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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年牛津上海版选择性必修2物理下册阶段测试试卷534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8题,共16分)1、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100πt(V);则下列说法正确的是()
A.当t=s时,c、d间的电压瞬时值为110VB.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22VC.当单刀双掷开关与a连接时,滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均减小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均减小2、某兴趣小组利用如下图所示装置给灯泡供电。图中两磁极位置相对于水平轴线对称,磁极间的磁场视为磁感应强度为的匀强磁场,单匝矩形导线框边长绕轴线沿逆时针方向以角速度匀速转动;并通过升压变压器(可视为理想变压器)给灯泡供电。下列说法正确的是()
A.图示位置时线框产生的感应电动势为B.线框产生的感应电动势的峰值为C.线框中电流的有效值小于灯泡中电流的有效值D.若灯泡偏暗,可通过适当减少原线圈匝数来提高灯泡亮度3、如图所示,有一边长的正三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小有一比荷的带正电粒子从边上的点垂直边进入磁场,的距离为要使粒子能从边射出磁场;带电粒子的最大初速度为(粒子的重力不计)()
A.B.C.D.4、在物理学的发展过程中,科学家采用了很多科学研究方法,进行过大量实验,发现了众多物理规律。下列有关叙述中正确的是()。A.用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度,运用了等效思想B.汤姆孙发现了天然放射现象,说明原子核具有复杂的结构C.光电效应和康普顿效应分别从能量和动量的角度反映了光的粒子性D.在真空中,频率越高的电磁波传播速度越大5、据媒体报道;我国的003号航母在建造时配备了电磁弹射系统,该系统能够使得舰载机的出勤效率远高于利用滑跃式甲板起飞的出勤效率。已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去,则下列说法正确的是()
A.若将金属环置于线圈的右侧,则金属环将不能弹射出去B.金属环向左运动的瞬间有扩大趋势C.增加线圈的匝数,不会影响金属环的加速度D.合上开关S的瞬间,从左侧看金属环中产生沿逆时针方向的感应电流6、众多的科学家对电磁学的发展作出了重大贡献,下列陈述中符合历史事实的是()A.纽曼首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象B.法拉第首先发现电磁感应现象并给出了电磁感应定律C.韦伯通过实验总结出了感应电流方向的判定方法D.奥斯特首先发现了电流的磁效应现象7、某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=1T,圆盘半径r=0.3m,圆盘电阻不计,导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。当后轮匀速转动自行车匀速前进时,用电压表测得a、b间电压大小U=0.9V。则()
A.电压表的正极接线柱应与a相接B.后轮转速越大,a、b间的电压越小C.该自行车匀速前进的速度大小为6m/sD.圆盘匀速转动10分钟产生的电能为486J8、我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内,该无线电波与可见光相比,有()A.更长的波长B.更高的频率C.更大的速度D.更多的能量评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)9、根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是()A.变化的电场一定产生变化的磁场B.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场D.变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成电磁波10、如图所示,两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上,相距为L,另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上,导体棒在长导轨上可以无摩擦地滑动,导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,某时刻使导体棒a获得大小为水平向右的初速度,同时使导体棒b获得大小为水平向右的初速度;下列结论正确的是()
A.该时刻回路中产生的感应电动势为B.该时刻导体棒a的加速度为C.当导体棒a的速度大小为时,导体棒b的速度大小也是D.运动过程中通过导体棒a电荷量的最大值11、如图所示,在等腰直角三角形BAC内充满着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。一群质量为m、电荷量为+q、速度为v的带正电粒子垂直AB边射入磁场,已知从AC边射出且在磁场中运动时间最长的粒子,离开磁场时速度垂直于AC边。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列判断中正确的是()
