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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A新版选择性必修2物理下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7题,共14分)1、“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2、空间有一圆柱形匀强磁场区域,O点为圆心。磁场方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从A点沿图示箭头方向以速率射入磁场,=30°,粒子在纸面内运动,经过时间离开磁场时速度方向与半径垂直。不计粒子重力。若粒子速率变为其它条件不变。粒子在圆柱形磁场中运动的时间为()
A.B.C.D.23、在如图所示的空间里,存在沿y轴负方向、大小为的匀强磁场。有一质量为m、电量为q的带正电的粒子(重力不计),以初速度v0从O点沿x轴负方向运动,同时在空间加上平行于y轴的匀强交变电场,电场强度E随时间的变化如图所示(以沿y轴正向为E的正方向),则下列说法不正确的是()
A.t=2T时粒子所在位置的x坐标值为0B.t=T时粒子所在位置的z坐标值为C.粒子在运动过程中速度的最大值为2v0D.在0到2T时间内粒子运动的平均速度为4、如图所示;水平绝缘粗糙桌面上有一个铝环,其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。竖直向上或者水平移动条形磁铁时,铝环始终未动,下列说法正确的是()
A.竖直向上移动条形磁铁,铝环对桌面的压力增大B.竖直向上移动条形磁铁,从上往下看,铝环中感应电流的方向沿顺时针方向C.向右平移条形磁铁,铝环受到的摩擦力的方向向左D.向左和向右平移条形磁铁,铝环中感应电流的方向相反5、如图,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时,线圈产生的感应电流I,线圈所受安培力的合力为F,则I和F的方向为()
A.I顺时针,F向左B.I顺时针,F向右C.I逆时针,F向左D.I逆时针,F向右6、如图所示,足够长的固定光滑斜面的倾角虚线MN下方存在垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=2t(T),MN边界上无磁场。时刻将一正方形金属线框从其下边ab与MN平齐(1位置)处由静止释放,时线框的cd边刚到达MN边界(2位置)且恰好做匀速运动。已知线框质量边长电阻重力加速度g取则()
A.从1位置到2位置的过程中,c点电势高于d点电势B.线框在2位置处的速度大小为2.4m/sC.线框完全进入磁场后,回路中仍有感应电流,线框的机械能转化为焦耳热D.线框完全进入磁场后,做加速度为的匀加速直线运动7、如图所示一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω;则当线圈转至图示位置时()
A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.穿过线圈的磁通量最大C.线圈中的感应电流为D.穿过线圈磁通量的变化率为0评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)8、如图,虚线MN的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,两电荷量相同的粒子P、Q从磁场边界的M点先后射入磁场,在纸面内运动。射入磁场时,P的速度垂直于磁场边界,Q的速度与磁场边界的夹角为45°。已知两粒子均从N点射出磁场;且在磁场中运动的时间相同,则()
A.P和Q的质量之比为1:2B.P和Q的质量之比为C.P和Q速度大小之比为D.P和Q速度大小之比为2:19、如图;用理想变压器给电灯L供电,如果只增加副线圈匝数,其他条件不变,则()
A.电灯L亮度减小B.电流表示数增大C.电压表示数不变D.变压器输入功率增大10、如图所示,间距为L,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左右两端均有一阻值为R的电阻相连,导轨上横跨一根长为L、质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好,整个装置处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中,现给金属棒一初速度v0向右运动;则直到金属棒停止的过程中有()
A.金属棒在导轨上做匀减速运动B.金属棒开始运动的时候,金属棒两端的电压为BLv0C.整个过程中金属棒克服安培力做功为D.整个过程中金属棒上产生的焦耳热为11、如图所示;一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态,电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态,中点与导线的连线(虚线)正好沿竖直方向,下列说法正确的是( )
A.放上磁铁后,地面对导线产生摩擦力B.放上磁铁后,地面对导线的支持力仍然等于重力C.若把磁铁沿竖直方向向上移动,地面对导线的支持力越来越小D.若把磁铁水平向右移动一小段距离,导线仍处于静止状态,则地面对导线的摩擦力向右12、如图所示,电阻不计的光滑金属导轨MN、PQ水平放置,间距为d,两侧接有电阻阻值均为R,右侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、长度也为d的金属杆置于左侧,在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,经时间t到达时撤去恒力F,金属杆在到达NQ之前减速为零。已知金属杆电阻也为R;与导轨始终保持垂直且接触良好,下列说法正确的是()
