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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年中图版选择性必修2物理下册阶段测试试卷804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、两根平行放置的长直导线a和b,通有大小和方向相同的电流,a受到的磁场力大小为F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a受到的磁场力大小为F2(F2<F1),则此时b受到的磁场力大小为()A.F2B.F1-F2C.F1+F2D.2F1-F22、MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面;如图所示,则()
A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a到b到d到cB.若ad、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a3、航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电时,线圈左侧的金属环被弹射出去.现在线圈左侧同一位置,先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环,电阻率ρ铜<ρ铝.则合上开关S的瞬间;下列()
A.从右侧看,环中产生逆时针方向的感应电流B.铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力C.若将金属环置于线圈右侧,环将向右弹射D.电池正、负极调换后,金属环能向右弹射4、如图所示,ABCD是固定的水平放置的足够长的U形导轨,整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上架着一根金属棒ef,在极短时间内给棒ef一个水平向右的速度,ef棒开始运动,最后又静止在导轨上,则ef在运动过程中;就导轨是光滑和粗糙两种情况相比较()
A.整个回路产生的总热量相等B.安培力对ef棒做的功相等C.安培力对ef棒的冲量相等D.电流通过整个回路所做的功相等5、以下四图都与电磁感应有关,下列说法正确的是()A.磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,目的是起到电磁阻尼的作用B.真空冶炼炉能在真空环境下,使冶炼炉产生涡流,从而熔化放在炉内的金属C.当蹄形磁体顺时针转动时,铝框将朝相反方向转动D.金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)6、如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.在该平面有一个质量为带正电的粒子(不计重力)以垂直于轴的初速度从轴上的点进入匀强电场,恰好与轴成角射出电场,再经过一段时间恰好垂直于轴进入下面的磁场.已知之间的距离为则()
A.磁感应强度B.电场强度C.自进入磁场至在磁场中第二次经过轴所用时间为D.自进入磁场至在磁场中第二次经过轴所用时间为7、如图所示,正三角形区域存在匀强磁场(含边界),方向垂直于纸面向里,三个顶点在直角坐标系内的坐标分别为磁感应强度大小现让比荷为的大量正粒子从点以相同的速率在纸面内沿不同方向射入该磁场区域。不计粒子重力和粒子间相互作用;则下列说法正确的是()
A.从磁场区域射出的粒子中,在磁场中运动的最长时间为B.从点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为C.垂直边射出的粒子在点速度方向间的夹角为135°D.从边离开磁场的粒子,离开磁场时距点最近的位置坐标是8、关于电磁波的认识中正确的是()A.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播C.电磁波和机械波一样,不但可以传递能量,还可以传递信息D.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度9、如图所示,置于水平面上的两根金属导轨间距为L,分别与电源正、负极相连,导体棒放在导轨上且与导轨垂直,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导体棒,且与导轨平面夹角为已知回路中电流为I;导体棒始处于静止状态,关于导体棒的受力情况,下列说法正确的是()
A.安培力大小为0B.安培力大小为C.静摩擦力大小为D.静摩擦力大小为10、如图所示,P、Q为一对平行板,板长与板间距离均为d,板间区域内充满匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的粒子(重力不计),以水平初速度从P、Q两板间左侧中央沿垂直磁场方向射入,粒子打到板上,则初速度大小可能为()
A.B.C.D.11、如图所示,A点的离子源沿纸面垂直OQ方向向上射出一束负离子,离子的重力忽略不计。为把这束负离子约束在OP之下的区域,可加垂直纸面的匀强磁场。已知O、A两点间的距离为s,负离子的比荷为速率为v,OP与OQ间的夹角为30°,则所加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向可能是()
A.垂直纸面向里B.垂直纸面向里C.垂直纸面向外D.垂直纸面向外12、如图所示的半径为的半圆内部没有磁场,半圆外部部分空间有垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),比荷为的带电粒子(不计重力)从直线上任意一点以同样的速率垂直于射向圆弧边界,带电粒子进入磁场偏转一次后都能经过直径上的点;下列说法正确的是()