A.等腰三角形BAC中AB边的长度为B.粒子在磁场中运动的最长时间为C.从AB中点射入的粒子离开磁场时的位置与A点的距离为D.若仅将磁场反向,则粒子在磁场中运动的最长时间不变12、如图所示的等边三角形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,的中点O处有一粒子发射源,能向磁场区域沿垂直的方向发射一系列速率不同的同种正粒子,已知粒子的比荷为k,磁场区域的边长为L。则下列说法正确的是()
A.粒子速度越大在磁场中运动的时间越短B.从边离开的粒子在磁场中运动的时间相同C.从边离开的粒子,速率的最大值为D.从边的中点离开的粒子,速率为13、如图,两足够长光滑金属导轨平行固定在同一绝缘水平面内,导轨所在的平面有垂直于导轨竖直向下的匀强磁场。两长度略大于导轨宽度的金属棒a、b垂直导轨静止放置在导轨上,金属棒a、b的质量分别为m和2m,它们在两导轨之间的电阻均为R,金属棒b在金属棒a右侧足够远处。第一次金属棒b固定,第二次金属棒b不固定,两次都给金属棒a一相同的水平向右的初速度两次作用过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好,且两棒始终未发生碰撞,不计导轨电阻。则从金属棒a开始运动至其速度不再发生变化的过程;下列说法中正确的是()
A.第一次和第二次安培力对金属棒a做的功之比为3∶2B.第一次和第二次通过金属棒a横截面的电荷量之比为3∶2C.第一次和第二次金属棒a中产生的热量之比为3∶2D.第一次和第二次金属棒a通过的位移之比为3∶214、如图甲所示,水平绝缘传送带正在输送一闭合正方形金属线框,在输送中让线框随传送带通过一固定的匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,其间距为已知传送带以恒定速度运动,线框质量为边长为线框与传送带间的动摩擦因数为且在传送带上始终保持线框左、右两边平行于磁场边界,线框右边进入磁场到线框右边离开磁场过程中,其速度随时间变化的图像如图乙所示,重力加速度大小为则()
A.线框进出磁场过程中感应电流方向相同B.线框穿过磁场过程中受到的摩擦力方向不变C.整个线框刚好离开磁场时的速度为D.整个线框穿过磁场过程中安培力对线框做的功为15、匝数n=10匝的圆形闭合线圈,所围的面积S=1m2(如图甲);线圈内存在如图乙所示磁场,规定垂直纸面向外的磁场方向为正方向,则下列说法正确的是()
A.0~1s内线圈的感应电动势为1V,感应电流的方向为顺时针B.第4s末的感应电动势为0C.2~4s内线圈有扩张趋势D.1~2s内感应电流最大16、如图所示,水平面上固定一个顶角为60°的光滑金属导轨MON,导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,质量为m的导体棒CD与∠MON的角平分线垂直,导轨与棒单位长度的电阻均为r。t=0时刻,CD在水平外力F的作用下从O点以恒定速度v0沿∠MON的角平分线向右滑动,在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。,若回路的热功率用P表示,回路产生的焦耳热用Q表示。则下列图像可能正确的是()
A.B.C.D.17、如图所示,导线框dabc与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,线框c、d两端接入图示电路,其中ab长为l1,ad长为l2,线框绕过c、d的轴以恒定的角速度匀速转动.开关S断开时,额定功率为P、电阻恒为R的灯泡L1正常发光,理想电流表示数为I;线框电阻不计,下列说法正确的是()
A.闭合开关S前、后,电流表的示数保持不变B.线框转动的角速度为C.变压器原、副线圈的匝数比为D.线框从图中位置转过时,感应电动势的瞬时值为评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)18、判断下列说法的正误。
(1)如图所示的电流为交流电。_________
(2)只要线圈在磁场中转动,就可以产生交变电流。_________
(3)线圈在通过中性面时磁通量最大,电流也最大。_________
(4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变。_________19、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况,由图可知,电感线圈中的电流正在______(填“增大”“减小”或“不变”),如果电流的振荡周期为T=10-4s,电容C=250μF,则线圈的电感L=______H。
20、在LC振荡电路中,电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图所示.1×10-6s到2×10-6s内,电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程,由此产生的电磁波在真空中的波长为________m。
