面,则此过程中()
A.斜面对磁铁的支持力增大B.斜面对磁铁的支持力减小C.斜面对磁铁的摩擦力增大D.斜面对磁铁的摩擦力减小15、如图所示,实线表示在竖直平面内的电场线,电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与电场正交,有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β;则下列说法中正确的是()
A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴有可能做匀减速直线运动C.电场线方向一定斜向上D.液滴的电势能可能增大16、如图所示,导体棒ab在垂直于纸面向外的匀强磁场中沿金属导轨向左减速运动;c为铜制圆线圈,线圈平面与螺线管中轴线垂直,圆心在螺线管中轴线上。则()
A.导体棒ab中的电流由a流向bB.螺线管内部的磁场方向向左C.铜制圆线圈c被螺线管吸引D.铜制圆线圈c有收缩的趋势17、如右图所示,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路。当一条形磁铁N极朝下从高处下落接近回路时
A.P、Q将互相靠拢B.产生的电流方向从Q到PC.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g18、为了安全,许多机械设备都安装有磁力刹车装置,其运动情况可简化为如图所示的模型。正方形线圈abcd以初速度v0沿斜面加速下滑距离s后,bc边进入匀强磁场区域,此时线圈开始减速,bc边离开磁场区域时,线圈恰好做匀速直线运动,运动过程中,bc边始终与磁场边界线保持平行。已知线圈边长为l、匝数为n、电阻为r,斜面与水平面的夹角为θ,线圈的质量为m,所受摩擦阻力大小恒为f,磁场区域上下边界间的距离为l,磁感应强度大小为B,方向垂直斜面向上,重力加速度为g;则下列说法正确的是()
A.线圈bc边刚进入磁场时,感应电流的大小为B.线圈bc边穿过磁场区域过程中,通过其导线横截面的电荷量为C.线圈bc边离开磁场区域时的速度为D.从开始下滑到线圈全部通过磁场区域过程中,线圈中产生的焦耳热为评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)19、如图甲所示,在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上,水平放置一根质量为m的导体棒ab;导轨下端与一电源和定值电阻相连,电源的电动势和内阻;定值电阻的阻值均未知.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B的大小也未知.已知导轨宽度为L,重力加速度为g.
(1)若断开电键k,将导体棒由静止释放,经过时间t,导体棒沿斜面下滑的距离是多少?____
(2)若闭合电键k,导体棒b恰好在导轨上保持静止.由b向a方向看到的平面图如图乙所示;请在此图中画出此时导体棒的受力图;
()
并求出导体棒所受的安培力的大小.____
(3)若闭合电键k,导体棒ab静止在导轨上,对导体棒ab的内部做进一步分析:设导体棒单位体积内有n个自由电子;电子电荷量为e,自由电子定向移动的平均速率为v,导体棒的粗细均匀,横截面积为S.
a.请结合第(2)问的结论和题目中所给的已知量,推理得出每个电子受到的磁场力是多大?____
b.将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度,其大小用j表示,请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式.____20、导线垂直于磁场方向运动,B、l、v两两垂直时,如图所示,E=_________。
21、自感现象中磁场的能量。
(1)线圈中电流从无到有时,磁场从无到有,电源把能量输送给___________,储存在___________中。
(2)线圈中电流减小时,___________中的能量释放出来转化为电能。22、一段直导线在垂直于均匀磁场的平面内运动。已知导线绕其一端以角速度转动时的电动势与导线以垂直于导线方向的速度v做平动时的电动势相同,那么,导线的长度为__________________。23、如图所示,一条形磁铁放于水平地面上,在其S极正上方有一与它垂直放置的导线,当导线中通以如图所示方向的电流后,与原来相比,磁铁受到地面的支持力将______(选填“增大”、“不变”或“减小”)受到地面的摩擦力方向______。