A.杆刚进入磁场时速度大小为B.杆刚进入磁场时电阻两端的电势差大小为C.整个过程中,流过金属杆的电荷量为D.整个过程中,电阻上产生的焦耳热为13、昆明石龙坝水电站是中国第一座水电站;距离昆明30km,最初装机容量为480kW,如图所示为电站向昆明某片区供电的示意图,若忽略发电机内阻,变压器为理想变压器,在装机容量内,用户功率增大,下列说法正确的是()
A.输电电压增大B.输电效率增大C.发电厂的输出功率增大D.输电线路损失功率增大14、光滑绝缘平台处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。质量为m的矩形金属框右端开口,放在平台上。其边长为l,只有边有电阻且为R,足够长。质量也为m的薄金属片置于金属框上,与金属框间的动摩擦因数为接入金属框间的电阻也为R。现锁定(不能左、右运动),用小锤给金属框一瞬时水平向右的冲量I,发现金属框能平移的距离为x。则在这一过程中()
A.中的感应电流方向由N到MB.通过的电荷量为C.中产生的焦耳热为D.金属框运动的时间为15、如图所示,两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内,导轨光滑,电阻不计,上面横放着两根导体棒ab和cd构成矩形回路.导体棒ab和cd的质量之比为m1:m2=2:1,电阻相同,匀强磁场垂直导轨平面向上,开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0,最后两棒ab和cd达到稳定后的速度分别为v1、v2;下列说法正确的是()
A.对m1、m2组成的系统,动量守恒,则稳定后的速度之比v1:v2=1:2B.两棒从开始至达到稳定状态的过程中,产生的总热量等于系统动能的减少C.同一时间段,通过两棒的电量不一定始终相同D.棒ab产生的热量不等于棒ab动能的减少评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)16、交流发电机的线圈在磁场中转动时,转轴与磁场方向_________,用_________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。17、机器人技术是在__________、__________、__________、__________与__________等多种门类的科学技术基础上发展起来的综合性技术。18、简单机器人(如有视觉机器人)的模块有_________、_________、________,它们的功能分别如人的__________、__________、__________。19、按照波长从长到短依次排列为无线电波、_____、可见光、_____、X射线、γ射线,不同的电磁波由于具有不同的_____具有不同的特性。20、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:__________________
21、如图所示,当交流电源的电压有效值是220V,频率为50Hz时,三盏电灯的亮度相同,当电源电压不变只将交流电源的频率改为100Hz时,则各灯亮度变化情况为a灯____,b灯____,c灯____。(均选填“变亮”“变暗”或“不变”)
22、如图甲所示,一个固定的矩形线圈abcd的匝数n=500,线圈面积S=100cm2,线圈的总电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中的感应电流为___________A,流过R的电流方向为___________(选填“向上”或“向下”)
23、金属热电阻和热敏电阻。
(1)金属热电阻:金属的电阻率随温度的_____而增大,利用这一特性,金属丝可以制作_____传感器;称为热电阻。
(2)热敏电阻:用_____材料制成,氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____。24、如图为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的电流随时间变化的图像。由图像可知:电流的最大值为____A;有效值为____A;交流电的周期为____s;线圈转动角速度为____rad/s;电流强度的瞬时值表达式为i=____A。
评卷人得分四、作图题(共4题,共40分)25、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。
26、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。
27、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。
28、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2题,共12分)29、如图甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图,并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙所示)。已知电源电动势内阻不计,灯泡的阻值为电阻R的阻值为
(1)线圈的直流电阻为________Ω。
(2)断开开关前,通过灯泡的电流大小为________,断开开关后,通过灯泡的电流的最大值为________,开关断开前后比较,通过灯泡的电流的方向________(填“相同”或者“相反”)。
(3)开关断开时,该同学观察到的现象为:_______________。30、物体的带电量是一个不易测得的物理量;某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量.如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:
(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹_,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0.
