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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年岳麓版选择性必修二物理上册月考试卷697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、互感器是生产和生活中常用的电子设备。图甲是数字变电站的关键装备中的电子式互感器,其原理是电阻分压;图乙是给测量仪表和继电设备供电常用的电压互感器,其原理是电磁感应。已知间的电阻是间电阻的倍,间线圈匝数是间线圈匝数的倍,已知两个互感器输出端数字电压表的示数均为则关于两种互感器输入端的电压正确的是()
A.B.C.D.2、下图所示为四种电流的图象,其中图②③中每段曲线均为余弦或正弦曲线的一部分,电流的最大值均为下列说法正确的是()
A.图①②电流的有效值相等B.图②③电流变化周期相等C.图①电流的有效值是图③的2倍D.图④电流的有效值等于图③电流的有效值3、如图所示;抽成真空的玻璃管水平放置,左右两个电极分别连接到高压电源两极,阴极发射的电子自左向右运动。一条形磁铁与水平面垂直,当磁铁N极从正下方靠近玻璃管,则电子将()
A.向上偏转B.向下偏转C.向纸面内偏转D.向纸面外偏转4、下列四幅图所做的实验都与磁场力有关;有关实验时要满足的条件或者实验现象正确的是。
A.甲图为奥斯特发现电流磁效应的实验,图中的通电导线是沿东西方向放置的B.乙图是研究两平行通电导线之间的相互作用实验,当两通电导线的电流方向相同时,两通电导线会互相排斥C.丙图中器皿内装的是导电液体,通电后液体会沿顺时针方向旋转(俯视)D.丁图中一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后,弹簧会上下振动5、如图所示,空间有范围足够大的匀强磁场,一个带正电的小圆环套在一根竖直固定且足够长的绝缘细杆上。现使圆环以一定的初速度向上运动,经一段时间后圆环回到起始位置,已知杆与环间的动摩擦因数保持不变,圆环所带电荷量保持不变,空气阻力不计,对于圆环从开始运动到回到起始位置的过程,下面关于圆环的速度v、加速度a随时间t变化的图像、重力势能EP、机械能E随圆环离开出发点的高度h变化的图像;可能正确的是()
A.B.C.D.6、如图所示,在两个半径均为r=0.1m的半圆形区域ACD和FGH中,分布有磁感应强度为B=0.2T,垂直纸面向里的匀强磁场;在相距为d=0.1m的AD和FH之间分布有电场强度为E=0.1N/C,方向随时间不断变化的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从ACD的圆心O1点由静止释放,保证粒子每次经过电场区域均能加速,且粒子最终以v=10m/s的速度从A点向上射入ACD区域,恰好从D点射出;则下列说法中正确的是()
A.电场方向变化的周期可表示为B.该粒子的比荷为2×103C/kgC.粒子从开始加速到穿出磁场,共经电场加速10次D.粒子第n次加速后,其在磁场中的运动半径变为第(n-1)次加速后的倍7、如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在t=0到t=t1的时间间隔内;直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左;后水平向右.设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是()
A.B.C.D.8、如图所示的电路,ab间输入电压为五个规格相同的电阻,其中和理想变压器的原线圈串联,并联接在副线圈回路中;交流电压表均为理想电表。现闭合开关S,五个电阻功率相同,则下列说法正确的是()
A.电压表的示数为220VB.电压表的示数为55VC.变压器原、副线圈的匝数比为D.断开开关S,消耗的功率变大9、如图是手机无线充电器的模型,其工作原理与理想变压器相同,己知发射、接收线圈匝数比C,D端输出电流则A、B端输入电流的()
A.频率为B.周期为C.有效值为D.最大值为评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)10、如图所示,相距L的光滑金属导轨固定于水平地面上,由竖直放置的半径为R的圆弧部分和水平平直部分组成。MNQP范围内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。金属棒ab和cd(长度均为L)垂直导轨放置且接触良好,cd静止在磁场中;ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,进入磁场后与cd没有接触;cd离开磁场时的速度是此时ab速度的一半。已知ab的质量为m、电阻为r,cd的质量为2m、电阻为2r。金属导轨电阻不计,重力加速度为g。下列说法正确的是()
A.闭合回路感应电流产生的磁场与原磁场方向相反B.cd在磁场中运动的速度不断变大,速度的变化率不断变小C.cd在磁场中运动的过程中通过ab横截面的电荷量q=D.从ab由静止释放至cd刚离开磁场时,cd上产生的焦耳热为11、如图所示,直线OP把坐标系Oxy分成I区域和II区域,区域I中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外;区域Ⅱ中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内。边界上的P点坐标为(4L,3L)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I,经过一段时间后,粒子恰好经过原点O。忽略粒子重力;已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.则下列说法中正确的是()