24、如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m,长为l,导体所在平行面与水平面成30°角,导体棒与导轨垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,若在导体中通以由____端至____端的电流,且电流为________时,导体棒可维持静止状态.25、扫描:在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场,其方向、强弱都在______,使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动.26、如图,几位同学在北京某学校的操场上做“摇绳发电”实验:把一条较长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路。两个同学沿东西方向站立,女生站在西侧,男生站在东侧,他们沿竖直方向迅速上下摇动这根电线,通过灵敏电流计的电流是______(选填“交流”或“直流”),当电线从上向下运动时,通过灵敏电流计的电流方向是______(选填“A→B”或“B→A”)
27、通过某电流表的电流按如图所示的规律变化,则该电流的有效值为_____。(结果可以用根号表示)
评卷人得分四、作图题(共4题,共40分)28、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。
29、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。
30、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。
31、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6分)32、某学校的科技小组在一次创新大赛中利用所学物理知识设计了一种“闯红灯违规记录仪”;其工作原理如图甲所示,当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且车辆经过的路面下的压敏电阻受到车的压力,其阻值随压力变化如图乙所示,当压力变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,电路中的电控照相机就启动,记录下违规车辆实况。光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光。
(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到______(选填“红”“绿”或“黄”)光时自动闭合;
(2)已知控制电路电源电动势为内阻为继电器电阻为当控制电路中电流大于时,衔铁会被吸引。则只有质量超过______的车辆违规时才会被记录.(重力加速度g取)33、在“探究变压器原;副线圈的电压与匝数的关系”实验中;某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)下列器材中,实验需要的器材是________;
A.干电池B.低压交流电源。
C.220V交流电源D.条形磁体。
E.可拆变压器和导线F.直流电压表。
G.多用电表。
(2)该同学认真检查电路无误后,先保证原线圈匝数不变,改变副线圈匝数;再保证副线圈匝数不变,改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电压值。由于交变电流的电压是变化的,所以,我们实际上测量的是电压的________(选填“有效”或“最大”)值。其中一次操作后副线圈所接多用电表读数如图所示,此时电表读数为________;
(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成________(选填“正比”或“反比”),实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般________(选填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。34、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。
评卷人得分六、解答题(共3题,共27分)35、赫兹在1886年做了一个有名的实验,证明了电磁波的存在。他把环状导线的两端各固定一个金属小球,两小球之间有一很小间隙,他把这个装置放在一个距离正在放电发生电火花的感应圈不远的地方,令他振奋的现象发生了。他当时看到了什么现象?为什么说这个现象让他捕捉到了电磁波?36、人类研究磁场的目的之一是为了通过磁场控制带电粒子的运动,某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示,区域PP′M′M内有竖直向下的匀强电场,电场场强为E=1×103V/m,宽度为d=0.05m,长度为L=0.40m;区域MM′N′N内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=2.5×10-2T,长度也为L=0.40m,磁场宽度足够。比荷为的带正电的粒子以水平初速度从P点射入电场。边界MM′不影响粒子的运动;不计粒子重力。
