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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年冀教版選擇性必修2物理下冊階段測試試卷116考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______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8題,共16分)1、零刻度在表盤正中間的電流計,非常靈敏,通入電流后,線圈所受安培力和螺旋彈簧的彈力作用達到平衡時,指針在示數(shù)附近的擺動很難停下,使讀數(shù)變得困難。在指針轉軸上裝上的扇形鋁框或扇形鋁板,在合適區(qū)域加上磁場,可以解決此困難。下列方案合理的是()A.B.C.D.2、如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的直流電阻不可以忽略;下列說法中正確的是()
A.合上S時,A1和A2同時亮起來B.合上S時,A2比A1先亮,且最后A2比A1要亮些C.斷開S時,A2立刻熄滅,A1過一會兒熄滅D.斷開S時,A2會閃亮一下才熄滅3、如圖甲電路中,是電阻不計的電感器,是電容器,閉合開關待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后,再斷開開關電路中將產生電磁振蕩,如果規(guī)定電感器中的電流方向從到為正,斷開開關的時刻為那么圖乙中能正確表示電感器中的電流隨時間變化規(guī)律的是()
A.B.C.D.4、一單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸轉動,產生的交變電壓的瞬時值表達式為e=20sin5πt(V)。在該線圈轉動的過程中,穿過線圈的磁通量的最大值為()A.4WbB.5πWbC.WbD.Wb5、如圖甲所示,ab兩點間接入電壓如圖乙變化的交流電源,電阻滑動變阻器R2初始狀態(tài)電阻為理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為則()
A.若滑動變阻器時,電流表示數(shù)為4.4AB.若滑動變阻器滑片向右移動時,的功率逐漸增大C.若改變滑動變阻器阻值,使的功率最大時,此時D.若保持滑動變阻器不變,只改變原副線圈匝數(shù)比,使功率最大時,原副線圈匝數(shù)比為6、某一空間可能存在電場,也可能存在磁場,將一電子靜止釋放,忽略其所受的重力和空氣阻力,下列判斷正確的是()A.如果空間只存在勻強電場,電子將做勻速直線運動B.如果空間只存在勻強磁場,電子將做勻速圓周運動C.如果空間只存在勻強電場,電子將做勻加速直線運動D.如果空間只存在勻強磁場,電子將做勻加速曲線運動7、如圖,水平面上固定有間距為L的兩根平行光滑金屬導軌P、Q。矩形區(qū)域EFGH內有一方向垂直導軌平面向上、感應強度大小為B的勻強磁場。在t=t1時刻,兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界EF、GH以相同速率v0進入磁場,一段時間后,t=t2時,流經a棒的電流為0,此時a、b棒仍位于磁場區(qū)域內。已知a、b由相同材料制成,長度均為L,電阻分別為R和2R(其他電阻不計),a棒的質量為m。在運動過程中兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好,a、b棒沒有相碰;則()
A.t1時刻a棒加速度大小為B.t2時刻b棒的速度為0C.t1~t2時間內,a棒產生的焦耳熱為D.要使a、b不相碰,邊界EF與GH的距離至少為8、沈括在《夢溪筆談》中記載了“方家以磁石磨針鋒;則能指南,然常微偏東,不全南也”。現(xiàn)代研究表明,地球地磁場的磁感線分布如圖所示。下列與地磁場有關說法正確的是()
A.地理南、北極與地磁場的南、北極重合B.垂直地面射向赤道的電子流受到向西的洛倫茲力C.地球表面赤道附近的地磁場最強D.向西飛過的飛機,飛行員左側機翼的電勢比右側高評卷人得分二、多選題(共7題,共14分)9、如圖所示,區(qū)域內存在磁感應強度為B、垂直紙面向里的勻強磁場。電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導線框MON繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界)。則()