A.该粒子可能沿y轴负方向从O点射出B.该粒子射出时与x轴正方向夹角一定为90°C.该粒子在磁场中运动的最短时间D.该粒子运动的可能速度为12、磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用,市场上看到的带皮套的智能手机就是使用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制的,当打开皮套,磁体远离霍尔元件,手机屏幕亮;当合上皮套,磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,手机进入省电模式。如图所示,一块宽度为d、长为l、厚度为h的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入水平向右大小为I的电流时,当手机套合上时元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中,于是元件的前、后表面产生稳定电势差以此来控制屏幕熄灭,则下列说法正确的是()
A.前表面的电势比后表面的电势低B.前表面的电势比后表面的电势高C.用这种霍尔元件探测某空间的磁场时,霍尔元件的摆放方向对无影响D.若该元件单位体积内的自由电子个数为n,则发生霍尔效应时,元件前后表面的电势差为13、如图为某一径向电场的示意图,电场强度大小可表示为E=,a为常量。比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力;则()
A.轨道半径r小的粒子角速度一定小B.电荷量大的粒子的动能一定大C.粒子的速度大小与轨道半径r一定无关D.当加垂直纸面磁场时,粒子一定做离心运动14、如图所示,沿直线通过速度选择器的正粒子从狭缝S射入磁感应强度为B1的匀强磁场中,偏转后出现的轨迹半径之比则下列说法正确的是()
A.粒子的速度之比为1:1B.粒子的电荷量之比为1:2C.粒子的质量之比为1:2D.粒子比荷之比为2:115、如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场。在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘固定圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,bOd沿水平方向。已知小球重力为电场力的2倍。现将小球从a点由静止释放;则小球()
A.不能越过d点继续沿环向上运动B.在c点受到的洛伦兹力比在b点受到的洛伦兹力大C.从a点到b点过程中,重力势能减小,电势能增大D.从c点到d点过程中,电势能变化量小于重力势能变化量16、如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于点,将圆环拉至位置后无初速释放,在圆环从摆向的过程中。
A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向17、如图甲所示,在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线在之间、之间存在匀强磁场,大小均为方向垂直于虚线所在平面.现有一矩形线圈宽度质量为电阻为将其从图示位置静止释放(边与重合),速度随时间的变化关系如图乙所示,时刻边与重合,时刻边与重合,时刻边与重合,已知的时间间隔为整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向,(重力加速度取)则()
A.在时间内,通过线圈的电荷量为B.线圈匀速运动的速度大小为C.线圈的长度为D.时间内,线圈产生的热量为18、在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。若输送功率增大为原来2倍,下列说法中正确的有()
A.升压变压器的输出电压增大为原来2倍B.输电线上的电流增大为原来的2倍C.输电线上损耗的功率增大为原来的4倍D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)19、在学习了自感的知识以后,高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究:直流电阻可以不计线圈L,规格相同的灯泡和规格为3V、20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图;滑动变阻器的滑片移到移到中间。
当开关S闭合时,他们可以观察到的实验现象是:______(填选项前的字母);
A.灯比先亮起来,最终比亮。
B.比灯先亮起来,最终比亮。
C.两灯同时亮。
当S断开时,他们观察到的实验现象是______(填选项前的字母)。
A.两灯立即同时熄灭。
B.先闪亮一下;然后两灯一起慢慢熄灭。
C.先熄灭,A1慢慢熄灭20、用如图所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验,磁体从靠近线圈的上方静止下落,当磁体运动到如图所示的位置时,流过线圈的感应电流方向从________(填“a到b”或“b到a”)。在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是________。
21、如图所示,通电线圈,用橡皮绳悬挂起来,在其正下方放一根长直通电导线,则线圈受力后的运动情况是__________,橡皮绳所受的拉力__________(选填“增大”“减小”或“不变”).22、实验:探究感应电流产生的条件。