21、正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况.若线圈通过中性面时开始计时,交变电流的图像是______曲线。22、温度传感器的核心元件是________,它具有将________转化为________的性质。23、在实验中,我们用过不少传感器,请写出三个传感器:______传感器,______传感器,______传感器。24、把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是v,第二次拉出速率是2v,其它条件不变,则前后两次电流大小之比是___________,拉力功率之比是___________,线框产生的热量之比是___________
25、如图所示,交流发电机的矩形线圈中,匝数匝,线圈电阻外电阻线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,角速度则产生感应电动势的最大值为__________V,交流电压表的示数为__________V:从图示位置起,转过90°过程中,通过线圈截面的电荷量为__________C;从图示位置起,转过60°时通过电阻R的电流为__________A。
26、风电是一种清洁、绿色的可再生能源,中国的风电装机容量,目前处于世界领先地位,图甲为风力发电的简易模型,在风力作用下,风叶带动与杆固连的永磁体转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时,传感器显示如图乙所示,该交变电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V,线圈两端电压的有效值为______V。
评卷人得分四、作图题(共4题,共20分)27、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。
28、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。
29、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。
30、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16分)31、传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量通常是电学量)例如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量,热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示,图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图;问:
(1)由图甲可知,热敏电阻R1的电阻随着温度的升高而____________(填“增大”或“减小”)。
(2)图乙中左侧回路不通电或电流过小时,金属片与b接触;电流过大时,电磁铁吸引金属片与a接触,为了使热敏电阻R1的温度过高时报警器铃响,开关c应接在_______(填“a”或“b”)。
(3)电源电动势E为18V,内阻不计,电磁铁的线圈电阻R3为80Ω,流过热敏电阻R1的电流大于或等于Ic时就会报警,Ic为10mA,热敏电阻R1达到100℃时的电阻为600Ω。若要求热敏电阻R1达到100℃时开始报警,则电阻箱R2的阻值应调为________Ω。若电源内阻不能忽略,调节电阻箱时未考虑电源内阻,当热敏电阻R1的温度缓慢升高到报警器开始报警时,热敏电阻R1的温度_______100℃(填“大于”或“小于”)。32、某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图甲连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃。实验得到的R2-t数据见下表。
。t/℃
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R2/Ω
900.0
680.0
500.0
390.0
320.0
270.0
240.0
回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到___________(填“a”或“b”)端。
(2)据图乙的坐标纸上所描数据点,可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性。当t=44.0℃时,可得RT=_______Ω。
(3)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,则手心温度为________℃。33、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。34、导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时;其电阻值发生相应变化,这种现象称为应变电阻效应.图甲所示,用来称重的电子吊秤,就是利用了这个应变效应.电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器.其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变),拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称物体重量变换为电信号.