A.磁场方向垂直半圆平面向里B.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为C.半圆外部磁场的最小面积为D.若磁场面积足够大,带电粒子从点沿任意方向以同样的速率射入磁场,粒子一定垂直穿过13、如图,固定倾斜的平行导轨上端连接一个电阻R,金属杆ab垂直放在导轨上,处于静止状态。从时刻开始,加一垂直于斜面向上的磁场,磁感应强度从0开始均匀增大,时杆开始运动。在的这段时间内()
A.金属杆中的感应电流方向从b到aB.金属杆中的感应电流逐渐增大C.金属杆所受安培力不断增大D.金属杆受到的摩擦力不断增大14、下列关于自感现象的说法中,正确的是()A.自感现象是由导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)15、如图所示,长度L=0.4m,电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动。运动速度v=5m/s。线框中接有R=0.4Ω的电阻。整个空间有磁感应强度B=0.1T的匀强磁场,磁场方向垂直于线框平面。其余电阻不计。电路abcd中相当于电源的部分是____;_____相当于电源的正极。导线所受安培力大小F=____,电阻R上消耗的功率P=____。
16、传感器正处于由传统型向新型传感器转型的发展阶段;作为自动控制设备中不可缺少的元件,已经渗透到宇宙开发;环境保护、交通运输、家庭生活等领域。
如图所示为三种电容式传感器图甲是测定位移x的传感器,位移x发生变化时将引起电容C的变化;图乙是测定压力F的传感器,压力F发生变化时将引起电容C的变化;图丙是测定角度的传感器,角度θ发生变化时将引起电容C的变化。其中,图________(选填“甲”或“乙”)所示的传感器是通过改变电容器两极板间的距离而引起电容C变化的。当图丙中的________(选填“增大”或“减小”)时,电容C增大。17、如图所示,一束带负电粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转,则磁场方向向___________,进入磁场后,该粒子的动能_____________(填“增加”;“减少”或“不变”)
18、回旋加速器。
(1)构造:两个D形盒,两D形盒接______流电源,D形盒处于垂直于D形盒的匀强______中;如图。
(2)工作原理:
①电场的特点及作用。
特点:两个D形盒之间的窄缝区域存在______的电场。
作用:带电粒子经过该区域时被______。
②磁场的特点及作用。
特点:D形盒处于与盒面垂直的______磁场中。
作用:带电粒子在洛伦兹力作用下做______运动,从而改变运动______,______圆周后再次进入电场。19、一矩形闭合线圈,长a,宽b,通过电流I,放在均匀磁场中,磁场方向与线圈平面平行,如右图所示,磁感应强度大小为B。则该线圈所受到磁力矩大小为______。
20、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__________.
21、自感系数为100mH,通入变化规律如图所示的电流。从0到2s时间内自感电动势大小是___________V;在4到5s时间内自感电动势大小是___________V。
22、电磁式打点计时器是用来研究物体运动时,记录物体运动的时间,它所用的电源是低压________(填“直流电”或“交流电”),如果打点的时间间隔为则所用电源的频率为_________Hz23、如图甲,理想变压器的原线圈匝数n1=350匝,副线圈匝数n2=70匝,电阻R=20Ω,V是理想交流电压表,原线圈加上如图乙所示的正弦交流电,则电阻R上消耗的电功率为________W,在t=0.01s时,电压表的示数为________V,副线圈上电压峰值为________V。
评卷人得分四、作图题(共4题,共24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4题,共40分)28、小明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继电器线圈用漆包线绕成,其电阻为当线圈中的电流大于等于时;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)由图乙可知,当环境温度为时,热敏电阻阻值为_________
(2)由图乙可知,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”)。
(3)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱_______相连。(均选填“”或“”)。
(4)请计算说明,环境温度在_________范围内时,警铃报警。29、晓宇为了探究一热敏电阻的阻值随温度的变化规律;设计了如图甲所示的电路。实验室提供的实验器材如下:
电源(3V;内阻不计);
电源(6V;内阻不计);
滑动变阻器(0~5Ω);
滑动变阻器(0~200Ω);
电压表(量程为6V;内阻约为3kΩ);
电流表(量程为150mA;内阻约为50Ω);
热敏电阻
开关S及导线若干。
(1)若已知该热敏电阻在30~80℃时的阻值大小约在38~55Ω之间,则在此温度区间做实验,电源应选__________(填“”或“”),滑动变阻器选__________(填“”或“”);