(1)若带电粒子以水平初速度v0=8×105m/s从P点射入电场后,求粒子从PP′M′M区域射出的位置;
(2)当带电粒子射入电场的水平初速度为多大时,粒子只进入磁场一次就恰好垂直P′N′边界射出。
37、如图所示,间距L=1m、足够长的平行金属导轨底端相连,倾角质量m=2kg的金属棒通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与质量M=1kg的重锤相连,滑轮左侧细线与导轨平行,金属棒电阻R=1Ω(除金属棒外其他电阻均不计),金属棒始终与导轨垂直且接触良好,二者间的动摩擦因数整个装置处于垂直导轨向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。初始时金属棒位于导轨底端,重锤悬于空中。现将重锤竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮),然后由静止释放。一段时间后细线绷直(作用时间极短),金属棒、重锤以大小相等的速度一起运动。再经t=0.55s金属棒运动到最高点。已知重力加速度
(1)重锤从释放到细线刚绷直时的运动时间;
(2)金属棒的最大速度;
(3)全程流过金属棒的电荷量。
参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、D【分析】【分析】
【详解】
在K断开前,自感线圈L中有向右的电流,断开K后瞬间,R2的电流要减小,于是R2中产生自感电动势,阻碍自身电流的减小,但电流还是逐渐减小为零;原来跟R2并联的灯泡R1,由于电源的断开,向右的电流会立即消失。但此时它却与R2形成了串联的回路,R2中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡R1中流过,方向由右经过灯泡到左侧;因此,灯泡不会立即熄灭,而是渐渐熄灭,灯泡中的电流的方向与原电流方向相反;由于所以通过灯泡和线圈的电流关系为通过小灯泡的电流不可能再增大,所以小灯泡不可能闪亮一下,而是先突然变得比原来暗,然后逐渐熄灭。
故选D。2、B【分析】【分析】
【详解】
ACD.线圈在匀强磁场内绕固定轴转动;磁通量发生变化,有感应电流,线圈中能产生正弦式交变电流,ACD正确,不符合题意;
B.线圈转动;磁通量不变,无感应电流,B错误,符合题意。
故选B。3、B【分析】【分析】
【详解】
AB.如图所示,在t1到t2时间内A线圈中电流减小,电流的变化率变大,则穿过B线圈的磁通量减小,B线圈中感应电流方向与A线圈相同,且是增大的,A、B两线圈相吸引;同理在t2到t3时间内A、B两线圈相斥;t1时刻A线圈中电流最大,变化率最小为零,B线圈中磁通量变化为零,所以此时B线圈中感应电流为零;A错误,B正确;
CD.t2时刻A线圈中电流为零,但其变化率最大,B线圈中磁通量变化率最大,感应电流最大,但是此时两线圈间作用力为零;t1时刻A线圈中电流最大,但是电流的变化率为零,B线圈中感应电流为零;则两线圈中作用力为零,则CD错误。
故选B。4、C【分析】【分析】
【详解】
A.电磁炉是利用涡流的热效应工作的;A错误;
B.涡流是感应电流;产生原理符合法拉第电磁感应定律,B错误;
C.探雷器和安检门都是利用涡流的磁效应工作的;C正确;
D.电磁阻尼体现了楞次定律中的“阻碍”作用;而电磁驱动也体现了这种“阻碍”作用,D错误。
故选C。5、C【分析】【详解】
粒子在磁场中运动有
解得
ABD.编号①、②、③的粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角分别为则三个粒子在磁场中运动的时间分别为
则三个粒子在磁场中运动的时间越来越短;故ABD错误;
C.三个粒子在磁场中运动轨迹半径越来越大,设六边形边长为a,则
由可得;三个粒子进入磁场的速度依次增加,故C正确。
故选C。
6、B【分析】【详解】
AB.根据法拉第电磁感应定律,金属棒中产生的感应电动势
结合闭合电路欧姆定律,回路中的感应电流
可见则根据题意,金属棒向右运动的过程中,切割磁感线的长度随时间先均匀增大;后不变,最后均匀减小,而电阻两端的电压等于电源电动势,故A错误,B正确;
CD.金属棒所受安培力大小
则安培力的功率为