物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示,小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”.电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω;灵敏毫安表量程为10mA;内阻Rg=50Ω;R1是可变电阻器,A;B两接线柱等高且固定.现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环,将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动.通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,现完成下列操作步骤:
步骤a.滑环下不吊重物时;闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏;
步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G;测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变;读出此时毫安表示数I;
步骤d.换用不同已知重力的重物;挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值;
步骤e:将电流表刻度盘改装为重力刻度盘.
(1)试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F=____;
(2)设R-F图象斜率为k,试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I=___(用E、r、R1、Rg、R0;k、θ表示);
(3)若R-F图象中R0=100Ω,k=0.5Ω/N,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物重力G=___N;
(4)关于改装后的重力刻度盘,下列说法正确的是_____
A.重力零刻度线在电流表满刻度处;刻度线均匀。
B.重力零刻度线在电流表零刻度处;刻度线均匀。
C.重力零刻度线在电流表满刻度处;刻度线不均匀。
D.重力零刻度线在电流表零刻度处;刻度线不均匀。
(5)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“简易吊秤”称重前,进行了步骤a操作;则测量结果___(填“偏大”、“偏小”或“不变”).评卷人得分六、解答题(共3题,共18分)35、如图所示;把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面。当线圈内通以图示方向的电流后,线圈的运动情况怎样?请用以下两种方法分析:
(1)把整个线圈看成一个通电螺线管;
(2)把线圈截成许多小段;每小段视为通电直导线,分析磁场对各小段导线的作用力。
36、如图所示,一面积为S的n匝圆形金属线圈与阻值为R的电阻连接成闭合回路,金属线圈的电阻也为R,导线的电阻不计。线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度随时间均匀增加且变化率为k的磁场。电阻两端并联一对水平放置的平行金属板,金属板长为L、极板间距为极板间电场均匀分布。现有一粒子以大小为的初速度从下极板左边缘飞入板间;粒子恰好从上极板右边缘水平飞出,粒子重力不计,求:
(1)粒子的带电性质及与水平极板间的夹角θ;
(2)若保持大小不变但改变的方向;使得带电粒子恰能沿极板中央轴线水平飞出,则需要把磁感应强度的变化率调整为原来的多少倍。
37、如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2,其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω.现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2;求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量.参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【分析】
【详解】
A.将t=s代入c、d间电压的瞬时值表达式得,c、d间的电压瞬时值为110V;故A错误;
B.当单刀双掷开关与a连接时;匝数之比为10:1,原线圈两端电压的有效值为220V,所以副线圈电压的有效值为22V,电压表示数为22V,故B正确;
C.滑动变阻器滑片向上移动的过程中;电阻增大,电压表示数不变,电流表的示数减小,故C错误;
D.当单刀双掷开关由a扳向b时;匝数之比变为5:1,副线圈电压增大,电压表和电流表的示数均增大,故D错误。
故选B。2、D【分析】【分析】
【详解】
A.由图可知;此时线圈和磁场垂直,线框的磁通量最大,感应电动势为0,选项A错误;
B.线框产生的感应电动势的峰值为选项B错误;
C.升压变压器原副线圈的功率相等,所以原线圈电流大于副线圈的电流,则线框中电流的有效值大于灯泡中电流的有效值;选项C错误。
D.若灯泡偏暗说明输出电压较小;要使输出电压变大,应减少原线圈匝数,选项D正确。
故选D。3、A【分析】【详解】
带电粒子以最大初速度从AC边出磁场时,轨迹与BC边相切,如图所示,由几何关系可知,此时半径为则有
解得
故选A。4、C【分析】【详解】
A.用时间内的位移与的比值定义t时刻的瞬时速度;运用了极限法,选项A错误;
B.贝克勒尔通过对天然放射性的研究;发现原子核有复杂的结构,选项B错误;
C.光电效应和康普顿效应分别从能量和动量角度反映了光的粒子性;选项C正确;