(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ0不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是()
A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零。
B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值。
C.纸带上的点迹间距逐渐增加;且相邻两点间的距离之差不变。
D.纸带上的点迹间距逐渐增加;且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变。
(3)为了测定物体所带电量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有()
A.物块A的质量M
B.物块B的质量m
C.物块A与木板间的动摩擦因数μ
D.两物块最终的速度v
(4)用重力加速度g,磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为______.评卷人得分六、解答题(共4题,共8分)31、如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨固定在倾角37°的绝缘斜面上,底部接有一阻值的定值电阻,轨道上端开口,间距整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量的金属棒置于导轨上,通过细线(细线与导轨平行)经定滑轮与质量为的小物块相连。金属棒在导轨间的电阻导轨电阻不计。金属棒由静止释放到匀速运动前,电阻产生的焦耳热量总共为金属棒与导轨接触良好,不计空气阻力,求:
(1)金属棒匀速运动时的速度大小;
(2)金属棒沿导轨运动过程中;电阻上的最大电功率;
(3)从金属棒开始运动至达到最大速度过程中,流过电阻的总电荷量
32、如图所示,交流发电机线圈abcd的面积为S=0.05线圈匝数n=100,在磁感应强度为的匀强磁场中,以的角速度匀速转动,电阻的阻值均为50Ω;线圈的内阻忽略不计,若从图示位置开始计时.
(1)推导线圈中电动势最大值的表达式并求出其值;
(2)写出线圈中电动势瞬时值的表达式
(3)分别计算电压表的示数U、电流表的示数I和电阻上消耗的电功率各为多大?33、如图所示,真空中有两间距为L、足够长的正对金属板A、B,A板的附近的电子源S能向纸面内各个方向持续释放最大速度为v0的电子。已知电子质量为m,电荷量为-e;不计电子重力,电子打到极板后即被吸收导走。
(1)若A板接正极、B板接负极,且电路中恰好无电流,A、B板间的电势差U1为多大?
(2)在第(1)问情况下,若两极板间加垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场;此时B板上有电子到达的区域的长度为多大?能到达B板的电子的速度应满足什么条件?
(3)在第(1)问情况下,若A板接正极、B板接负极,且电子打到B板的范围与(2)题中的相同,A、B板间的电势差U2为多大?