结合随时间变化的规律可知P先按开口向上的抛物线规律增大;后不变,最后再按开口向下的抛物线规律减小,故CD错误。
故选B。7、D【分析】【详解】
A.弹体的有效长度为L,安培力大小恒为BIL;故加速度不变,故A错误;
B.根据动量定理可得
解得
故B错误;
C.设加速的位移为x,由动能定理
解得
故C错误;
D.由能量守恒,电源提供的总能量
由动量定理
解得
故D正确。
故选D。8、D【分析】【详解】
AB.由输入端所加正弦电压的表达式可知输入端的电压有效值为
设原线圈中的电流为副线圈中的电流为则由能量守恒可得
而由匝数比等于电流的反比可得
联立解得
则可得电压表的示数
故AB错误;
C.由输入端所加正弦交流电的电压表达式可知该交流电的频率为
则可知副线圈电流方向每秒钟改变次;故C错误;
D.若将滑片P向下滑动;接入副线圈回路中的电阻增大,电流减小,则可知原线圈回路中的电流也减小,从而使定值电阻两端的电压减小,原线圈两端的电压增大,而匝数比不变,则可知副线圈两端的电压增大,因此电压表的示数增大,故D正确。
故选D。9、B【分析】【分析】
【详解】
AB.金属框进入匀强磁场时;若重力与所受安培力平衡,做匀速直线运动;出磁场时的速度大于进入磁场的速度,则出磁场时必定做减速运动;由于安培力大于重力,所以速度减小时,线框所受的安培力减小,则合力减小,加速度减小,棒做加速度减小的减速运动,故A错误B正确;
C.若开始时线框的速度增大,根据安培力公式
可知;速度增大时,线框所受的安培力增大,则合力减小,加速度减小,线框做加速度减小的加速运动;出磁场时线框做减速运动,由于安培力大于重力,所以速度减小时,线框所受的安培力减小,则合力减小,加速度减小,线框做加速度减小的减速运动,故C错误﹔
D.若金属框进入匀强磁场时,做减速运动,则重力小于所受安培力﹔完全进入磁场时线框自由落体,做匀加速运动,如D图所示出磁场时的速度大于进入磁场时的速度,根据安培力公式
可知;出磁场时的重力更小于所受安培力,所以出磁场时必定也做减速运动,故D错误。
故选B。二、多选题(共9题,共18分)10、A:C【分析】【详解】
A.粒子向右偏转;根据左手定则可知粒子带负电,A正确;
BCD.粒子轨迹如图所示;
根据几何知识可知轨迹所对圆心角为所以粒子在磁场中运动时间为:
根据式子可知粒子在磁场中运动时间和速度无关,即若仅减小粒子的入射速率,粒子在磁场中运动时间不变,若仅减小入射角度或者仅减小磁场的磁感应强度,粒子在磁场中运动时间都将变化,C正确BD错误。
故选AC。11、A:B【分析】【详解】
A.带负电的粒子向右运动;掌心向外,四指所指的方向向左,大拇指所指的方向向下,故A正确;
B.带正电的粒子向下运动;掌心向里,四指所指的方向向下,大拇指的方向向左,故B正确;
C.带正电粒子的运动方向与磁感线平行;此时不受洛伦兹力的作用,故C错误;
D.带负电的粒子向右运动;掌心向外,四指所指的方向向左,大拇指所指的方向向下,故D错误。
故选AB。12、B:D【分析】【分析】
【详解】
AB.断开瞬间前,由于线圈电阻为零,则电容器两端电压为零,此时电流最大为
磁场能也是最大。故A错误;B正确;
C.该电路辐射的电磁波以光速c在真空中传播;而且它的波长与频率成反比。故C错误;
D.在该振荡电路中,电场能与磁场能振荡的周期为振荡电路周期的一半,即
故D正确。
故选BD。13、B:C【分析】【详解】
B.粒子在磁场中做匀速圆周运动,初速度平行于ad方向发射的粒子运动轨迹如图,其圆心为O1
设正方形边长为L,由几何关系得
得
则
又
解得
B正确;
A.由上知
A错误;
CD.由于粒子的初速度大小相等;所有粒子的轨迹半径相等,运动轨迹最长的粒子转过的圆心角最大,在磁场中运动时间也最长,初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动的弧长不是最长,则时间不是最长,D错误C正确。
故选BC。14、B:C【分析】【分析】
根据磁铁的磁极明确导线处的磁场分布,根据左手定则分析导线受力情况;再根据牛顿第三定律分析磁铁的受力;根据共点力的平衡条件明角磁铁能否平衡.
【详解】
AB;根据磁场的分布可知通电导线受到的安培力方向为右偏下;再根据牛顿第三定律可以知道磁铁受到的磁场力方向为左偏上,当电流增大时,左偏上的磁场力变大,导致磁场力在垂直于斜面方向上的分力增大,所以斜面对磁铁的支持力减小,故A错;B对。
CD;由于左偏上的磁场力变大;所以导致此力在斜面上的分力也变大,根据平衡可知,斜面对磁铁的摩擦力增大,故C对;D错;
故选BC
【点睛】
本题直接分析磁铁的受到的磁场力比较困难,所以先分析通电导线的受到的磁场力的方向,再根据牛顿第三定律分析磁铁受力,根据平衡求解即可。15、A:C【分析】【分析】
由题设条件可知;带电液滴的电性;电场的方向都未知,因此需要分情况分析.