探究一:如图甲实验中,让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时,无论磁场多强,闭合电路中都______电流,当导体ab做______运动时;闭合回路中有电流产生。
探究二:如图乙,当螺线管A的电流不变时,螺线管B所在的回路中没有电流产生;当螺线管A的电流______时,螺线管B所在回路中就有了电流。23、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”)
24、在水平放置的光滑导轨上,沿着导轨方向固定一条形磁铁(如图所示)。现有四个滑块,分别由铜、铁、铝和有机玻璃制成,使它们从导轨上A点以一定的初速度向磁铁滑去,则作加速运动的是__________;作匀速运动的是____________;作减速运动的是________。
25、雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生_____,以此来测定物体位置的无线电设备,其利用的是波长_____的微波。评卷人得分四、作图题(共4题,共20分)26、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。
27、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。
28、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。
29、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18分)30、如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为200当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V;内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)应把恒温箱内的加热器接在______端;(选填“A;B”或“C、D”)
(2)若要使恒温箱内的温度保持150℃,可变电阻R的值应调节为______
31、某同学在实验室进行“探究变压器原;副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有___________(选填字母代号)
A.干电池组。
B.学生电源。
C.多用电表。
D.直流电压表。
E.滑动电阻器。
F.条形磁铁。
G.可拆变压器(铁芯;两个已知匝数的线圈)
(2)下列说法正确的是___________(选填字母代号)
A.为确保实验安全;实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数。
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响;应该保持原线圈电压;匝数不变,改变副线圈的匝数。
C.测量电压时;先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量。
D.变压器开始正常工作后;铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈。
(3)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据,表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数,U1、U2分别为原、副线圈的电压,通过实验数据分析可以得到的实验结论是:___________。
。实验次数n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92评卷人得分六、解答题(共4题,共8分)32、国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中,“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波,该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来,反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt。已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ,求该月壤层的厚度d。33、如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=l,OQ=2l。不计重力。求:
(1)M点与坐标原点O间的距离;
(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。
34、如图所示,直角坐标系xOy平面内的y<0区域存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场Ⅰ,磁感应强度大小为B,O、A、O´、C点分别为磁场Ⅰ的最高点、最低点、圆心及与圆心等高点;y>0的无限大区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ,磁感应强度大小也为B。探测板MN位于x坐标为1.5L的直线上,长度为L的收集板PQ位于x轴上。A点有一正粒子源,单位时间内发射n0个速度大小相同的正粒子,粒子均匀分布在y轴两侧各为60°的范围内。其中沿y轴正方向射入的粒子经偏转后从C点射出圆形磁场。若粒子与探测板MN碰撞后速度等大反向,打在收集板PQ的粒子将被吸收,已知粒子质量为m,电荷量为q(q>0),圆形磁场半径为L。不计粒子重力及粒子间的相互作用。求:
(1)粒子的速度大小v;