A.ON邊進入磁場過程中感應電流大小為B.線框整體在磁場中轉動時,M的電勢比O點電勢高C.線框整體在磁場中轉動時,如在MN邊串接一個電流表,電流表的讀數(shù)為零D.線框整體在磁場中轉動時,如在MN邊并接一個電壓表,電壓表的讀數(shù)不為零10、利用霍爾效應制作的霍爾元件,被廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應強度為的勻強磁場垂直于霍爾元件的工作面向下,通入圖示方向的電流兩側面會形成電勢差下列說法正確的是()
A.電勢差僅與材料有關B.若霍爾元件的載流子是自由電子,則電勢差C.僅增大磁感應強度時,電勢差變大D.在測定地球赤道上方的地磁場強弱時,元件的工作面應保持水平11、下圖是用渦電流金屬探測器探測地下金屬物的示意圖。關于該探測器;下列說法中正確的是()
A.探測器內的探測線圈會產生交變磁場B.探測器只能探測到有磁性的金屬物C.探測器能探測到地下的金屬物是因為探頭中產生了渦電流D.探測器能探測到地下的金屬物是因為金屬物中產生了渦電流12、如圖所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛另一個線圈Q,P與Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時間變化的規(guī)律如圖4b所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N;則()
A.t1時刻N>GB.t2時刻N>GC.t3時刻N<GD.t4時刻N=G13、如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,存在兩個大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向與斜面垂直,兩磁場的寬度MJ和JG均為L,一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框,由靜止開始沿斜面下滑,當ab邊剛越過GH進入磁場時,線框恰好以速度v0做勻速直線運動;當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框又恰好以速度v做勻速直線運動;則()
A.v0=4vB.線框離開MN的過程中電流方向為adcbaC.當ab邊剛越過JP時,線框加速度的大小為gsinθD.從ab邊剛越過GH到ab邊剛越過MN過程中,線框產生的熱量為14、如圖,傾角為30的足夠長光滑斜面上,水平界線PQ以下存在垂直斜面向下的磁場,PQ位置x=0,磁感應強度B隨沿斜面向下位移x(以m為單位)的分布規(guī)律為B=8-2x(T)。一邊長為L=2m(小于PQ長度),質量為M=4kg,電阻R=4Ω的金屬框abcd從PQ上方某位置靜止釋放,進入磁場的過程中由于受到平行斜面方向的力F作用,金屬框保持恒定電流I=2A,且金屬框在運動過程中ab邊始終與PQ平行,g=10m/s2;下列說法正確的是()
A.力F沿斜面向上B.金屬框進入磁場的過程中產生的電熱為48JC.金屬框進入磁場的過程中力F做功9.5JD.若金屬框剛完全進入磁場后立即撤去力F,金屬框將開始做勻加速直線運動15、有一種測量人體重的電子秤,其原理如圖中虛線內所示,它主要由三部分構成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質是理想電流表).設踏板的質量可忽略不計,已知理想電流表的量程為3A,電源電動勢為12V,內阻為2Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω).下列說法正確的是()
A.該秤能測量的最大體重是1400NB.該秤能測量的最大體重是1300NC.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處D.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400A處評卷人得分三、填空題(共9題,共18分)16、如圖所示,金屬圓環(huán)套在光滑的絕緣水平桿上,左側一條形磁鐵,正在沿圓環(huán)軸心方向朝環(huán)運動.我們可以判斷,圓環(huán)中形成的感應電流方向為________(從右往左看)(填“順時針”或“逆時針”),環(huán)受安培力作用會向________(填“右”或“左”)運動.17、如圖所示,LC振蕩電路中振蕩電流的周期為自振蕩電流沿逆時針方向達到最大值時開始計時,當時,電容器正處于______狀態(tài)(選填“充電”“放電”“充電完畢”或“放電完畢”),這時電容器的上極板______(選填“帶正電”“帶負電”或“不帶電”)。
18、感生電動勢:
由______電場產生的電動勢叫感生電動勢。19、如圖所示電路中,L是自感系數(shù)足夠大的線圈,它的電阻可忽略不計,和是兩個完全相同的小燈泡。將電鍵K閉合,再將電鍵K斷開,則觀察到的現(xiàn)象是:K閉合瞬間,______________________________,______________________________。
20、電阻應變片能夠把物體形變這個力學量轉換為_______這個電學量。21、光敏電阻在被光照射時______發(fā)生變化,光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為_____這個電學量。22、行人闖紅燈是造成交通事故的違法行為之一,為記錄并處罰這種行為,設計了一種闖紅燈測量器,其原理為:路口人行道兩頭停止處均淺埋阻值R隨壓力F變化如圖甲所示的壓敏電阻,將壓敏電阻接入如圖乙所示的電路中,已知控制電路中電源的電動勢為12V,內阻為12繼電器線圈電阻為38滑動變阻器連入電路的電阻為100當控制電路中的電流大于0.05A時;銜鐵會被吸引,從而啟動工作電路,電控照相機拍照記錄違法行為。
(1)當綠燈亮起時,光控開關應處于___________(選填“閉合”或“斷開”)狀態(tài)。
(2)當紅燈亮起時,某人經過人行道停止處,電流表A的示數(shù)會變___________(選填“大”或“小”)。
(3)質量超過___________kg的行人闖紅燈時才會被拍照記錄(取重力加速度大小)。
(4)若要增大“行人闖紅燈違法記錄儀”的靈敏度,確保體重較小的行人闖紅燈時也能被拍照,請?zhí)岢鲆粋€可行的方案___________。23、如圖所示是飲水器的自動控制電路,左邊是一個在水溫較低時對水加熱的容器,內有密封絕緣的電熱絲發(fā)熱器和接觸開關只要有水浸沒它就會導通;水面低于時;不會加熱。
(1)是一個熱敏電阻,低溫時呈現(xiàn)高電阻,右邊P是一______(選填“與”、“或”或“非”)邏輯門,接在電源之間,圖中J是一個繼電器,可以控制發(fā)熱器工作與否。是一個可變電阻,低溫時應______(選填“遠大于”或“遠小于”)
(2)請闡述此飲水機的自動加熱原理______。24、云南省居民生活用的交流電,其電壓峰值是220V,有效值是___V,頻率是_____Hz,周期是_____s。評卷人得分四、作圖題(共4題,共24分)25、在圖中畫出或說明圖中所示情形下通電導線I所受磁場力的方向。
26、要在居民樓的樓道安裝一個插座和一個電燈;電燈由光敏開關和聲敏開關控制,光敏開關在天黑時自動閉合,天亮時自動斷開;聲敏開關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。
27、在“探究楞次定律”的實驗中;某同學記錄了實驗過程的三個情境圖,其中有兩個記錄不全,請將其補充完整。
28、如圖所示:當條形磁鐵向右靠近通電圓環(huán)時,圓環(huán)向右偏離,試在圖中標出圓環(huán)中的電流方向___________.評卷人得分五、實驗題(共4題,共16分)29、某同學設計了一個簡易的溫控裝置,實驗原理電路圖如圖所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當通過繼電器的電流超過15mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約20n,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關系如下表所示。
。t/°C
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
Rt/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的實驗器材有∶電源E1(3V,內阻不計)、電源E2(6V,內阻不計)滑動變阻器R1(0~200Ω)滑動變阻器R2(0~500Ω)、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0~999.9Ω)開關S、導線若干。為使該裝置能實現(xiàn)對30~80°C之間任一溫度的控制,電源E應選用_______(選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應選用_____(選填“R1”或“R2”)。
(2)欲使銜鐵在熱敏電阻為50°C時被吸合,下列操作步驟的正確順序是_____①。(填寫各步驟前的序號)
①將熱敏電阻接入電路。
②觀察到繼電器的銜鐵被吸合。
③斷開開關;將電阻箱從電路中移除。
④合上開關;調節(jié)滑動變阻器的阻值。
