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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年中圖版選擇性必修2物理上冊月考試卷663考試試卷考試范圍:全部知識點(diǎn);考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、如圖所示為一種自動高溫報(bào)警器的原理圖。在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲;以下說法正確的是()
A.溫度升高至72°C時,L1亮燈報(bào)警B.溫度升高至72°C時,L2亮燈報(bào)警C.溫度升高至78°C時,L1亮燈報(bào)警D.溫度升高至78°C時,L2亮燈報(bào)警2、數(shù)碼相機(jī)的普及使傳統(tǒng)膠片相機(jī)逐漸被淘汰。數(shù)碼相機(jī)的主要部件是電荷耦合器(CCD),能將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。該部件可視為()A.力傳感器B.溫度傳感器C.光傳感器D.霍爾元件3、在電視機(jī)的顯像管中,電子束的掃描是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的,其掃描原理如圖所示。圓形區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于圓面,不加磁場時,電子束將通過O點(diǎn)打在屏幕的中心M點(diǎn)。為了使屏幕上出現(xiàn)一條以M為中心的亮線PQ;偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的規(guī)律應(yīng)是下列選項(xiàng)中的()
A.B.C.D.4、如圖甲所示,矩形導(dǎo)線框固定在勻強(qiáng)磁場中,磁感線垂直于線框所在平面且向里.規(guī)定垂直于線框所在平面向里為磁場的正方向;線框中電流沿著逆時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,要在線框中產(chǎn)生如圖乙所示的感應(yīng)電流,則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的規(guī)律可能為()
A.B.C.D.5、老師做了一個物理小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察∶圖中;AB都是很輕的鋁環(huán),環(huán)B是閉合的,環(huán)A是不閉合的。A;B環(huán)都固定在一根可以繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動的水平細(xì)桿上,開始時整個裝置靜止,同學(xué)們看到的現(xiàn)象是()
A.無論磁鐵插向A環(huán)還是B環(huán),橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動B.條形磁鐵N極環(huán)靠近A環(huán)時,A環(huán)靠近磁鐵C.條形磁鐵N極環(huán)靠近B環(huán)時,B環(huán)向磁鐵這側(cè)運(yùn)動D.條形磁鐵S極環(huán)遠(yuǎn)離B時,B環(huán)向磁鐵這側(cè)運(yùn)動,但追不上磁鐵6、阻值為100Ω的純電阻元件通以如圖所示的交流電;則該元件的發(fā)熱功率為()
A.121WB.302.5WC.484WD.605W7、手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工具,如圖甲所示,可以簡化為圖乙。一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈面積為S,匝數(shù)為n,線圈總電阻為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以矩形線圈中軸線為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接,如圖所示,外電路電燈電阻為R;電壓表為理想交流電表。在線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,下面說法正確的是()
A.電壓表V的示數(shù)為B.通過燈泡的電荷量為C.當(dāng)線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°時,流過線圈的電流為D.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為評卷人得分二、多選題(共8題,共16分)8、1932年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成;其間留有空隙。不計(jì)帶電粒子在電場中的加速時間和相對論效應(yīng),下列說法正確的是()