(2)若通过探究,该热敏电阻的阻值随温度的变化规律为其中t为温度,单位为℃。某次实验时,电流表、电压表的示数分别如图乙、丙所示,则电流表的示数为__________mA,电压表的示数为__________V,此时热敏电阻所在处的温度约为__________℃。(结果均保留三位有效数字)
30、图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置;所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。
(1)将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向。___________
(2)对实验结果进行分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向___________(填“相同”或“相反”);接上面的(1),将条形磁铁从螺线管中抽出时,电流表的指针向___________(填“左”或“右”)偏转。
(3)通过变换磁极、改变螺线管线圈绕行方向,多次实验后总结出如下结论:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的___________(选填“增加”或“减少”或“变化”)。
(4)为了验证规律是否具有普遍性,如图3所示将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B.前述电流表及开关进行连接。其中A线圈绕法如图4所示,B线圈绕法如图5所示。开关闭合,先将线圈A放在线圈B中,按照先理论分析再实验检验的方法进行研究。下列四个选项中能够实现的是___________。
A.断开开关的瞬间;电流表指针将向左偏转。
B.将线圈A从线圈B中拔出时;电流表指针将向右偏转。
C.当滑动变阻器的滑片向左加速滑动时;电流表指针将向右偏转。
D.当滑动变阻器的滑片向左匀速滑动时;电流表指针不发生偏转。
31、某同学了解到,给大货车“称重”利用了压阻应变片元件,当改变对压阻应变片压力时,其阻值发生变化,这种效应称为“压阻效应”。现用如图(a)所示的电路研究某压阻应变片的压阻效应,己知的阻值变化范围为几欧姆到几十欧姆,所用电源的电动势内阻忽略不计。除图(a)中的器材外,实验室还提供了如下器材可供选择:
A.电压表V(量程为内阻约为)
B.电流表(量程为内阻)
(1)为尽量减少测量误差,图(a)中的未知电表M选择电流表而不选择电压表V,请说明理由:______。
(2)图(a)中的未知电表M选择电流表给电阻加上一定的压力后,闭合开关S,调节滑动变阻器记下电流表和电流表的读数分别为和可得______(用题目中给定的字母符号表示)。
(3)该同学用提供的器材设计了如图(b)所示电路,想把电流表改成简单压力表,即直接在电流表盘上对应电流位置处标上压力大小,若与压力F的函数关系为(单位均取国际单位);回答下列问题:
①该同学通过调节图(b)中的滑动变阻器当电流表的读数为时,在此刻度处标上则此时滑动变阻器的阻值为______(计算结果保留两位有效数字),之后保持阻值不变,在电流表表盘上对应电流位置处标上压力F的刻度,则该压力表盘的刻度线______(选填“均匀”或“不均匀”);
②根据上述压力表的标定方法,此压力表能测得的压力最大值为______N(计算结果保留两位有效数字)。评卷人得分六、解答题(共4题,共24分)32、t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示。其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为L0。整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间,xy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴。bc=LB、ab=L,LB略大于L0,总电阻为R;线框始终保持静止。求:
(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
(2)线框所受安培力的大小和方向。
33、如图所示,电阻不计的平行光滑金属导轨的倾角30,间距d0.4m,定值电阻R0.8。在导轨平面上有一长为L2.6m的匀强磁场区域,磁场方向垂直导轨平面,磁感应强度B=1T。一根与导轨垂直放置的导体棒以初速度v0=2m/s从上边沿进入磁场,最后以某一速度离开磁场。导体棒的质量m0.2kg,电阻不计,g取10m/s2。
(1)求导体棒刚进入磁场时加速度的大小;
(2)求题述过程中通过电阻R的电荷量;
(3)若定值电阻R在此过程中产生的热量为0.5J,求导体棒离开磁场时的速度大小。
34、如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场。磁感应强度大小一质量电荷量的粒子(重力不计),从点沿纸面以方向与轴负方向夹角大小不同的速度射入磁场,已知
(1)若粒子垂直x轴飞出;求粒子在磁场中飞行时间;
(2)若粒子不能进入x轴上方;求粒子速度大小满足的条件。
35、宇宙射线为来自太阳系以外的高能量粒子,其中大约89%的成份是单纯的质子。质子的电荷量为q,质量为m。携带粒子探测器的人造卫星可以直接探测以下的宇宙射线,以避免大气层吸收宇宙射线。以上的宇宙射线,必须使用地面上的多个带电粒子探测器进行间接测量,分析原始宇宙射线与大气的作用来反推原始宇宙射线的性质。如图所示,有一束宇宙射线从距地面处S点射向赤道。假设在赤道上空的地磁场为匀强磁场,磁感应强度为B,方向与赤道平面垂直,地球磁层边界距地面约为已知地球半径为R;不考虑相对论效应及地球公转带来的影响。
(1)求质子的速度在什么范围内地面探测器将接收不到质子?