⑤斷開開關;用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調至108.1Ω
(3)若按(2)步驟正確操作后,發(fā)現(xiàn)在溫度達到50°C時加熱器仍在加熱。說明熱敏電阻在50°C時的阻值比表格中給出的阻值______。(填“偏大"或“偏小”)30、磁體和電流之間;磁體和運動電荷之間、電流和電流之間都可通過磁場而相互作用;此現(xiàn)象可通過以下實驗證明:
(1)如圖(a)所示,在重復奧斯特的電流磁效應實驗時,為使實驗方便效果明顯,通電導線應______.此時從上向下看,小磁針的旋轉方向是_________________(填順時針或逆時針).
A.平行于南北方向;位于小磁針上方。
B.平行于東西方向;位于小磁針上方。
C.平行于東南方向;位于小磁針下方。
D.平行于西南方向;位于小磁針下方。
(2)如圖(b)所示是電子射線管示意圖.接通電源后,電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉,在下列措施中可采用的是__________.(填選項代號)
A.加一磁場,磁場方向沿z軸負方向B.加一磁場,磁場方向沿y軸正方向。
C.加一電場,電場方向沿z軸負方向D.加一電場,電場方向沿y軸正方向。
(3)如圖(c)所示,兩條平行直導線,當通以相同方向的電流時,它們相互________(填排斥或吸引),當通以相反方向的電流時,它們相互___________(填排斥或吸引),這時每個電流都處在另一個電流的磁場里,因而受到磁場力的作用.也就是說,電流和電流之間,就像磁極和磁極之間一樣,也會通過磁場發(fā)生相互作用.31、某同學用如圖所示的電路探究影響感應電流的因素,G為靈敏電流計(已知電流由“+”接線柱流入,指針向右偏轉;電流由“”接線柱流入;指針向左偏轉),采用如下步驟完成實驗:
(1)如圖(a),將條形磁鐵的N極向下插入線圈的過程中,該同學發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針___________(填“向左偏轉”“向右偏轉”或“不偏轉”)。
(2)如圖(b),將條形磁鐵的S極向上抽出線圈的過程中,該同學發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針___________(填“向左偏轉”“向右偏轉”或“不偏轉”)。
(3)經過多次實驗操作,得出結論:當穿過線圈的磁通量增大時,感應電流的磁場方向與條形磁鐵在線圈內產生的磁場方向___________(填“相同”“相反”或“沒有關系”);當穿過線圈的磁通量減小時,感應電流的磁場方向與條形磁鐵在線圈內產生的磁場方向___________(填“相同”“相反”或“沒有關系”)。32、某同學利用實驗室中的自耦變壓器做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關系”的實驗。圖甲為變壓器的實物圖;圖乙為其內部結構圖,圖丙為實驗原理圖。除自耦變壓器外實驗室還提供了如下器材。
A.直流電壓表;B.多用電表;C.220V交流電源;D.交直流學生電源;E.低壓直流電源;F.滑動變阻器“202A”;G.滑動變阻器“50.5A”;H.開關;導線若干。
回答下列問題:
(1)實驗中電源應選用______,測量電壓的電表應選用______,滑動變阻器應選用______;
(2)實驗中原線圈的匝數(shù)用圖甲刻度盤上的______表示;副線圈的匝數(shù)用圖甲刻度盤上的手柄上的指針指示刻度表示。
(3)為了實驗過程中的安全,下列做法正確的是______
A.為了人身安全;只能使用低壓電源,所用電壓不要超過12V
B.連接好電路后;應先檢查電路連接是否正確,再接通電源進行實驗。
C.因為使用電壓較低;通電時可用手直接接觸裸露的導線;接線柱。
D.為了測量電表的安全;測量電壓時,先選用最大量程試測。
(4)實驗中想通過調節(jié)滑動變阻器改變副線圈上的電壓,是否可行?______
(5)下表為某次實驗得到的數(shù)據(jù),從數(shù)據(jù)上發(fā)現(xiàn)電壓比總小于匝數(shù)比,除測量誤差外造成這一結果的主要原因是(說出兩個原因):①______②______
表1:實驗數(shù)據(jù)記錄表(表盤總刻度為240U1=12V)。實驗次數(shù)12345指針指示刻度406080120200U2/N1.902.923.945.969.98評卷人得分六、解答題(共3題,共27分)33、如圖甲所示,某粒子從容器A正下方的小孔飄入與之間的加速電場中,其初速度可視為零,電場兩極板之間的電壓為U,經電場加速后通過小孔恰好沿圓弧通過靜電分析器,為圓弧的圓心,在同一水平線上,從小孔離開后,由正方體右側面中心位置處小孔(即圖中坐標系原點)向左上方沿平面進入z軸水平的正方體空腔內。已知靜電分析器內有均勻輻向分布的電場,粒子運動軌跡處電場強度大小恒定,圓弧半徑和正方體邊長均為L,粒子的質量為m,帶電量為重力不計。