【详解】
A.如下图所示,带电液滴,在复合场中,受到重力洛伦兹力和电场力作用;由。
题设条件知,带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动,所以重力洛伦兹力和电场力这三个力的合力为零;故A正确。
B.如果液滴有可能做匀减速直线运动,那么液滴受洛伦兹力会变小,液滴受的重力和电场力都是恒力;液滴受力合力不为零,其合力方向与液滴运动方向不在一条直线上,液滴就不会做直线运动,不符合题意,故B错误。
C.由以上分析知,电场线方向一定斜向上,且液滴带正电,否则液滴不在沿虚线L做直线运动;故C正确。
D.液滴受力合力零;液滴带正电,且在电场中从高电势向低电势位置运动,液滴的电势能不可能增大,故D错误;
故选AC。
【点睛】
带电微粒在复合场中的运动情况比较复杂,分析时要从多个角度去考虑,才有可能回答的正确.16、B:C【分析】【详解】
A.由右手定则可知导体棒ab中的电流由b流向a;故A错误;
B.由安培定则可知螺线管内部的磁场方向向左;故B正确;
CD.导体棒ab向左减速运动,螺线管电流减小,铜制圆线圈c磁通量减小,根据楞次定律可知会被螺线管吸引,铜制圆线圈c有扩张的趋势;故C正确,D错误。
故选BC。17、A:D【分析】【分析】
【详解】
AB.当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知P、Q将互相靠拢,回路的面积减小一点,使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用,由于通过回路的原磁场向下增大,则此时感应磁场向上,根据安培定则可知,产生的逆时针的电流,即电流方向从P到Q;故A正确,B错误;
CD.由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于g;故C错误,D正确。
故选AD。18、A:B【分析】【详解】
A.设线圈bc刚进入磁场时速度为v1,电动势为E1,电流为I1,则
解得
故A正确;
B.线圈bc穿过磁场过程中,有
解得
故B正确;
C.线圈bc边离开磁场区域后,有
解得
故C错误;
D.从开始下滑到线圈全部通过磁场区域过程中,有
所以
故D错误。
故选AB。三、填空题(共9题,共18分)19、略
【分析】【详解】
(1)断开电键后;根据牛顿第二定律,导体的加速度。
由运动学公式;经过时间t导体棒下滑的距离。
解得:
(2)导体棒ab保持静止;受力如图所示。
根据平衡条件得,安培力大小为
(3)a.导体棒中做定向移动的自由电子数
每个电子受到的磁场力
解得:
B.在直导线内任选一个横截面S,在时间内从此截面通过的电荷量
导体棒中的电流强度
由电流密度的定义
解得:.【解析】(1)(2)(3)20、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】Blv21、略
【分析】【详解】
(1)[1][2]线圈中电流从无到有时;磁场从无到有,电源把能量输送给磁场,储存在磁场中。
(2)[3]线圈中电流减小时,磁场中的能量释放出来转化为电能。【解析】磁场磁场磁场22、略
【分析】【详解】
[1]导线以垂直于导线方向的速度v做平动时的电动势为
导线绕其一端以角速度转动时的电动势为
联立得【解析】23、略
【分析】【详解】
[1][2]以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右上方,根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的安培力方向斜向左下方,磁铁有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,同时磁铁对地的压力增大。【解析】增大右24、略
【分析】【详解】
[1][2][3]导体棒静止;处于平衡状态,由受力图可知:
F安=mgtan30°导体棒受到的安培力:
F安=BIL解得。
由左手定则可知,电流方向:由b指向a.
【点睛】
解决本题的关键会利用共点力平衡求出安培力的大小,以及掌握左手定则判断磁场方向、电流方向、安培力方向的关系.【解析】ba25、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】不断变化26、略
【分析】【详解】
[1]摇动这条电线过程中;切割地磁场的磁感线,会产生的感应电流方向不断变化,产生的是交流电;
[2]北半球磁感线指向北方,则当“电线”由上向下运动时,由右手定则可知,电线中电流由西向东,则电流计中电流方向为B→A;【解析】交流电B→A27、略
【分析】【详解】
将交流与直流通过阻值都为R的电阻,设直流电流为I,则根据有效值的定义有
解得
【点睛】
根据有效值的定义求解。取一个周期时间,将交流与直流分别通过相同的电阻,若产生的热量相同,直流的电流值,即为此交流的有效值。【解析】四、作图题(共4题,共40分)28、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】29、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】30、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】31、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6分)32、略
【分析】【详解】
(1)[1]因是闯红灯违规证据模拟记录器;故光控开关应在接收到红光时自动闭合。
(2)[2]由闭合电路欧姆定律
可得
时可解出再由图象可读出当时由可求出故只有质量超过的车辆违规时才会被记录。【解析】红40033、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]“探究变压器原;副线圈的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电压表;所以只需要多用电表、低压交流电源以及可拆变压器和导线,故选B、E、G;
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