(2)若质子流的速度大小均为这一速度的质子流从进入磁场到到达地面的最长时间为多少?
(3)若速度为的质子,自A点进入地磁场时,恰好到达地面,已知其中O为地心,则的质子到达地球表面的弧长是多少?(可能用到的三角函数近似值)
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【分析】
【详解】
通电长直导线中电流方向相同,受到的安培力大小为F1相互吸引,a、b单独在匀强磁场中受到的安培力方向相反、大小相同,设为F,又F2<F1;则。
F2=F1-F此时b受到的磁场力为。
Fb=F1+F联立解得。
Fb=2F1-F2故选D。2、D【分析】【分析】
【详解】
A.若固定ab,使cd向右滑动;由右手定则知应产生顺时针方向的电流,故A错误;
B.若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变;磁通量不变,不产生感应电流,故B错误;
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的电流;故C错误;
D.若ab、cd都向右运动,且vcd>vab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流;故D正确。
故选D。3、C【分析】【详解】
A.线圈中电流为左侧流入;磁场方向为向右,在闭合开关的过程中,磁场变强,则由楞次定律可知,感应电流由左侧看为逆时针,由右侧看为顺时针,故A错误;
B.由于铜环的电阻较小;故铜环中感应电流较大;故铜环受到的安培力要大于铝环,故B错误;
C.若环放在线圈右方;根据“来拒去留”可得,环将向右运动;故C正确;
D.电池正负极调换后;金属环受力向左,故仍将向左弹出;故D错误;
故选C。4、A【分析】【详解】
ABD.由能量守恒定律可知,ef棒具有的动能将全部转化为内能;无摩擦时,将全部转化为电热(即克服安培力做的功);有摩擦时,将一部分转化为电热,另一部分用于克服摩擦力做功,选项A正确。电流通过整个回路所做的功等于克服安培力做的功,也等于产生的电热,B;D错误。
C.由动量定理可知;合力的冲量等于物体动量的变化量,由于两次动量变化相同,则合力的冲量相等,无摩擦时安培力的冲量较大,C错误。
故选A。5、A【分析】【详解】
A.磁电式仪表;把线圈绕在铝框骨架上,目的是起到电磁阻尼的作用,使指针能快速稳定下来,故A正确;
B.真空冶炼炉能在真空环境下;使炉内的金属产生涡流,从而熔化金属,故B错误;
C.当蹄形磁体顺时针转动时;铝框产生的感应电流将阻碍蹄形磁体顺时针转动,给蹄形磁体逆时针方向的力,则铝框受到顺时针方向的力,铝框将朝相同方向转动,故C错误;
D.金属探测器通过使用变化电流的长柄线圈来探测地下是否有金属;故D错误。
故选A。二、多选题(共9题,共18分)6、B:D【分析】【详解】
A.粒子的轨迹如图所示:
带电粒子在电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速运动,竖直方向做匀速运动,由题得知,出电场时vx=vy=v0
根据y=vyt=v0t
得y=2x=2d
出电场时与y轴交点坐标为(0,2d),则设粒子在磁场中运动的半径为R,则有
而β=135°,解得
粒子在磁场中运动的速度为根据解得
故A错误;
B.根据
联立解得
故B正确;
C.在第一象限运动时间为
在第四象限运动时间为
所以自进入磁场至在磁场中第二次经过x轴所用时间为得到总时间
故D正确;C错误。
故选BD。7、A:D【分析】【分析】
【详解】
B.根据
得
如图所示。
根据几何关系可知从点射出的粒子运动轨迹所对圆心角为60°,设从点射出的粒子运动轨迹所对圆心角为则有
根据数学知识可知
粒子比荷相同;则运动周期相同,运动时间之比等于运动轨迹所对圆心角之比,选项B错误;
A.根据等圆中弦长与圆心角的关系分析可知,从点离开磁场的粒子在磁场中运动时间最长,运动周期
则
选项A正确;
D.沿轴正方向射入的粒子,从边离开磁场时距最近,半径
则粒子垂直射出,射出点A的坐标设为则
则离最近的点的坐标为选项D正确;
C.垂直射出的粒子,根据几何知识知运动轨迹所对圆心角为30°,则该粒子从点射入时速度方向与的夹角为30°,则垂直边射出的粒子在点速度方向间的夹角为120°;选项C错误;
故选AD。8、C:D【分析】【分析】
【详解】