D.真空中;所有电磁波的传播速度都相同,选项D错误。
故选C。5、D【分析】【分析】
本题考查楞次定律相关知识。
【详解】
A.若将金属环放在线圈右侧;根据楞次定律可知,金属环将向右运动,仍可以弹射出去,A错误;
B.固定线圈上突然通过直流电流;穿过金属环的磁通量增大,根据“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间,有缩小的趋势,B错误;
C.电流一定时;线圈匝数越多,形成的磁场越强,通电瞬间金属环的磁通量变化率越大,则金属环中产生的感应电流越大,又因为感应电流方向与固定线圈中的电流方向相反,则金属环被弹射出去的作用力越大,故金属环的加速度越大,C错误;
D.在闭合开关的瞬间;穿过金属环的磁通量向右增大,由楞次定律可知,金属环中产生的感应电流从左侧看沿逆时针方向,D正确。
故选D。6、D【分析】【分析】
【详解】
A.法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象。故A错误;
B.法拉第首先发现电磁感应现象;纽曼和韦伯给总结出了电磁感应定律。故B错误;
C.楞次通过实验总结出了感应电流方向的判定方法。故C错误;
D.奥斯特首先发现了电流的磁效应现象。故D正确。
故选D。7、C【分析】【详解】
A.轮子将逆时针转动,根据右手定则可判断轮子边缘的点等效为电源的负极,电压表的正接线柱应与b相接;A错误;
B.由U=E=Br2ω
则后轮转速越大,a、b间的电压越大;选项B错误;
C.由
可得v=6m/s
选项C正确;
D.根据焦耳定律得
D错误。
故选C。8、A【分析】【详解】
A.可见光的波长在760nm到400nm之间;所以该无线电波与可见光相比,有更长的波长,故A正确;
B.根据可知;该无线电波的频率比可见光的频率低,故B错误;
C.该无线电波和可见光在空气中的传播速度相同;故C错误;
D.该无线电波的能量比可见光的能量低;故D错误。
故选A。二、多选题(共9题,共18分)9、C:D【分析】【分析】
【详解】
AB.均匀变化的电场产生恒定的磁场;所以A;B均错误;
C.由麦克斯韦电磁场理论可知;周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场,故C正确;
D.由麦克斯韦电磁场理论可知;故D正确。
故选CD。10、B:C:D【分析】【分析】
【详解】
A.根据右手定则可知两根导体棒切制磁感应线产生的感应电动势方向相反;故该时刻回路中产生的感应电动势。
A错误;
B.在题中运动状态下;回路中的感应电流。
导体棒a所受安培力大小。
可得。
B正确;
C.由于两导体棒整体在水平方向动量守恒,当导体棒a的速度大小为时;根据动量守恒定律得。
解得。
C正确;
D.由上解析知。
对a由动量定理。
而由安培力公式得。
通过导体棒a电荷量的最大值。
D正确。
故选BCD。11、A:B【分析】【分析】
【详解】
A.依题意可知在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹时半圆,轨迹圆的圆心在A点。且其轨迹与BC边相切。根据几何关系可知
粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有
联立,可得
故A正确;
B.粒子在磁场中匀速圆周运动的周期为
根据上一选项分析,粒子轨迹所对应的圆心角度为90则有
故B正确;
C.从AB中点射入的粒子,其轨迹为上面所分析的粒子轨迹向下平移得到。
此轨迹圆的圆心在A点的正下方,由几何关系可知,离开磁场时的位置与A点的距离必然小于轨迹半径r,即故C错误;
D.若仅将磁场反向,则粒子在磁场中将向上偏转,不会出现圆心角为90的轨迹;故最长时间将变小,故D错误。
故选AB。12、B:D【分析】【详解】
C.当粒子的轨迹与边相切时,能从边离开的粒子的速度最大,轨迹如图所示,轨迹与边的切点为H,圆心为则由几何关系可知
解得
C错误;
AB.当粒子的速度小于时,粒子从边离开磁场,由图可知从边离开的粒子在磁场中均转动半个圆周,又
所以从边离开磁场的粒子在磁场中运动的时间相同;B正确;A错误;
D.当粒子从边的中点离开磁场时,粒子的轨迹如图所示,则粒子轨道的圆心应为A,则粒子的轨道半径为
解得
D正确。
故选BD。
13、B:C【分析】【详解】
A.当金属棒b固定时,穿过回路中的磁通量一直在减小,回路中始终有顺时针方向的感应电流,金属棒a一直受到水平向左的安培力,最终速度变为零,速度不再发生变化,此过程中根据动能定理
当金属棒b不固定时,穿过回路中的磁通量在减小,回路中有顺时针方向的感应电流,金属棒a受到水平向左的安培力做减速运动,金属棒b受到水平向右的安培力做加速运动,当两棒速度相等时穿过回路的中磁通量不再变化,回路中没有感应电流,两棒不再受安培力作用,则保持相同速度匀速运动,速度不再发生变化,此过程中两棒系统的合外力为零,根据动量守恒定律有
解得
根据动能定理
则
选项A错误;
B.设导轨宽度为L,此过程中根据动量定理,设向左为正方向,第一次有
第二次有
两式联立解得
选项B正确;
C.两棒串联且电阻相等,则产生的热量相等,根据能量守恒定律,第一次有
第二次有
两式联立解得
选项C正确;
D.设第一次金属棒a运动的位移为x1,电荷量
设第二次金属棒a、b运动的位移分别为电荷量
两式联立得
大于零,则
选项D错误。
故选BC。14、B:D【分析】【详解】
A.由楞次定律可知线框进入磁场过程中感应电流方向为逆时针(俯视);出磁场过程中感应电流方向为顺时针(俯视),故A错误;