(1)求粒子在圓弧運動軌跡處電場強度大小E;
(2)若在空腔內加平行于y軸且沿軸方向、電場強度大小為的勻強電場,求粒子從點進入空腔到打在空腔壁上的時間及打在空腔壁上的位置坐標;
(3)若空腔平行于y軸的邊長變?yōu)樽銐虼?,其他方向邊長不變,在空腔內加與y軸平行、磁感應強度隨時間的周期性變化規(guī)律如圖乙所示的磁場,其中規(guī)定當磁場方向沿y軸正方向時磁感應強度為正;求粒子打在空腔壁上的位置坐標;
(4)若保持(3)問條件不變,平行于x軸的邊長也變?yōu)樽銐虼?,平行于z軸的邊長不變,在空腔內再加平行于y軸且沿軸方向、電場強度大小為的勻強電場;求粒子打在空腔壁上的速度大小。
34、平行金屬板M、N間距離為d,其上有一內壁光滑的半徑為R的絕緣圓筒與N板相切,切點處有一小孔S。圓筒內有垂直圓筒截面方向的勻強磁場,磁感應強度為B。電子與孔S及圓心O在同一直線上。M板內側中點C處有一質量為m、電荷量為e的靜止電子,經過M、N間的電場加速后射入圓筒;在圓筒壁上碰撞2次后,恰好沿原路返回到出發(fā)點。若電子受重力不計,碰撞過程中能量損失不計,求:
(1)電子在磁場中運動的速度大小;
(2)電子從C點出發(fā)到再次返回C點需要的時間。
35、如圖所示,半徑為L的金屬圓環(huán)內部等分為兩部分,兩部分各有垂直于圓環(huán)平面、方向相反的勻強磁場,磁感應強度大小均為B0,與圓環(huán)接觸良好的導體棒繞圓環(huán)中心O勻速轉動。圓環(huán)中心和圓周用導線分別與兩個半徑為R的D形金屬盒相連,D形盒處于真空環(huán)境且內部存在著磁感應強度為B的勻強磁場,其方向垂直于紙面向里。t=0時刻導體棒從如圖所示位置開始運動,同時在D形盒內中心附近的A點,由靜止釋放一個質量為m,電荷量為-q(q>0)的帶電粒子,粒子每次通過狹縫都能得到加速,最后恰好從D形盒邊緣出口射出。不計粒子重力及所有電阻,忽略粒子在狹縫中運動的時間,導體棒始終以最小角速度ω(未知)轉動;求:
(1)ω的大??;
(2)粒子在狹縫中加速的次數(shù);
(3)考慮實際情況,粒子在狹縫中運動的時間不能忽略,求狹縫寬度d的取值范圍。
參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、D【分析】【分析】
【詳解】
AC.如圖所示;當指針向左偏轉時,鋁框或鋁板可能會離開磁場,產生不了渦流,起不到電磁阻尼的作用,指針不能很快停下,A;C方案不合理,AC錯誤;
B.此圖是鋁框;磁場在鋁框中間,當指針偏轉角度較小時,鋁框不能切割磁感線,不能產生感應電流,起不到電磁阻尼的作用,指針不能很快停下,B方案不合理,B錯誤;
D.此圖是鋁板;磁場在鋁板中間,無論指針偏轉角度大小,都會在鋁板上產生渦流,起到電磁阻尼的作用,指針會很快穩(wěn)定的停下,便于讀數(shù),D方案合理,D正確。
故選D。2、B【分析】【分析】
【詳解】
AB.合上開關接通電路時,A2立即正常發(fā)光,線圈中電流要增大,由于自感電動勢的阻礙,燈泡A1中電流只能逐漸增大,則A2先亮,A1后亮,最后因線圈L支路的電阻較大,則電流較小,即最后A2比A1要亮些。故A錯誤B正確。
CD.斷開開關時,A2原來的電流立即減小為零,線圈中產生自感電動勢,兩燈泡串聯(lián)和線圈組成回路,回路中電流從原來值逐漸減小到零,則A1和A2都要過一會兒才熄滅。故CD錯誤。
故選B。3、C【分析】【詳解】
S斷開前,ab段短路,電流從電容器不帶電;S斷開時,ab中產生自感電動勢,阻礙電流減小,給電容器C充電,此時電流負向最大;給電容器充電過程,電容器充電量最大時,ab中電流減為零;此后,LC回路發(fā)生電磁振蕩形成交變電流.
AD.電流從最大值開始變化;故A項不合題意;D項不合題意.
B.電流從負向最大開始減??;故B項不合題意.
C.電流的變化圖象與分析過程相符;故C項符合題意.4、D【分析】【分析】
【詳解】
線圈在勻強磁場中轉動的角速度大小ω=5πrad/s、產生的交變電壓的最大值Em=20V,結合公式Em=BSω
可得,在線圈轉動的過程中,穿過線圈磁通量的最大值Wb
故選D。5、D【分析】【詳解】
AB.輸入的交流電源的有效值為
設電流表的示數(shù)為根據(jù)電流與匝數(shù)比的關系可知原線圈的電流為
副線圈的電壓為
則原線圈的電壓為
則
聯(lián)立可得
則
根據(jù)