A.麦克斯韦提出了电磁波理论;是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.电磁波可以在真空中传播;而机械波的传播需要介质,B错误;
C.电磁波和机械波一样;不但可以传递能量,还可以传递信息,C正确;
D.当波源和接收者间发生相对运动时;会导致接收到的频率发生变化,并且这个变化量与相对运动速度有关,故根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度,D正确。
故选CD。9、B:D【分析】【详解】
AB.因为B与IL的关系为始终垂直,故安培力为
A错误;B正确;
CD.导体棒受力如下图所示。
因B与水平方向夹角为而根据左手定则B与垂直,由几何关系易知与竖直方向夹角为可得
C错误;D正确。
故选BD。10、B:C【分析】【详解】
若粒子恰好打到板左端,由几何关系可得
由洛伦兹力作为向心力关系可得
可解得
若粒子恰好打到板右端,由几何关系可得
解得
由洛伦兹力作为向心力关系可得
可解得
粒子打到板上,则初速度v大小范围是
故选BC。11、B:D【分析】【详解】
AB.当所加匀强磁场方向垂盲纸面向里时,由左手定则知:负离子向右偏转。约束在OP之下的区域的临界条件是离子运动轨迹与OP相切。如图(大圆弧)
由几何知识知
而
所以
所以当离子轨迹的半径小于s时满足约束条件。由牛顿第二定律及洛伦兹力公式列出
所以得
故A错误;B正确;
CD.当所加匀强磁场方向垂直纸面向外时,由左手定则知:负离子向左偏转。约束在OP之下的区域的临界条件是离子运动轨迹与OP相切。如图(小圆弧)
由几何知识知道相切圆的半径为所以当离子轨迹的半径小于时满足约束条件。
由牛顿第二定律及洛伦兹力公式列出
所以得
故C错误;D正确。
故选BD。12、B:C【分析】【分析】
【详解】
运动轨迹如图。
A.因为粒子不能确定带何种电荷;所以磁场方向无法确定。A错误;
B.根据几何关系得四边形OACD为菱形,所以带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为B正确;
C.磁场范围如图中蓝色虚线与黑色半圆所围范围。
根据几何关系,图中红色虚线是轨迹圆的圆心轨迹,则磁场面积为以半径为2的半圆面积;即。
C正确;
D.带电粒子从点与左侧边界以任意小于90°方向入射;根据对称性,可知粒子回到边界时与边界不垂直。D错误。
故选BC。13、A:C【分析】【详解】
A.由于磁感应强度增大,金属杆ab受到的安培力方向沿倾斜导轨向上,由左手定则可知金属杆中的感应电流方向从b到a。故A正确;
B.由于磁感应强度均匀增大;所以金属杆中的感应电流恒定。故B错误;
C.由于磁感应强度不断增大;金属杆中的感应电流恒定,所以金属杆所受安培力不断增大。故C正确;
D.由于一开始金属杆静止;所以金属杆一开始受到沿倾斜导轨向上的摩擦力,在施加垂直于斜面向上的磁场之后,受到方向沿倾斜导轨向上的安培力,摩擦力开始减小。在摩擦力减小为零之后,由于安培力继续增大,金属杆产生沿倾斜导轨向上的运动趋势,摩擦力方向变为向下,大小不断增大。所以金属杆受到的摩擦力先减小再增大。故D错误。
故选AC。14、A:C:D【分析】【详解】
A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。故A正确;
B.线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化;可能与原电流方向相同,也可能与原电流方向相反。故B错误;
C.据法拉第电磁感应定律;线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关。故C正确;
D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大。故D正确。
故选ACD。三、填空题(共9题,共18分)15、略
【分析】【分析】
本题考查电磁感应定律的应用。
【详解】
[1]导体ab切割磁感线;在电路中充当电源。
[2]根据法拉第右手定则,电流方向由b向a。电源内部电流由负极流向正极;故a端相当于电源的正极。
[3]安培力
[4]电阻R上消耗的功率【解析】aba端0.016N0.064W16、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]题图甲所示的传感器是通过改变电介质板进入电容器两极板间的长度而引起电容C变化的,题图乙所示的传感器是通过改变电容器两极板间的距离而引起电容C变化的。