A.粒子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器B.粒子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器C.加速電場的周期隨粒子速度的增大而減小D.粒子從D形盒射出時的動能隨D形盒半徑的增大而增大9、如圖所示,在0≤x≤7d的區(qū)域內(nèi)存在垂直xOy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。一帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O與x軸正方向成θ=53°垂直磁場射入,從磁場右邊界上點(diǎn)P(7d,d)離開。已知粒子的質(zhì)量為m,帶電量為q;重力不計(jì),取sin53°=0.8,cos53°=0.6.下列說法正確的是()
A.該帶電粒子帶正電B.粒子的發(fā)射速度大小為C.粒子從P點(diǎn)射出時的速度方向與x軸正方向的夾角為37°D.若只改變粒子的入射方向,則粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為10、如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,a、b、c、d是圓上對稱的四個點(diǎn)。一帶電粒子從P點(diǎn)射入磁場,OP連線與Od的夾角為帶電粒子的速度大小為v,方向與ab成直角時,恰好能反向飛出磁場,且粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t,若只將cbd半圓內(nèi)磁場方向變成垂直紙面向里,該粒子仍然從P點(diǎn)沿垂直ab方向射入,設(shè)粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑為粒子在磁場中運(yùn)動的時間為則下列說法正確的是()
A.粒子的偏轉(zhuǎn)半徑為B.粒子的偏轉(zhuǎn)半徑為C.粒子的運(yùn)動時間D.粒子的運(yùn)動時間為2t11、如圖所示,是放置于水平面內(nèi)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,M、P間接有定值電阻R。垂直導(dǎo)軌平面分布著方向向下的勻強(qiáng)磁場,金屬棒垂直導(dǎo)軌靜止放置且始終與導(dǎo)軌接觸良好。某時刻導(dǎo)體棒獲得瞬時速度向右運(yùn)動,直至靜止。不計(jì)導(dǎo)軌電阻,則流過導(dǎo)體棒的電流I和導(dǎo)體棒所受安培力分別隨時間t的變化圖像、流過導(dǎo)體棒的電荷量q和感應(yīng)電動勢E分別隨位移x變化圖像正確的是()
A.B.C.D.12、如圖所示,絕緣的水平面上固定有兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌電阻不計(jì),兩相同金屬棒a、b垂直導(dǎo)軌放置,其右側(cè)矩形區(qū)域內(nèi)存在恒定的勻強(qiáng)磁場,磁場方向豎直向上。現(xiàn)兩金屬棒分別以初速度和同時沿導(dǎo)軌自由運(yùn)動,先后進(jìn)入磁場區(qū)域。已知a棒離開磁場區(qū)域時b棒已經(jīng)進(jìn)入磁場區(qū)域,則a棒從進(jìn)入磁場到剛好離開磁場區(qū)域的過程中,電流i隨時間t的變化圖像可能正確的有()
A.B.C.D.13、如圖所示,一勻強(qiáng)磁場B垂直于傾斜放置的光滑絕緣斜面斜向上,勻強(qiáng)磁場區(qū)域在斜面上虛線ef與gh之間.在斜面上放置一質(zhì)量為m、電阻為R的矩形鋁框abcd,虛線ef、gh和斜面底邊pq以及鋁框邊ab均平行,且eh>bc.如果鋁框從ef上方的某一位置由靜止開始運(yùn)動.則從開始運(yùn)動到ab邊到達(dá)gh線之前的速度(v)﹣時間(t)圖象;可能正確的有()
A.B.C.D.14、如圖所示,電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌水平平行放置,間距為導(dǎo)軌的端接到匝數(shù)比為=的理想變壓器的原線圈兩端,變壓器的副線圈接有阻值為的電阻.在兩導(dǎo)軌間≥0區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面的磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度一阻值不計(jì)的光滑導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好.開始時導(dǎo)體棒處于處,從時刻起,導(dǎo)體棒在沿正方向的力作用下做速度為的勻速運(yùn)動,則()
A.導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的交變電流的頻率為2B.交流電壓表的示數(shù)為C.交流電流表的示數(shù)為D.在t時間內(nèi)力做的功為15、圖甲是小米手機(jī)無線充電器的示意圖。其工作原理如圖乙所示,該裝置可等效為一個理想變壓器,送電線圈為原線圈,受電線圈為副線圈。當(dāng)ab間接上220V的正弦交變電流后,受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1,受電線圈的匝數(shù)為n2,且n1:n2=5:1.兩個線圈中所接電阻的阻值均為R;當(dāng)該裝置給手機(jī)快速充電時,手機(jī)兩端的電壓為5V,充電電流為2A,則下列判斷正確的是()