(4)若A板接负极、B板接正极、两极板电压U3=同时加(2)题中的匀强磁场S发出的速度为v0;方向垂直于极板的电子能否到达B极板?若能;求出到达B极板的位置;若不能,求出电子离A的最远距离。
34、如图所示,两块平行金属板水平放置,板间存在相互垂直的匀强电场与匀强磁场。电子以初速度从两极板正中央,沿垂直于电场、磁场的方向射入,无偏转地通过两极板间。已知板长为两极板间距为两极板间电势差为电子的质量为电荷量为不计重力。
(1)求电子在两极板间的运动时间;
(2)求磁感应强度的大小;
(3)若撤去磁场;其他条件不变,电子仍能从两极板间射出,求电子在电场中运动过程的动能增量。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、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。2、C【分析】【详解】
粒子在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力可得
解得
则周期
粒子在纸面内运动,经过时间t离开磁场时速度方向与半径OA垂直;作出粒子运动轨迹如下图所示。
由几何关系可得
所以粒子以速率v运动的时间为
当粒子速率变为此时粒子运动半径为
周期
作出此时粒子运动的轨迹图如下图所示。
根据几何知识可知旋转的角度
则粒子以速率运动的时间为
所以
故ABD错误;C正确。
故选C。3、C【分析】【详解】
对粒子受力分析可知,粒子受到垂直于y轴的洛伦兹力和平行于y轴的电场力作用,所以粒子在垂直于y轴方向上做圆周运动,平行于y轴方向上做匀加速直线运动和匀减速直线运动。在垂直于y轴方向上有
解得
粒子做圆周运动的周期为
A.当t=2T时,粒子运动四周,回到了x坐标值为0处,故粒子所在位置的x坐标值为0;故A正确,不符合题意;
B.当t=T时,粒子运动一周半,z坐标值为2r,即故B正确,不符合题意;
C.粒子在平行于y轴方向上有
解得
在0~0.5T和0.5T~T内,电场力方向相反,粒子先加速再减速,在t=0.5T时,沿y轴正向速度达到最大,为
此时,粒子在运动过程中速度最大,最大值为
故C错误;符合题意;
D.在0到2T时间内粒子在垂直于y轴方向转了四周,回到了x=0,z=0处的位置,故只需要考虑y轴方向的位移,粒子位移为
则粒子运动的平均速度为
故D正确;不符合题意。
故选C。4、C【分析】【分析】
【详解】
AB.竖直向上移动条形磁铁时;铝环内的磁通量减少,由楞次定律可以判定铝环中感应电流的方向沿逆时针方向(从上往下看);由左手定则可以判定,圆环中的感应电流在条形磁铁的磁场中受到了向上的安培力,所以铝环对桌面的压力减小了,故A;B错误;
C.向右平移条形磁铁;铝环内的磁通量减少,由楞次定律可以判定铝环中感应电流的方向沿逆时针方向(从上往下看);铝环则受到了向右的安培力,所以将受到桌面向左的摩擦力,故C正确;
D.向左和向右平移条形磁铁时;铝环内的磁通量都将减少,由楞次定律可以判定铝环中感应电流的方向沿逆时针方向(从上往下看),即铝环中感应电流的方向相同,故D错误。
故选C。5、B【分析】【详解】
金属线框abcd放在导线MN上,导线中电流产生磁场,根据安培定则判断可知,线框abcd左右两侧磁场方向相反,线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量,磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时,穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化,则线框abcd感应电流方向为顺时针;再由左手定则可知;左边受到的安培力水平向右,而右边的安培力方向也水平向右,故安培力的合力向右。
A.I顺时针,F向左;与结论不相符,选项A错误;
B.I顺时针,F向右;与结论相符,选项B正确;
C.I逆时针,F向左;与结论不相符,选项C错误;
D.I逆时针,F向右;与结论不相符,选项D错误;
故选B。6、D【分析】【详解】
A.线框从1位置到2位置的过程中,ab边切割磁感线,ab边为等效电源,根据右手定则可知,回路中有adcb方向的感应电流,因此,a端为等效电源的正极,此为动生;同时磁场在增强,也有感生电动势,据增反减同可判断,电流也为顺时针,与动生电流同向,可知c点电势低于d点电势,A错误;或者,线框从1位置到2位置的过程,在磁场中面积增大,提示磁场也增强,据增反减同可判断,电流为顺时针,可知c点电势低于d点电势,A错误;
B.时刻,线框在2位置恰好匀速运动,设速度大小为v,则感应电动势为(动生和感生电动势方向相同,总电动势等于二者相加)