B.滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,由v-t图可知线框右边进入磁场到右边恰离开磁场过程中速度小于传送带速度,所受滑动摩擦力方向水平向右,线框出磁场过程与进入磁场过程中初速度相同、受力情况相同,所以运动情况相同,即出磁场过程中速度由一直减小至所以出磁场过程中所受滑动摩擦力方向水平向右,故线框穿过磁场过程中受到的摩擦力方向不变。故B正确;
C.由B项分析知线框刚好离开磁场时的速度为线框恰完全进入磁场至右边恰出磁场过程中线框做匀加速直线运动,有
解得
故C错误;
D.线框穿过磁场的整个过程中初末速度为整个过程中摩檫力不变,所以由动能定理可得
解得
故D正确。
故选BD。15、A:C【分析】【分析】
考查电磁感应定律。
【详解】
A.题干给的是B-t图,故由公式
可求得某时间段的感应电动势;0~1s内线圈的感应电动势为1V,由右手定则可判断感应电流的方向为顺时针,A项正确;
B.第4s末仍然有磁通量的变化;感应电动势不为0,B项错误;
C.2~4s内;磁通量减少,由“增缩减扩”可得线圈有扩张趋势,C项正确;
D.1~2s内线圈中磁通量无变化;无感应电流,D选项错误。
故选AC16、A:D【分析】【分析】
【详解】
AB.回路的热功率。
P=I2R由于回路中的感应电流。
为定值。
R=(tan30°+)2v0rt可得。
P∝t选项A正确;B错误;
CD.在A中,图线与t轴所围的面积表示回路产生的焦耳热Q;则。
Q=Pt∝t2选项D正确;C错误。
故选AD。17、C:D【分析】【详解】
A.闭合开关S后,副线圈中电阻减小,电压不变,输出功率变大;输入功率变大,输入电压不变,电流表的示数变大,故选项A不符合题意;
B.开关S断开时,原线圈输入功率为原线圈两端电压的有效值为最大值为由于所以线框转动的角速度故选项B不符合题意;
C.开关S断开时,副线圈中的电流原、副线圈匝数之比等于电流的反比,有故选项C符合题意;
D.线框从中性面开始转动,所以感应电动势瞬时值表达式为当转过时,感应电动势的瞬时值为故选项D符合题意.三、填空题(共9题,共18分)18、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】错误错误错误正确19、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]根据磁感线方向,应用安培定则可判断出电流方向,从而可知电容器在充电,电流会越来越小,根据振荡电流的周期公式
得【解析】①.减小②.10-620、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.充电②.120021、略
【解析】正弦22、略
【分析】【详解】
[1][2][3]温度传感器的核心元件是热敏电阻,它具有将温度转化为电阻的性质。【解析】①.热敏电阻②.温度③.电阻23、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2][3]在实验中,我们用过不少传感器,其中常用的有“运动,力,压强,光,声音,电压,电流”等。选三个填入即可。【解析】①.运动②.力③.压强24、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]由
可知;电流与拉出的速度成正比,故前后两次电流大小之比是1:2。
[2]拉力的功率等于克服安培力做功的功率
故拉力功率之比是1:4。
[3]线框产生的热量为
故线框产生的热量之比是1:2。【解析】1:21:41:225、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]感应电动势最大值为
带入数据联立解得
[2]交流电压表的示数为
[3]转过90根据
[4]转过60此时电流【解析】26、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]根据乙图可知电压的周期为则角速度为
故电压的瞬时表达式为
[2]图乙可读电压的最大值为12V,故有效值为【解析】四、作图题(共4题,共20分)27、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】28、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】29、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】30、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16分)31、略
【分析】【详解】
(1)[1]根据图甲的坐标系中曲线的趋势可以得出;电阻随温度的升高而减小,因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
(2)[2]为零使温度过高时发送报警信息,则热敏电阻阻值最小,开关c应该接在a处。
(3)[3]热敏电阻R1达到100℃时开始报警,此时流过热敏电阻R1的电流恰好为根据闭合电路的欧姆定律
带入数据解得
[4]若电源内阻可以忽略,则
此时温度恰好为若电源内阻不能忽略,调节电阻箱时未考虑电源内阻,当热敏电阻R1的温度缓慢升高到时,电路中的实际电流为
可知,报警器此时还未报警,故报警时热敏电阻R1的温度大于100℃。【解析】减小a1120大于32、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]闭合开关S1前,为了安全,应让滑片移动到b端;使滑动变阻器连入电路的阻值最大;
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