A.流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5:1B.快速充電時,受電線圈cd兩端的輸出電壓為42.5VC.快速充電時,兩線圈上所接電阻的阻值D.充電期間使用手機(jī),易損壞電池評卷人得分三、填空題(共5題,共10分)16、如圖所示,一電子以速度1.0×107m/s與x軸成30°的方向從原點(diǎn)出發(fā),在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T.那么圓周運(yùn)動的半徑為______m,經(jīng)過______S時間,第一次經(jīng)過x軸.(電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg)17、電磁場與電磁波。
(1)麥克斯韋電磁場理論。
a.變化的磁場產(chǎn)生電場。
①在變化的磁場中放入一個閉合的電路,由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化,電路中會產(chǎn)生____。這個現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是變化的磁場在空間產(chǎn)生了____。
②即使在變化的磁場中沒有閉合電路,也同樣要在空間產(chǎn)生___。
b變化的電場產(chǎn)生磁場。
變化的電場也相當(dāng)于一種電流,也在空間產(chǎn)生___,即_____的電場在空間產(chǎn)生磁場。
(2)電磁場:變化的___和____所形成的不可分割的統(tǒng)一體。
(3)電磁波。
a.電磁波的產(chǎn)生:____變化的電場和____變化的磁場交替產(chǎn)生;由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播,形成電磁波。
b.電磁波的特點(diǎn)。
①電磁波____在真空中傳播。
②電磁波的傳播速度等于____。
③光在本質(zhì)上是一種電磁波。即光是以____形式傳播的一種電磁振動。
c.電磁波的波速。
①波速、波長、頻率三者之間的關(guān)系:波速=___×_____。
電磁波的波速c與波長λ、頻率f的關(guān)系是c=____。
②電磁波在真空中的傳播速度c=3×108m/s。18、如圖1所示,厚度為h,寬度為d的導(dǎo)體板放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于板的兩個側(cè)面向里,當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時,在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差;這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),這種導(dǎo)體板做成磁敏元件。當(dāng)前大量使用的磁傳感器就是由磁敏元件與集成電路制作的。
(1)若圖中的電流I是電子的定向運(yùn)動產(chǎn)生的,則導(dǎo)體板的上側(cè)面電勢比下側(cè)面電勢__________(高或低)
(2)設(shè)該導(dǎo)體板單位體積中自由電子的個數(shù)為n,導(dǎo)體板的寬度為d,通過導(dǎo)體板的電流為I,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電子電荷量為e,發(fā)生霍爾效應(yīng)時,導(dǎo)體板上下側(cè)面間的電勢差為__________19、如圖所示,A、B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,半圖示區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小。A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為_____,兩線圈的感應(yīng)電流之比為______。
20、有效值:讓交變電流與恒定電流分別通過______的電阻,如果在交變電流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的______相等,則此恒定電流的數(shù)值叫作交變電流的有效值。評卷人得分四、作圖題(共4題,共24分)21、在圖中畫出或說明圖中所示情形下通電導(dǎo)線I所受磁場力的方向。
22、要在居民樓的樓道安裝一個插座和一個電燈;電燈由光敏開關(guān)和聲敏開關(guān)控制,光敏開關(guān)在天黑時自動閉合,天亮?xí)r自動斷開;聲敏開關(guān)在有聲音時自動閉合,無聲音時自動斷開。在下圖中連線,要求夜間且有聲音時電燈自動亮,插座隨時可用。
23、在“探究楞次定律”的實(shí)驗(yàn)中;某同學(xué)記錄了實(shí)驗(yàn)過程的三個情境圖,其中有兩個記錄不全,請將其補(bǔ)充完整。
24、如圖所示:當(dāng)條形磁鐵向右靠近通電圓環(huán)時,圓環(huán)向右偏離,試在圖中標(biāo)出圓環(huán)中的電流方向___________.評卷人得分五、實(shí)驗(yàn)題(共4題,共36分)25、已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆;某同學(xué)利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系,部分電路如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)時,將熱敏電阻置于溫度控制室中,記錄不同溫度下電壓表和亳安表的示數(shù),計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA,則此時熱敏電阻的阻值為______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖(a)所示;