(2)若射出圆形磁场的粒子均与探测板MN碰撞,则探测板MN最小长度l及稳定后粒子对探测板MN的作用力大小F;
(3)收集板PQ的收集率η与P点的横坐标x之间满足的关系。
35、如图所示,间距L=2.0m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上,导轨左端连接输出电流I=0.5A的恒流源。空间分布两个宽度分别为d1=和d2=、间距D=2.0m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,两磁场磁感应强度大小均为B=0.5T,方向均竖直向下。质量m=0.5kg、电阻为R1的导体棒静止于区域Ⅰ左边界,质量m=0.5kg、边长为0.5D、电阻R2=2.0Ω的正方形单重线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界;一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为0.5D。某时刻闭合开关S;导体棒开始向右运动。已知导体棒与线框;线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞,导体棒始终与导轨接触并且相互垂直,不计一切摩擦和空气阻力。求:
(1)导体棒第一次离开区域Ⅰ时的速度大小v1;
(2)线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中;线框产生的焦耳热Q;
(3)线框与导体棒碰撞的次数n,以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间t总。
参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、B【分析】【详解】
和是串联形式,已知间的电阻是间电阻的倍,串联电路电流相同,故间的电压是间电压的倍,数字电压表的示数均为则间的电压是故输入电压为nU,电压互感器两端电压之比等于匝数之比,间线圈匝数是间线圈匝数的倍,则故选B。2、A【分析】【分析】
【详解】
A正弦(或余弦)电流的有效值与周期无关,故A正确;B图②周期为图③周期为故B错误;C图③有故故C错误;D图④有解得即故D错误。故选A。3、C【分析】【详解】
根据左手定则可知;自左向右运动的电子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里,则电子将向纸面内偏转。
故选C。4、D【分析】【详解】
A.根据安培定则可知;电流周围的磁场的方向与电流的方向垂直,由于地磁场的影响,奥斯特发现电流磁效应的实验中,通电导线应是南北水平放置,产生的效果才能比较明显,故A错误;
B.根据通电直导线产生磁场的特点;两条导线周围都产生圆形磁场,而且磁场的走向相同.在两条导线之间磁场方向相反.这就好像在两条导线中间放置了两块磁铁,它们的N极和S极相对,S极和N极相对.由于异名磁极相吸,这两条导线会产生吸引力,故B错误;
C.在电源外部电流由正极流向负极;因此电流从边缘沿半径流向中心,根据左手定则安培力沿切线方向,所以俯视时逆时针旋转,故C错误;
D.当有电流通过弹簧时,构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场,根据安培定则知,各圈导线之间都产生了相互的吸引作用,弹簧就缩短了,当弹簧的下端离开水银后,电路断开,弹簧中没有了电流,各圈导线之间失去了相互吸引力,弹簧又恢复原长,使得弹簧下端又与水银接触,弹簧中又有了电流,开始重复上述过程;故D正确.5、D【分析】【详解】
AB.上升阶段,对圆环根据牛顿第二定律有
其中有
联立解得
故圆环在上升阶段做加速度逐渐减小的减速运动;在最高点时,圆环速度为零,此时加速度为
下降阶段,对圆环根据牛顿第二定律有
联立解得
可知下降阶段;圆环做加速度逐渐减小的加速运动,上升和下降时速度方向相反,加速度方向相同,AB错误;
C.以初位置为零重力势能面,可知圆环的重力势能为
可知图像为过原点的倾斜直线;C错误;
D.圆环运动过程中克服摩擦阻力做的功等于机械能的减少量,在上升阶段有
随着速度的减小,圆环受到的摩擦力逐渐减小,故图线的斜率在减小;下降阶段随着速度的增大,圆环受到的摩擦力逐渐增大,故图线的斜率在增大;由于受到摩擦力做负功;故回到初始位置时机械能小于开始时的机械能,D正确。
故选D。6、C【分析】【详解】
A.由于粒子每转半周交变电场方向改变一次,所以交变电场的周期为粒子做匀速圆周运动周期的一半,即
A错误;
B.设经过n次加速后粒子以速度为v=10m/s从A点射出,在这半周中洛伦兹力提供向心力
所以有
B错误;
C.从开始到射出,由动能定理
求得n=10
C正确;
D.由动能定理经过n-1次加速时
粒子做圆周运动的半径
同理经n次加速后的半径为
则
D错误。
故选C。7、A【分析】【详解】
对于A选项,电流先正向减小,这一过程,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向里,且逐渐减小,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相同也是向里,再根据安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都向左;然后电流反向增大,在此过程,电流在矩形线框内产生的磁场方向垂直纸面向外,且逐渐增大,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,再根据安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,合力方向与线框左边所受力方向都向右,综上所述,选项A正确,选项B、C、D错误.8、C【分析】【详解】