可知若滑動變阻器滑片向右移動時,變小,根據(jù)可知的功率逐漸減?。籄B錯誤;
C.將原線圈等效為電阻阻值為根據(jù)電路結構可知,原線圈消耗功率
化簡得
可知根據(jù)數(shù)學知識可知,當時,的功率最大,此時
C錯誤;
D.設原副線圈的匝數(shù)比為根據(jù)AB選項分析可知,可以將原線圈電阻等效為結合C選項分析,當時,功率最大,即
解得
可知若保持滑動變阻器不變,只改變原副線圈匝數(shù)比,使功率最大時,原副線圈匝數(shù)比為D正確。
故選D。6、C【分析】【詳解】
AC.如果空間只存在勻強電場;電子只受電場力,由于是勻強電場,所受電場力為恒力,所以電子做初速度為零的勻加速直線運動,故C正確,A錯誤;
BD.如果空間只存在勻強磁場;所以電子不受任何力的作用,所以電子將靜止,故BD錯誤。
故選C。7、A【分析】【詳解】
A.由右手定則可知,a、b棒在磁場中運動產生的感應電流方向是逆時針方向,則回路中的電動勢為兩棒產生的電動勢之和,在t=t1時刻,即為E=2BLv0
對a棒,由牛頓第二定律可得BIL=ma
A正確;
B.由題意可知,金屬棒a、b的電阻率相同,長度相同,電阻分別為R和2R,由電阻定律可得
長度相同,可知a的體積是b的2倍,密度相同,則a的質量是b的2倍,即b的質量為金屬棒a、b在磁場中時,流經的電流等大反向,所受安培力等大反向,a、b組成的系統(tǒng)所受合外力等于零,則有該系統(tǒng)動量守恒,在t=t2時,流經a棒的電流是0,則有a、b棒之間的磁通量不變,因此兩者的速度相同,設為v,取水平向右為正方向,由動量守恒定律可得
解得
即t2時刻b棒的速度為B錯誤;
C.t1~t2時間內,對a、b組成的系統(tǒng),由能量守恒定律可得
解得t1~t2時間內,a棒產生的焦耳熱為
C錯誤;
D.由題意可知,b棒的質量小,加速度大,在向左運動中,速度減小的快,速度減到零后,開始向右做加速運動,a棒繼續(xù)向右做減速運動,當兩棒速度相等且不相碰,此時兩棒的距離最近,兩棒速度均為設兩棒開始運動到兩棒速度相等,兩棒的位移大小之和為x,由電磁感應定律,則有
金屬棒受安培力的平均值為
對a棒由動量定理可得
解得要使a、b不相碰,邊界EF與GH的距離至少為
D錯誤。
故選A。8、B【分析】【分析】
【詳解】
A.地磁場的北極在地理南極附近;地磁場的南極在地理北極附近,且地球內部也存在磁場,由地磁場的南極指向地磁場的北極,故A錯誤;
B.電子流的方向從上而下射向地球表面;地磁場方向在赤道的上空從南指向北,根據(jù)左手定則,洛倫茲力的方向向西,所以電子向西偏轉。故B正確;
C.根據(jù)地磁場的磁場分布規(guī)律;南北兩極處地磁場最強,赤道處地磁場最弱,故C錯誤;
D.地磁場在北半球有豎直向下的分量;向西飛過的飛機,飛行員左側機翼的電勢比右側低;南半球有豎直向上的分量,向西飛過的飛機,飛行員左側機翼的電勢比右側高;故D錯誤。
故選B。二、多選題(共7題,共14分)9、A:C【分析】【分析】
【詳解】
A.ON邊進入磁場過程中;由法拉第電磁感應定律可得。
由歐姆定律可得。
A正確;
B.線框整體在磁場中轉動時,由右手定則可知,OM邊產生的感應電流為從M到O,由于OM邊相當于電源內部,因此M的電勢比O點電勢低;B錯誤;
C.線框整體在磁場中轉動時,整體磁通量不變,故線框內無感應電流產生,如在MN邊串接一個電流表;電流表的讀數(shù)為零,C正確;
D.線框整體在磁場中轉動時,ON邊、OM邊均在磁場中切割磁感線,且產生的感應電動勢相等,因此M、N兩點電勢差為零,如在MN邊并接一個電壓表;電壓表的讀數(shù)為零,D錯誤;
故選AC。10、B:C【分析】【分析】
【詳解】
AC.由題意可知,間存在電勢差,則之間就存在電場,載流子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡,設霍爾元件的長、寬、高分別為有。
則。
可知不僅與材料有關,還與磁感應強度電流高度有關;故A錯誤,C正確;
B.根據(jù)左手定則,電子向側面偏轉,表面帶負電,表面帶正電,所以表面的電勢高,則B正確;
D.在測定地球赤道上方的地磁場強弱時;應將元件的工作面保持豎直,磁場垂直通過,故D錯誤。
故選BC。11、A:D【分析】【詳解】
用渦電流金屬探測器探測地下金屬物時;探測器內的探測線圈會產生交變磁場,從而使金屬物中產生渦流,而渦流產生的磁場再被探測器探測到,而被探測物只要是金屬即可,不一定具有磁性,故AD正確,BC錯誤。
故選AD。12、A:D【分析】【詳解】
線圈總是阻礙磁通量的變化,所以電流增大,磁通量變大,下面線圈阻礙變化,有向下運動的趨勢,所以時刻與時刻無電流變化,時刻Q中沒有電流;所以時刻、時刻、時刻
故選AD.