(2)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下,測得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ,由圖(a)求得,此時室溫為______℃(保留3位有效數(shù)字);
(3)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器,其電路的一部分如圖(b)所示。圖中,E為直流電源(電動勢為10V,內(nèi)阻可忽略);當(dāng)溫度升高時熱敏電阻的電壓將______(填升高或降低),當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時,便觸發(fā)報(bào)警器(圖中未畫出)報(bào)警,則圖中______(填“R1”或“R2”)應(yīng)使用熱敏電阻,若要求開始報(bào)警時環(huán)境溫度為50℃,另一固定電阻的阻值應(yīng)為______kΩ(保留2位有效數(shù)字)。26、由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值會隨溫度的變化而變化。利用熱敏電阻對溫度敏感的特性可設(shè)計(jì)一個火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng),要求熱敏電阻溫度升高至?xí)r;系統(tǒng)開始自動報(bào)警。所用器材有:
A.直流電源(內(nèi)阻不計(jì));
B.電流表(量程內(nèi)阻約);
C.電壓表(量程內(nèi)阻約);
D.熱敏電阻
E.報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過時就會報(bào)警,超過時就會損壞);
F.滑動變阻器(最大阻值);
G.電阻箱(最大阻值);
H.單刀單擲開關(guān)
I.單刀雙擲開關(guān)
J.導(dǎo)線若干。
(1)用圖(a)所示電路測量熱敏電阻的阻值。當(dāng)溫度為時,電壓表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為當(dāng)溫度為時,調(diào)節(jié)變阻器使電壓表讀數(shù)仍為電流表指針位置如圖(b)所示,此時熱敏電阻的阻值為__________該電路測得的阻值比真實(shí)值__________(填“偏大”或“偏小”)。由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而__________(填“增大”或“減小”)。
(2)某同學(xué)利用該熱敏電阻設(shè)計(jì)的火災(zāi)自動報(bào)警的電路實(shí)物連線如圖(c)所示,其中只有一個器件的導(dǎo)線連接有誤,該器件為__________(填寫器件名稱前的字母)。正確連接后,先把開關(guān)接到1,使用電阻箱對電路進(jìn)行調(diào)試,其阻值應(yīng)設(shè)置為__________然后使變阻器阻值逐漸減小,直至報(bào)警器開始報(bào)警,此時連入電路的阻值為__________電路調(diào)試完畢后,保持阻值不變,再把開關(guān)接到2,熱敏電阻便接入電路;火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)便可正常工作。
27、如圖甲所示,斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號,當(dāng)加在它的輸入端A的電勢逐漸上升到1.6V,輸出端Y會突然從高電平跳到低電平0.25V,而當(dāng)輸入端A的電勢下降到0.8V時;輸出端Y會從低電平跳到高電平3.4V。
(1)斯密特觸發(fā)器相當(dāng)于一種________門電路。
(2)如圖乙所示是一個溫度報(bào)警器的簡易電路圖,RT為熱敏電阻,R1為可變電阻(最大阻值為1kΩ),蜂鳴器工作電壓3~5V,熱敏電阻的阻值隨溫度變化如圖丙所示,若要求熱敏電阻在感測到80℃時報(bào)警,則R1應(yīng)調(diào)至________kΩ;若要求熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報(bào)警,R1的阻值應(yīng)________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
28、現(xiàn)要組裝一個酒精測試儀,它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。此傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化,規(guī)律如圖甲所示。酒精測試儀的調(diào)試電路如圖乙所示。目前國際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”;醉駕標(biāo)準(zhǔn)是“酒精氣體濃度≥0.8mg/mL”提供的器材有:
A.二氧化錫半導(dǎo)體型酒精傳感器
B.直流電源(電動勢為4V;內(nèi)阻不計(jì))