C.闭合开关S,五个规格相同的电阻功率相同,由
可得每个电阻两端的电压U相等,流过每个电阻的电流I相等,则副线圈的总电流
原线圈的总电流
由理想变压器规律
故C正确;
AB.ab间输入电压的有效值为
由想变压器规律
解得电压表的示数和电压表的示数分别为
故A;B错误;
D.断开开关S后,设流过的电流为I’,则此时副线圈的电流为4I’,则分别流过的电流为所以副线圈电压
所以原线圈输入电压
在原线圈有
而闭合开关S时有
易得断开开关S后,流过的电流I’
所以消耗的功率变小;故D错误。
故选C。9、C【分析】【详解】
AB.变压器不改变周期和频率,所以周期为
频率为
故AB错误;
CD.C,D端输出电流的最大值为由
可得A、B端输入电流的最大值为
A、B端输入电流的有效值为
故C正确;D错误。
故选C。二、多选题(共9题,共18分)10、B:C【分析】【详解】
A.cd在磁场中运动时,abcd回路中磁通量减小;根据楞次定律可知,闭合回路感应电流产生磁场与原磁场方向相同,故A错误;
B.当ab进入磁场后回路中产生感应电流,则ab受到向左的安培力而做减速运动,cd受到向右的安培力而做加速运动,由于两者的速度差逐渐减小,可知感应电流逐渐减小,安培力逐渐减小,可知cd向右做加速度减小的加速运动;故B正确;
C.ab从释放到刚进入磁场过程,由动能定理得
对ab和cd系统,合外力为零,则由动量守恒
解得
对cd由动量定理
其中
解得
故C正确;
D.从ab从圆弧导轨的顶端由静止释放,至cd刚离开磁场时由能量关系
其中
解得
故D错误。
故选BC。11、B:C:D【分析】【详解】
AB.带电粒子射入磁场中,由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得
解得
所以粒子在Ⅰ和Ⅱ两磁场中做圆周运动的半径关系为
如图所示。
由题意知OP边与x轴的夹角
可得
故带正电粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I与OP边的夹角为53°,由带电粒子在单边磁场运动的对称性知从区域Ⅱ中射出的粒子速度方向一定为y轴负方向;故A错误,B正确;
C.粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在区域Ⅰ中转过的圆心角为
粒子在区域Ⅰ中运动的时间为
粒子在区域Ⅱ中转过的圆心角为
粒子在区域Ⅱ中运动的时间为
所以该粒子在磁场中运动的最短时间
故C正确;
D.带电粒子每次从区域Ⅱ射出为一个周期,在OP边移动的距离为
其中
而n=1,2,3
联立解得
故D正确。
故选BCD。12、A:D【分析】【详解】
AB.元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入水平向右大小为I的电流时;电子向左运动,由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往前表面偏转,故前表面的电势比后表面的电势低,A正确,B错误;
C.元件的前、后表面产生稳定电势差时,电子受到的洛伦兹力与电场力平衡
整理得
为垂直于上表面的磁感应强度的大小,故霍尔元件的摆放方向对有影响;C错误;
D.元件单位体积内的自由电子个数为n,根据电流的微观表达式
整理得
电子受到的洛伦兹力与电场力平衡
联立得元件前后表面的电势差为
D正确。
故选AD。13、B:C【分析】【详解】
A.根据电场力提供向心力可得·q=mω2r
解得ω=·
可知轨道半径r小的粒子角速度大;故A错误;
BC.根据电场力提供向心力可得·q=m
解得v=
又Ek=mv2
联立可得Ek=
可知电荷量大的粒子的动能一定大,粒子的速度大小与轨道半径r一定无关;故BC正确;
D.磁场的方向可能垂直纸面向内也可能垂直纸面向外;所以粒子所受洛伦兹力方向不能确定,粒子可能做离心运动,也可能做近心运动,故D错误。
故选BC。14、A:D【分析】【详解】
A.根据
解得
粒子的速度之比为1:1;A正确;
BC.无法求出粒子的电荷量之比和质量之比;BC错误;
D.根据
解得
粒子比荷之比为2:1;D正确。
故选AD。15、B:D【分析】【详解】
A.重力是电场力的2倍,则二者的合力指向左下方,由于合力是恒力,故可等效为“新的重力”,所以过圆心平行于合力的方向的直线与圆周的交点M、N分别相当于竖直平面圆周的“最高点”和“最低点”。根据对称性可知,圆环从a点由静止释放,可到达a点关于“最高点”M对称的位置,由图可知此位置高于d点,即圆环能越过d点继续沿环向上运动;选项A错误;
B.由图可知,C点距离“最低点”N的距离比b点距离N点的距离较近,可知c点的速度大于b点的速度,根据f=qvB可知,在c点受到的洛伦兹力比在b点受到的洛伦兹力大,故B正确;
C.从a到b,重力和电场力都做正功,重力势能和电势能都减少,故C错误;
D.从c点到d点过程中,电场力做负功
重力做功
电势能的变化量等于电场力的功;重力势能的变化量等于重力的功,可知电势能变化量小于重力势能变化量,选项D正确。
故选BD。16、A:D【分析】【详解】
试题分析:先看感应电流方向;铜制圆环内磁通量先向里并增大,由楞次定律可知,铜制圆环感应电流的磁场向外,依据右手安培定则得到,感应电流方向为逆时针;铜制圆环越过最低点过程中,铜制圆环内磁通量向里的减小,向外的增大,所以铜制圆环感应电流的磁场向里,感应电流为顺时针;越过最低点以后,铜制圆环内磁通量向外并减小,所以铜制圆环感应电流的磁场向外,感应电流为逆时针,A正确;B错误;
再看安培力方向;由于圆环的电流是相等的,把圆环沿竖直方向看成两个半圆环,则这两个半圆环的电流相等;磁场不相同,则磁场强的半圆产生的安培力大于磁场弱的,故安培力的合力的方向是水平的,同理,当圆环摆过最下端的位置时,安培力的方向也是如此,C错误;D正确;故选AD.