【點睛】由電流變化而產生的感應磁場去阻礙線圈磁通量的變化.同時可知:同向電流相吸,異向電流相斥.13、A:B:D【分析】【詳解】
A.由題意當ab邊剛越過GH進入磁場時,線框恰好以速度v0做勻速直線運動,加速度為零。當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框又恰好以速度v做勻速直線運動,則知兩次勻速運動時,重力沿斜面向下的分力與安培力平衡,安培力的表達式分別為
由平衡條件即可求出速度關系v0=4v
故A正確。
B.線框離開MN的過程中,穿過線圈磁通量減小,由楞次定律可行,線圈產生的感應電流方向為adcba;故B正確。
C.當ab邊未越過JP時,線框做勻速直線運動,處于受力平衡,即
當ab邊剛越過JP時,線框兩邊切割磁感線,導致線框做勻減速運動,受力分析,即
從而可求出線框加速度的大小為故C錯誤;
D.從ab邊剛越過GH到ab邊剛越過MN過程中,線框的重力勢能和動能均減小,根據(jù)功能關系得知,線框克服安培力做功的大小等于重力勢能的減少量與動能減小量之和。則線框產生的熱量為
解得
故D正確。
故選ABD。14、B:C【分析】【分析】
【詳解】
A.金屬框進入磁場的過程中由于電流恒為
則安培力
金屬框的重力沿斜面向下的分力為
當進入磁場的長度時,安培力大于金屬框重力沿斜面向下的分力,拉力方向沿斜面向下;當時;安培力小于金屬框重力沿斜面向下的分力,拉力方向沿斜面向上,故A錯誤;
B.金屬框進入磁場的過程中,所受到的安培力為
該圖像所圍成的面積即為安培力所做的功;有。
根據(jù)能量守恒,金屬框完全進入磁場,所以金屬框進入磁場的過程中產生的電熱為
故B正確;
C.金屬框完全進入磁場時的速度為有
解得
金屬框進入磁場的過程中,根據(jù)功能關系可得
解得平行斜面方向的力F做功
故C正確;
D.若金屬框剛完全進入磁場后立即撤去力F;如果金屬框將開始做勻加速直線運動,則電流強度發(fā)生變化;安培力發(fā)生變化、加速度發(fā)生變化,故不可能出現(xiàn)勻加速運動的情況,故D錯誤。
故選BC。15、A:C【分析】【詳解】
AB.當電路中電流I=3A時,電子秤測量的體重最大.由歐姆定律得到代入R=30-0.02F得到F=1400N;故A正確;B錯誤.
CD.踏板空載時F=0,代入R=30-0.02F得到電阻R=30Ω,由歐姆定律得所以該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處;故C正確;D錯誤;
故選AC.三、填空題(共9題,共18分)16、略
【分析】【詳解】
[1]原磁場方向向右;向右運動時,穿過圓環(huán)的磁通量要變大,根據(jù)楞次定律,圓環(huán)中感應電流產生向左的感應磁場,即產生了順時針方向的感應電流(從右往左看).
[2]據(jù)來拒去留,環(huán)受到向右的安培力,將向右運動.【解析】順時針右17、略
【分析】【分析】
本題考查考生對電磁振蕩的規(guī)律的理解與掌握情況;體現(xiàn)了高考重視基礎的命題理念,要求考生注重對基礎知識的理解和掌握。
【詳解】
[1][2]以逆時針方向為電流的正方向,根據(jù)題意畫出LC回路振蕩電流的變化圖像如圖所示;結合圖像。
時刻設為圖像中的P點,則該時刻電路正處于反向電流減小的過程中,所以電容器正處于反向充電狀態(tài),上極板帶正電?!窘馕觥砍潆妿д?8、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】感生19、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1][2]L是自感系數(shù)足夠大的線圈,它的電阻可忽略不計,D1和D2是兩個完全相同的小燈泡,K閉合瞬間,但由于線圈的電流增加,導致線圈中出現(xiàn)感應電動勢從而阻礙電流的增加,所以兩燈同時亮,當電流穩(wěn)定時,由于電阻可忽略不計,所以以后D1立刻亮而后熄滅,D2立刻亮而后更亮?!窘馕觥苛⒖塘炼笙缌⒖塘炼蟾?0、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】電阻21、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】電阻電阻22、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]當綠燈亮起時;上面的工作電路應該是斷開的,此時光控開關應處于斷開狀態(tài)。
(2)[2]當紅燈亮起時;某人經過人行道停止處,對壓敏電阻產生壓力,則壓敏電阻阻值減小,控制電路的的電流變大,則電流表A的示數(shù)會變大。
(3)[3]當照相機拍攝時,控制電路的電流達到I=0.05A;則由閉合電路的歐姆定律。
解得。
R壓=90Ω則由圖可知。
F=100N即質量超過10kg的行人闖紅燈時才會被拍照記錄。