C.電壓表(量程為3V;內(nèi)阻非常大)
D.電阻箱(最大阻值為999.9Ω)
E.定值電阻(阻值為50Ω)
F.定值電阻(阻值為10Ω)
G.單刀雙擲開關(guān)一個;導(dǎo)線若干。
(1)為使電壓表改裝成酒精濃度測試表以判斷是否酒駕,應(yīng)選用定值電阻_______(填或);
(2)按照下列步驟調(diào)節(jié)此測試儀:
①電路接通前,先將電阻箱調(diào)為30.0Ω,然后開關(guān)向______(填“a”或“b”)端閉合,將電壓表此時指針對應(yīng)的刻度線標(biāo)記為______mg/mL;(保留兩位有效數(shù)字)
②逐步減小電阻箱的阻值,電壓表的示數(shù)不斷______(填“變大”或“變小”)。按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上“電壓”刻度線標(biāo)為對應(yīng)的“酒精濃度”;
③將開關(guān)向另一端閉合;測試儀即可正常使用。
(3)在電壓表刻度線上標(biāo)注一段紅色的長度以提醒酒駕的讀數(shù)范圍,該長度與電壓表總刻度線長度的比例為_______。(保留一位有效數(shù)字)評卷人得分六、解答題(共4題,共16分)29、如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,AO是∠xOy的角平分線,x軸上方存在水平向左的勻強(qiáng)電場,下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,兩電場的電場強(qiáng)度大小相等.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的質(zhì)點(diǎn)從OA上的M點(diǎn)由靜止釋放,質(zhì)點(diǎn)恰能沿AO運(yùn)動且通過O點(diǎn),經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上的C點(diǎn)(圖中未畫出)進(jìn)入第一象限內(nèi)并擊中AO上的D點(diǎn)(圖中未畫出).已知OM的長度m,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=(T),重力加速度g取10m/s2.求:
(1)兩勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大?。?/p>
(2)OC的長度L2;
(3)質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)到擊中D點(diǎn)所經(jīng)歷的時間t.30、如圖所示,在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L=0.2m,長為2d,d=0.5m,上半段d導(dǎo)軌光滑,下半段d導(dǎo)軌的動摩擦因素為導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=5T,方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m=0.2kg的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放,在粗糙的下半段一直做勻速運(yùn)動,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直,接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R=3Ω,導(dǎo)體棒的電阻為r=1Ω,其他部分的電阻均不計(jì),重力加速度取g=10m/s2;求:
(1)導(dǎo)體棒到達(dá)軌道底端時的速度大?。?/p>
(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入粗糙軌道前,通過電阻R上的電量q;
(3)整個運(yùn)動過程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q。31、如圖所示,光滑導(dǎo)軌和固定在豎直平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為L,兩端分別接有阻值分別為兩定值電阻,兩導(dǎo)軌間有一邊長為的正方形區(qū)域該區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌相互垂直且接觸良好,從處由靜止釋放;若金屬桿離開磁場前已做勻速運(yùn)動,其余電阻均不計(jì)。求:
(1)金屬桿離開磁場前的瞬間流過的電流大小和方向;
(2)金屬桿離開磁場時速度的大??;
(3)金屬桿穿過整個磁場過程中電阻上產(chǎn)生的電熱。
32、如圖所示,N=100匝的矩形線圈abcd,ab邊長l1=20cm,ad邊長l2=25cm,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場中,外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO'軸以n=6000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,線圈電阻r=1Ω,外電路電阻R=9Ω,t=0時線圈平面與磁感線平行,ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里;求:
(1)t=0時感應(yīng)電流的方向;
(2)感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式;
(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中流過電阻R的電荷量。
?參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、D【分析】【分析】
【詳解】
由圖可知,溫度升高至78°C時,水銀與金屬絲接觸,電路接通,L2亮燈報(bào)警。
故選D。2、C【分析】【分析】
【詳解】
因?yàn)镃CD能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量;因而是一種光傳感器,故C正確,ABD錯誤。
故選C。3、B【分析】【詳解】
CD.由題意知,要想得到以M為中心的亮線PQ,則電子束既要向上偏轉(zhuǎn),又要向下偏轉(zhuǎn),所以磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化時;磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向需要發(fā)生改變,CD錯誤;
A.由于圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定;則電子束受到的洛倫茲力大小相同,偏轉(zhuǎn)量也相同,則向同一方向偏轉(zhuǎn)的電子都打到同一點(diǎn),不能得到連續(xù)的亮線,A錯誤;
B.圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向均隨時間發(fā)生了變化,因此可得到亮線PQ;B正確。
故選B。4、B【分析】【分析】
【詳解】
圖乙所示的電流在0~時間內(nèi)大小恒定為逆時針,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直直面向外,由楞次定律可知原磁場在垂直直面向里的方向增大或垂直于直面向外在減小,且原磁場的變化率不變,時間內(nèi)電流大小與時間內(nèi)相同,但電流方向?yàn)轫槙r針,由右手螺旋定則可知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直直面向里,由楞次定律可知原磁場在垂直直面向里的方向減小或垂直于直面向外在增大,且原磁場的變化率不變,和時間內(nèi)相等;綜上所示可知B正確,ACD錯誤。
故選B。5、D【分析】【分析】
【詳解】
AB.當(dāng)條形磁鐵N極靠近A環(huán)時,A環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵對A環(huán)沒有安培力作用,A環(huán)將靜止不動;故AB錯誤;
C.條形磁鐵N極環(huán)靠近B環(huán)時,穿過B環(huán)的磁通量增加,B環(huán)閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵對B環(huán)產(chǎn)生安培力,阻礙兩者相對運(yùn)動,B環(huán)將遠(yuǎn)離磁鐵;故C錯誤;
D.條形磁鐵N極環(huán)遠(yuǎn)離B環(huán)時,穿過B環(huán)的磁通量減小,B環(huán)閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵對B環(huán)產(chǎn)生安培力,阻礙兩者相對運(yùn)動,B環(huán)將靠近磁鐵;但追不上磁鐵,故D正確。
故選D。6、B【分析】【詳解】
電熱代入數(shù)據(jù)得
解得電壓有效值為
發(fā)熱功率
故選B。7、D【分析】【詳解】
A.電壓表測量的是路端電壓的有效值,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值
因此,電壓表的示數(shù)
A錯誤;
BC.線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中,回路的平均電動勢
平均電流
通過燈泡的電荷量
B;C錯誤;
D.電燈中產(chǎn)生的焦耳熱
D正確。
故選D。二、多選題(共8題,共16分)8、B:D【分析】【詳解】
AB.要加速次數(shù)最多最終能量最大;則被加速帶電粒子只能由加速器的中心附近進(jìn)入加速器,而從邊緣離開加速器,故A錯誤,B正確;
C.據(jù)回旋加速器的工作原理知,電場的周期等于粒子在磁場運(yùn)動的周期,所以
與帶電粒子的速度大小無關(guān);故C錯誤;
D.帶電粒子在磁場中洛倫茲力提供向心力,所以
所以
據(jù)表達(dá)式可知,帶電粒子獲得的最大動能取決于D形盒的半徑,所以最大動能為
那么粒子從D形盒射出時的動能隨D形盒半徑的增大而增大;故D正確。
故選BD。9、B:C【分析】【詳解】
A.根據(jù)粒子軌跡的方向結(jié)合左手定則知;帶電粒子帶負(fù)電,故A錯誤;
B.根據(jù)題意畫出粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡如圖所示,做入射速度的垂線,連接OP作中垂線,兩線相交與A點(diǎn),A點(diǎn)即為軌跡的圓心,設(shè)OP與x軸夾角為α;由幾何關(guān)系有。
所以得到
由牛頓第二定律得
得
故B正確;
C.根據(jù)以上分析知
故