【名师点睛】本题由楞次定律可得出电流的方向;重点在于弄清何时产生电磁感应,以及磁通量是如何变化的,按着应用楞次定律判断感应电流的方向的步骤进行分析和判断;再由左手定则判断安培力的方向.
考点:楞次定律、安培力.17、A:B【分析】【详解】
A:在时间内,边从运动到通过线圈的电荷量为故A项正确.
B:根据平衡有:而联立两式解得:故B项正确.
C:的时间间隔内线圈一直做匀变速直线运动,知边刚进上边的磁场时,边也刚进下边的磁场,设磁场的宽度为则线圈的长度:线圈下降的位移为:则有:将,代入解得:所以线圈的长度为故C项错误.
D:时间内,根据能量守恒得:故D项错误.
综上答案为AB
点睛:解决本题的关键理清线圈的运动情况,选择合适的规律进行求解,本题的难点就是通过线圈匀加速直线运动挖掘出下落的位移为磁场宽度的倍.18、B:C:D【分析】【详解】
A.输入电压决定输出电压;发电厂的输出电压不变,升压变压器的匝数不变,所以升压变压器的输出电压不变,故A错误;
B.输出功率决定输入功率,根据:
可知升压变压器输出电压不变;功率变为原来2倍,输电线上的电流变为原来的2倍,故B正确;
C.根据电功率的表达式:
可知输电线上电阻不变;电流变为原来的2倍,则输电线上消耗的功率增大为原来的4倍,故C正确;
D.输电线上损耗的功率占总功率的比例:
输电线上电流增大;占比增大,故D正确。
故选BCD.三、填空题(共7题,共14分)19、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]合上开关K接通电路,A2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电流慢慢变大,最后由于线圈L的电阻不计,则最终流过A1的电流比较大,A1比较亮;所以A2比A1先亮起来,最终A1比A2亮,故选A;
[2]断开开关K切断电路时,通过A2的原来的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且通过A2;由于流过A1的电流比较大,所以A2先闪亮一下,然后两灯一起慢慢熄灭,故选B.【解析】①.A②.B20、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]当磁体运动到如图所示的位置时,线圈中的磁通量正在增大,感应电流所产生的磁场的方向竖直向下,根据右手定则可判定电流方向从b到a;
[2]磁体进入线圈的过程中,线圈中有感应电流;磁体完全进入线圈后,线圈内的磁通量保持不变,感应电流为零,磁体在线圈内加速下落;磁体离开线圈时的速度大于磁体进入线圈时的速度,感应电流也大于磁体进入线圈过程中的感应电流。故选A。【解析】①.b到a②.A21、略
【分析】【详解】
[1][2]长直通电导线在线框处磁场方向向右,根据左手定则判断,线框左侧受安培力方向垂直纸面向外,线框右侧受安培力方向垂直纸面向里,所以从上往下看线框逆时针转,当转过90度后,线框电流方向与导线电流方向相同,根据同向电流相互吸引可知,橡皮绳所受的拉力变大。【解析】从上往下看逆时针转增大22、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】没有切割磁感线变化23、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→A24、略
【解析】①.铁②.有机玻璃③.铜和铝25、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.反射②.较短四、作图题(共4题,共20分)26、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】27、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】28、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】29、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18分)30、略
【分析】【详解】
(1)[1]当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AB部分连接;此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A;B端。
(2)[2]当温度超过150℃时,加热电路就要断开,此时的继电器的衔铁要被吸合,即控制电路的电流要到达20mA,根据闭合电路欧姆定律可得
解得R1=70Ω【解析】A、B7031、略
【分析】【详解】
(1)[1]实验中;必须要有学生电源提供交流电,B需要;学生电源本身可以调节电压,无需滑动变阻器,需要用多用表测量电压,C需要;本实验不需要条形磁铁,用可拆变压器来进行试验,G需要;综上所述,需要的实验器材为BCG。
(2)[2]A.为确保实验安全;应该降低输出电压,实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数,故A错误;
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响;应该保持原线圈电压;匝数不变,改变副线圈的匝数,进而测得副线圈电压,找出相应关系,故B正确;
C.为了保护电表;测量副线圈电压时,先用最大量程试测,大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量,故C正确;
D.变压器的工作原理是电磁感应现象;即不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成电能,铁芯起到传递磁场能的作用,不是铁芯导电来传输电能,故D错误。
故选BC。
(3)[3]通过数据计算可得,在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即【解析】BCGBC在误差允许的范围内,原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即
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