其中
感应电流
对线框进行受力分析有
解得
B错误;
CD.线框完全进入磁场后,回路中磁感应强度B随时间还在增大,回路中磁通量还在增大,有感应电流,会产生焦耳热。因ab和cd所受电场力等大反向,线框所受安培力合力为0,线框以
的加速度做匀加速直线运动。因只有重力对线框做功,所以线框机械能守恒。外加磁场的磁场能转化为线框的焦耳热;C错误,D正确。
故选D。7、C【分析】【详解】
A.图示时刻,ad速度方向向里,bc速度方向向外,根据右手定则判断出ad中感应电流方向为bc中电流方向为线圈中感应电流的方向为故A错误;
BD.图示时刻,穿过线圈磁通量为0,ad、bc两边垂直切割磁感线;由法拉第电磁感应定律分析得知,磁通量的变化率最大,故BD错误;
C.图示时刻,线圈中的感应电动势为
线圈中的感应电流为
故C项正确。
故选C。二、多选题(共8题,共16分)8、A:C【分析】【详解】
设MN=2R,则对粒子P的半径为R,有:;对粒子Q的半径为,有:;又两粒子的运动时间相同,则,,即,解得,,故AC正确,BD错误。9、B:D【分析】【分析】
【详解】
AC.根据。
输入电压U1不变,只增加副线圈匝数,使输出电压U2增大;因此电压表示数增大,加在灯两端的电压升高,从而灯的亮度增大,A;C错误;
BD.由于变压器是理想变压器;本身不消耗能量,输出功率增大,因此输入功率也增大,而输入电压保持不变,因此输入电流增大,电流表示数增大,B;D正确。
故选BD。10、C:D【分析】【详解】
A.金属棒在整个运动过程中;受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力,这两个力合力为零,还受到水平向左的安培力,金属棒受到的合力等于安培力,随着速度减小,安培力减小,加速度减小,故金属棒做加速度逐渐减小的变减速运动,故A错误;
B.棒刚开始运动时的电势为BLv0,两端电压为路端电压为故B错误;
C.整个过程中由动能定理可得-W安=0-
则金属棒克服安培力做功为W安=
故C正确;
D.整个回路产生的总焦耳热为Q=W安=
金属棒上生的焦耳热为Q棒=
故D正确;
故选CD。11、C:D【分析】【详解】
AB.放上磁铁后;如图所示导线所受安培力竖直向下,所以地面对导线没有摩擦力,地面对导线的支持力大于重力,故AB错误;
C.若把磁铁沿竖直方向向上移动;安培力的方向不变,还是竖直向下,但磁感应强度变小了,则安培力变小了,所以地面对导线的支持力越来越小,故C正确;
D.若把磁铁水平向右移动一小段距离;导线所受安培力的方向向左下方倾斜,导线仍处于静止状态,则地面对导线的摩擦力向右,故D正确。
故选CD。12、B:C【分析】【详解】
A.杆刚进入磁场之前的加速度大小为
则进入磁场时速度大小为
选项A错误;
B.杆刚进入磁场时产生的感应电动势为
则电阻R1两端的电势差大小为
选项B正确;
C.金属棒进入磁场后,由动量定理
即
因为
解得
选项C正确;
D.整个过程中,产生的总焦耳热为
则电阻R1上产生的焦耳热为
选项D错误。
故选C。13、C:D【分析】【详解】
A.发电机的输出电压不变;升压变压器的匝数比不变,输电电压就不变。A错误;
B.若输电电流为I,输电电压为U,输电功率为PP=UI
输电损失的功率为
因为用户功率增大;输电电流增大,所以输电效率减小,B错误;
C.根据P=UI
输电电流增大;发电厂的输出功率增加,C正确;
D.根据
输电电流增大;输电线损失的功率增大,D正确。
故选CD。14、B:D【分析】【详解】
A.由右手定则可知,中的感应电流方向由M到N;A错误;
B.由法拉第电磁感应知,整个过程电动势为
平均电流为
产生的感应电荷量为
B正确;
C.给金属框一瞬时水平向右的冲量I,由动量定理得
由能量守恒定理得
联立得系统产生的总焦耳热为
中产生的焦耳热为
C错误;
D.设金属框运动的时间为对金属框,由动量定理得
联立上式可得
D正确;
故选BD。15、B:D【分析】【分析】
【详解】
A.分析两棒的运动情况:开始阶段ab棒受向左的安培力做减速运动,cd棒做向右的安培力做加速运动,系统所受的合外力为零,则动量守恒,最终两棒以相同的速度做匀速运动,稳定后的速度之比v1:v2=1:1;A错误;
B.两棒从开始至达到稳定状态的过程中;回路中由于电磁感应产生热量,根据能量守恒定律可知,系统产生的总热量等于系统动能的减少,B正确;
C.根据通过两棒的电流时刻相等,则同一时间段,通过两棒的电量一定相同,C错误;
D.ab棒减少的动能转化为系统的内能和cd棒的动能;D正确。