設(shè)粒子射出磁場的速度與x軸正向夾角為β,速度的偏轉(zhuǎn)角與粒子運(yùn)動軌跡所對應(yīng)的圓心角相等,由幾何關(guān)系可知出射速度方向與x軸的夾角為37°;故C正確;
D.由于
故粒子在磁場中不能完成半個圓周運(yùn)動,運(yùn)動時間不能達(dá)到若改變粒子的入射方向,在磁場中運(yùn)動時間半個周期對應(yīng)的粒子的入射速度方向是沿著y軸正方向進(jìn)入磁場的粒子,此時粒子在磁場中運(yùn)動的時間故D錯誤。
故選BC。10、B:C【分析】【詳解】
AB.帶電粒子的速度大小為v,方向與ab成直角時,恰好能反向飛出磁場,則粒子軌跡如圖
由圖可知,粒子的偏轉(zhuǎn)半徑為
若只將cbd半圓內(nèi)磁場方向變成垂直紙面向里,粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑
A錯誤B正確;
CD.帶電粒子的速度大小為v,方向與ab成直角時,恰好能反向飛出磁場,且粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t,由上圖可知
若只將cbd半圓內(nèi)磁場方向變成垂直紙面向里,粒子仍然從P點(diǎn)打入,則粒子軌跡如下圖
由圖知粒子在磁場中運(yùn)動的時間
則
D錯誤C正確。
故選BC。11、A:C:D【分析】【詳解】
A.導(dǎo)體棒向右做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動,而
故感應(yīng)電流I隨時間減??;且變化得越來越慢,選項(xiàng)A正確;
B.由
可知,隨時間的變化應(yīng)與I隨時間的變化一致;選項(xiàng)B錯誤;
C.電荷量
選項(xiàng)C正確;
D.根據(jù)動量定理
感應(yīng)電動勢
解得
選項(xiàng)D正確。
故選ACD。12、A:C【分析】【詳解】
a棒以速度2v0先進(jìn)入磁場切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流為
a棒受安培阻力做變加速直線運(yùn)動,感應(yīng)電流也隨之減小,即圖像的斜率逐漸變??;設(shè)當(dāng)b棒剛進(jìn)入磁場時a棒減速的速度為此時的瞬時電流為
若即
此時雙棒雙電源反接,電流為零,不受安培力,兩棒均勻速運(yùn)動離開,圖像中無電流的圖像;
若即
此時雙棒雙電源的電動勢不等要抵消一部分,因b棒的速度大,電流方向以b棒的流向,與原a棒的流向相反即為負(fù),大小為
b棒通電受安培力要減速,a棒受安培力而加速;則電流逐漸減?。?/p>
由以上分析可知;AC正確,BD錯誤。
故選AC。13、A:D【分析】【詳解】
線框開始階段;未進(jìn)入磁場,做勻加速直線運(yùn)動,進(jìn)入磁場時,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到沿斜面向上的安培力,若速度適中,安培力與重力沿斜面向下的分力大小相等,則線圈做勻速直線運(yùn)動,由于磁場的長度大于線圈的長度,所以當(dāng)線圈在磁場中運(yùn)動的位移大于線圈的寬度后,線圈完全進(jìn)入磁場中,由于磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈做勻加速直線運(yùn)動,線圈dc邊出磁場時,開始做加速度減小的減速運(yùn)動,最后可能做勻速運(yùn)動,速度大于等于線圈進(jìn)入磁場時的速度,故A正確BC錯誤;若線圈進(jìn)入磁場時速度較小,線圈做加速度減小的加速運(yùn)動,線圈完全進(jìn)入磁場中,由于磁通量不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈做勻加速直線運(yùn)動,線圈dc邊出磁場時,開始做加速度減小的減速運(yùn)動,最后可能做勻速運(yùn)動,速度大于等于線圈進(jìn)入磁場時的速度,故D正確.
【點(diǎn)睛】
線框未進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動,進(jìn)入磁場時,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,受到沿斜面向上的安培力,根據(jù)安培力與重力沿斜面向下的分力關(guān)系,判斷線框的運(yùn)動情況.14、B:C【分析】【詳解】
A.在t時刻ab棒的坐標(biāo)為感應(yīng)電動勢
則交變電流的角頻率為
交變電流的頻率為
A錯誤;
B.原線圈兩端的電壓
由得副線圈兩端的電壓為
故交流電壓表的示數(shù)為B正確;
C.副線圈中電流有效值為
由
得原線圈中電流有效值為
所以交流電流表的示數(shù)為C正確;
D.在t時間內(nèi)力F做的功等于R產(chǎn)生的熱量,為
D錯誤.
故選BC。15、B:C:D【分析】【分析】
【詳解】
A.流過送電線圈與受電線圈的電流之比
故A錯誤;
BC.已知手機(jī)兩端電壓充電電流又
聯(lián)立解得
故BC正確;
D.由于使用時手機(jī)內(nèi)部的電流與電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài);則通過受電線圈對手機(jī)充電易損壞電池,故D正確。
故選BCD。三、填空題(共5題,共10分)16、略
【分析】【分析】
【詳解】
電子所受到的洛倫茲力提供它做勻速圓周運(yùn)動的向心力,即解得:圓周運(yùn)動的半徑代入數(shù)據(jù)可得:.