(4)[4]若要增大“行人闖紅燈違法記錄儀”的靈敏度,確保體重較小的行人闖紅燈時也能被拍照,則需要R壓較大時控制電路的電流也能達到0.05A,則需要減小滑動變阻器接入電路的阻值,即滑動變阻器的滑片向b端適當移動或者適當增大控制電路的電源電動勢。【解析】斷開大10滑動變阻器的滑片向b端適當移動(適當增大控制電路的電源電動勢)23、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]與。
[2]遠大于。
(2)[3]當水溫較低時,阻值較大,A為高電勢,且有水浸沒B也為高電勢,則Q、C之間才有高電壓輸出,電磁繼電器有電流通過,將吸動閉合,發(fā)熱器工作?!窘馕觥颗c遠大于見解析24、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1][2][3]國內居民生活用電的有效值為220V,頻率為50Hz,周期為0.02s?!窘馕觥?20500.02四、作圖題(共4題,共24分)25、略
【分析】【詳解】
根據(jù)左手定則,畫出通過電導線I所受磁場力的方向如圖所示。
【解析】26、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)開關作用和交流電接線常識,進行連接電路圖。
【詳解】
晚上;天黑光控開關閉合,有人走動發(fā)出聲音,聲控開關閉合,燈亮,說明兩個開關不能獨立工作,只有同時閉合時,燈才亮,即兩個開關和燈泡是三者串聯(lián)后連入電路;根據(jù)安全用電的原則可知,開關控制火線,開關一端接火線,一端接燈泡頂端的金屬點,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】27、略
【分析】【分析】
【詳解】
由第一個圖可知:當條形磁鐵的N極插入線圈過程中;電流計的指針向右偏轉,則有:線圈中向下的磁場增強,感應電流的磁場阻礙磁通量增加,感應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,故磁鐵向下運動,如圖。
第三個圖指針向右偏;說明感應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,故磁鐵向上運動,如圖。
【解析】28、略
【分析】【詳解】
當條形磁鐵向右靠近圓環(huán)時;導線線圈的磁通量向右增大,由楞次定律:增反減同可知,線圈中產生感應電流的方向順時針(從右向左看),如圖所示:
【解析】如圖所示五、實驗題(共4題,共16分)29、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]要想控制30°C時的情況;此時熱敏電阻的阻值199.5Ω,需要的最小電動勢。
還要考慮滑動變阻器的阻值,電源電動勢為3V太小,因此電源應選擇電動勢為6V的E2;
[2]滑動變阻器采用限流接法;繼電器的電流為。
I=15mA=0.015A總電阻。
由表中數(shù)據(jù)可知;當溫度為80°時,滑動變阻器阻值應為。
因此滑動變阻器應采用R2。
(2)[3]要使時被吸合,由表格數(shù)據(jù)可知,電阻為108.1為了使銜鐵在熱敏電阻為
時被吸合,應先用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調至108.1再合上開關,調節(jié)滑動變阻器。
的阻值;直到觀察到繼電器的銜鐵被吸合,此時再斷開開關將電阻箱取下,換下熱敏電阻即。
可實現(xiàn)實驗目的。故步驟為⑤④②③①。
(3)[4]發(fā)現(xiàn)在溫度達到50°C時加熱器仍在加熱。說明通過繼電器的電流沒有超過15mA,銜鐵未被吸合,說明熱敏電阻在50°C時的阻值比表格中給出的阻值偏大。【解析】E2R2⑤④②③①偏大30、略
【分析】【詳解】
(1)無通電導線時小磁針S極向南;所以為使實驗方便效果明顯,導線應平行于南北方向位于小磁針上方,根據(jù)左手定則,可以判斷出從上向下看小磁針旋轉方向為逆時針,故選A;
(2)電子束運動徑跡發(fā)生了彎曲;這表明運動電荷受到了磁場力,由左手定則知a為陰極;故B對.
(3)由圖可知,當通入的電流方向相同時,導線靠攏,說明兩導線相互吸引;當通入電流方向相反時,導線遠離,說明兩導線相互排斥;【解析】①.A②.逆時針③.B④.吸引⑤.排斥31、略
【分析】【詳解】
(1)[1]將條形磁鐵的N極向下插入線圈的過程中,穿過線圈的磁通量增大,感應電流的磁場與條形磁鐵在該處產生的磁場方向相反,即感應電流的磁場方向向上,根據(jù)右手定則可知,感應電流從靈敏電流表的“”極流入;指針向左偏轉。
(2)[2]將條形磁鐵的S極向上抽出線圈的過程中,穿過線圈的磁通量減小,感應電流的磁場與條形磁鐵在該處產生的磁場方向相同,即感應電流的磁場方向向上,根據(jù)右手定則可知,感應電流從靈敏電流表的“”極流入;指針向左偏轉。
(3)[3]
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