故选BD。三、填空题(共9题,共18分)16、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】垂直右手17、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2][3][4][5]机器人技术是在自动控制、电子计算机、人工智能、传感技术与新材料等多种门类的科学技术基础上发展起来的综合性技术。【解析】①.自动控制②.电子计算机③.人工智能④.传感技术⑤.新材料18、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2][3][4][5][6]简单机器人(如有视觉机器人)的模块有传感器、控制器、执行器,它们的功能分别如人的眼睛、头脑、手脚。【解析】①.传感器②.控制器③.执行器④.眼睛⑤.头脑⑥.手脚19、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.红外线②.紫外线③.波长(频率)20、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21、略
【分析】【详解】
[1][2][3]频率变大,电容器容抗减小,又电压不变,故a灯变亮;频率变大,电感线圈的电感变大,又电压不变,故b灯变暗;频率的变化对电阻R无影响,故c灯亮度不变。【解析】变亮变暗不变22、略
【分析】【详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律有
再根据闭合电路欧姆定律有
[2]根据楞次定律可判断流过R的电流方向为向上。【解析】向上23、略
【分析】【详解】
(1)[1][2]金属的电阻率随温度的升高而增大;利用这一特性,金属丝可以制作温度传感器,称为热电阻。
(2)[3][4]热敏电阻用半导体材料制成,氧化锰制成的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。【解析】升高温度半导体减小24、略
【分析】【分析】
本题考查根据交流电的图像分析交流电的相关物理量。
【详解】
如图所示,交流电解析式为
[1]电流最大值为5A;
[2]电流有效值为
[3]交流电周期为0.10s;
[4]线圈转动角速度为rad/s;
[5]瞬时值表达式为【解析】50.1四、作图题(共4题,共40分)25、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】26、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】27、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】28、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2题,共12分)29、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]由图乙可知,断开开关前,通过线圈L的电流为I=1.5A,根据欧姆定律可得
代入数据,解得
(2)[2]断开开关前,通过灯泡的电流大小为
[3]断开开关后;通过灯泡的电流的最大值为线圈中原来的电流,即1.5A;
[4]开关断开时,由于线圈L产生自感电流,自感电流方向与线圈L中原来电流方向相同,线圈L、电阻R与灯泡形成回路;则通过灯泡的电流与开关断开前比较,通过灯泡的电流的方向相反。
(3)[5]开关断开时,由于线圈的自感,产生的自感电流最大值大于灯泡原来的电流,故该同学观察到的现象为灯泡闪亮,然后逐渐熄灭。【解析】①.4Ω②.0.9A③.1.5A④.相反⑤.灯泡闪亮,然后逐渐熄灭30、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)此实验平衡摩擦力后;确定滑块做匀速直线运动的依据是,看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.
(2)设A的质量为M,B的质量为m,没有磁场时,对A受力分析,A受到重力Mg、支持力、摩擦力.根据平衡条件可知:f=Mgsinθ0,FN=Mgcosθ0
又因为f=μFN,所以当存在磁场时,以AB整体为研究对象,由牛顿第二定律可得(mg+Mgsinθ0)-μ(Bqv+Mgcosθ0)=(M+m)a
由此式可知,v和a是变量,其它都是不变的量,所以AB一起做加速度减小的加速运动,直到加速度减为零后做匀速运动,即速度在增
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