電子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖。
則電子第一次經(jīng)過x軸所用時間又聯(lián)立解得:.【解析】17、略
【解析】①.感應(yīng)電流②.電場③.電場④.生磁場⑤.變化⑥.電場⑦.磁場⑧.周期性⑨.周期性⑩.可以?.光速?.波動?.波長?.頻率?.λf18、略
【分析】【詳解】
(1)[1]規(guī)定電流方向與負(fù)電荷定向移動的方向相反,由于電流的方向向右,則電子移動的方向向左,由左手定則可知電子會向A即上側(cè)面偏轉(zhuǎn);故上側(cè)面的電勢低于下側(cè)面的電勢。
(2)[2]發(fā)生霍爾效應(yīng)時,根據(jù)受力平衡可知
根據(jù)電流的微觀表達(dá)式有
聯(lián)立解得【解析】低19、略
【分析】【詳解】
[1]對任一半徑為的線圈,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:
由于相同,相同,則得:
因故A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為:
[2]根據(jù)電阻定律得:線圈的電阻為:
由于相同,兩線圈電阻之比為:
線圈中感應(yīng)電流:
聯(lián)立得到:【解析】20、略
【解析】①.大小相同②.熱量四、作圖題(共4題,共24分)21、略
【分析】【詳解】
根據(jù)左手定則,畫出通過電導(dǎo)線I所受磁場力的方向如圖所示。
【解析】22、略
【分析】【分析】
根據(jù)題中“要在居民樓的樓道安裝一個插座和一個電燈”可知;本題考查交流電的常識,根據(jù)開關(guān)作用和交流電接線常識,進(jìn)行連接電路圖。
【詳解】
晚上;天黑光控開關(guān)閉合,有人走動發(fā)出聲音,聲控開關(guān)閉合,燈亮,說明兩個開關(guān)不能獨(dú)立工作,只有同時閉合時,燈才亮,即兩個開關(guān)和燈泡是三者串聯(lián)后連入電路;根據(jù)安全用電的原則可知,開關(guān)控制火線,開關(guān)一端接火線,一端接燈泡頂端的金屬點(diǎn),零線接燈泡的螺旋套;三孔插座通常的接線方式是面對插座,上孔接地線,左孔接零線,右孔接火線;電路圖如下圖所示。
【解析】23、略
【分析】【分析】
【詳解】
由第一個圖可知:當(dāng)條形磁鐵的N極插入線圈過程中;電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),則有:線圈中向下的磁場增強(qiáng),感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場方向向上,則指針向右偏,記錄完整。
第二個圖指針向左偏;說明感應(yīng)電流的磁場方向向下,與磁鐵在線圈中的磁場方向相反,則線圈中磁場增強(qiáng),故磁鐵向下運(yùn)動,如圖。
第三個圖指針向右偏;說明感應(yīng)電流的磁場方向向上,與磁鐵在線圈中的磁場方向相同,則線圈中磁場減弱,故磁鐵向上運(yùn)動,如圖。
【解析】24、略
【分析】【詳解】
當(dāng)條形磁鐵向右靠近圓環(huán)時;導(dǎo)線線圈的磁通量向右增大,由楞次定律:增反減同可知,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向順時針(從右向左看),如圖所示:
【解析】如圖所示五、實(shí)驗(yàn)題(共4題,共36分)25、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]根據(jù)歐姆定律得。
(2)[2]由圖(a)可知;熱敏電阻的阻值為2.2kΩ時溫度為25.5℃;
(3)[3]由圖(a)可知;溫度越高,熱敏電阻阻值減小,其電壓降低;
[4]如果R2為熱敏電阻,溫度越高,電阻阻值越小,其電壓越小,越不會報(bào)警。所以圖中R1為熱敏電阻。
[5]由圖可知,50℃時熱敏電阻R1為800歐;根據(jù)串聯(lián)電阻的電壓分配規(guī)律得。
【解析】25.5降低R126、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1][2][3]由圖(b)可知,電流表的示數(shù)為則此時熱敏電阻的阻值為。
該方法所測電流值為真實(shí)電流值;所測電壓值為熱敏電阻和電流表兩端的總電壓,故根據(jù)。
可知此時所測電阻值偏大;在相同電壓下;溫度越高,通過電流越大,說明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小;
(2)[4][5][6]滑動變阻器的導(dǎo)線連接有誤,兩根導(dǎo)線都連接在上端,無法起到改變接入電阻阻值的作用,接線柱應(yīng)一上一下連接;先使用電阻箱進(jìn)行調(diào)試,其阻值設(shè)置應(yīng)為的自動報(bào)警電阻,即此時要求剛好在時自動報(bào)警,則通過電路的電流報(bào)警器和電流表的電阻很小,可忽略不計(jì),可得此時滑動變阻器的阻值為。
【解析】600偏大減小600300027、略
【分析】【詳解】
(1)[1]輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反;相當(dāng)于非門電路。
(2)[2]熱敏電阻在80℃時的電阻是RT=80Ω,斯密特觸發(fā)器輸入端A的電勢是0.8V時,輸出端Y的電壓為3.4V,這時蜂鳴器開始工作。由串
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