[2]当题图丙中的减小时,电容器两极板间正对面积S增大,根据可知C增大。【解析】①.乙②.减小17、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]由左手定则可知;磁场方向垂直纸面向里;
[2]由于洛伦兹力不做功,则粒子的动能不变。【解析】里不变18、略
【解析】①.交②.磁场③.周期性变化④.加速⑤.匀强⑥.匀速圆周⑦.方向⑧.半个19、略
【分析】【详解】
线圈上下两边与磁场平行,不受安培力作用,左右两边与磁场垂直,受到安培力大小均为
则该线圈所受到磁力矩大小
解得【解析】abIB20、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】21、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]根据自感电动势的表达式
可知,0到2s时间内自感电动势大小是
[2]在4到5s时间内自感电动势大小是【解析】①.0.20②.0.4022、略
【分析】【分析】
【详解】
解:[1]电磁式打点计时器它所用的电源是低压交流电。
[2]如果打点的时间间隔为就是打点周期T=由周期和频率的关系可知,则所用电源的频率为Hz【解析】交流电23、略
【分析】【详解】
[1]理想变压器的原线圈的输入电压为
根据电压与匝数的关系可得
所以电阻R上消耗的电功率为
[2]电压表的示数为
[3]副线圈电压的峰值为【解析】0.84四、作图题(共4题,共24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4题,共40分)28、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知,当环境温度为时;热敏电阻阻值为70Ω。
(2)[2]分析图乙图像发现:温度升高时;热敏电阻阻值减小。
[3]根据欧姆定律;热敏电阻阻值减小,电路中电流就会增大,电磁铁的磁性就会增大。
(3)[4]因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,所以,警铃的接线柱C应与接线柱B连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
(4)[5]当线圈中的电流I=50mA=0.05A时;继电器的衔铁将被吸合,警铃报警控制电路的总电阻。
热敏电阻。
由图乙可知,此时所以,当温度时,警铃报警。【解析】70减小增大B29、略
【分析】【详解】
(1)[1][2]为了探究30~80℃时的变化规律。扩大电路调节范围。滑动变阻器选用由于电压表的量程为6V,为了减小实验误差,电源应选择
(2)[3]因为电流表的最小刻度为5mA。故读数时只需要精确到1mA。所以电流表的读数为115mA。
[4]电压表的最小刻度为0.1V。故读数时要估读到0.01V;所以电压表的读数为5.00V。
[5]热敏电阻的阻值约为
则代入
得【解析】1155.0064.630、略
【分析】【详解】
(1)[1]如图。
(2)[2]当穿过螺线管的磁通量增加时;根据产生的电流方向,由右手定则可判断出产生的感应电流的磁场与原磁场方向相反。
[3]将条形磁铁从螺线管中抽出时;穿过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁通量应与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减小,根据安培定则可判断,电流表的指针向左偏转。
(3)[4]通过变换磁极;改变螺线管线圈绕行方向;多次实验后总结出如下结论:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(4)[5]由图3可以知道,A线圈中电流的方向由a流向b;由图4,根据安培定则可以知道,A线圈中磁场的方向向上。
A.断开开关的瞬间,A线圈中的磁通量减小,B线圈中的磁通量也减小,根据楞次定律可以知道,B线圈中电流的方向由d流向c;电流从左接线柱流入电流表,电流表指针将向左偏转,故A正确;
B.将线圈A从线圈
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