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…………○…………內(nèi)…………○…○…………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2025年人教版選擇性必修2物理上冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;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9題,共18分)1、如圖所示,平板MN上方有足夠大的勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,質(zhì)子()和氘核()從靜止開始,經(jīng)過同一個加速電場加速后,從平板上的小孔O先后射入勻強磁場,速度方向與平板MN夾角均為(0<<),整個裝置放在真空中,且不計重力,不考慮兩個粒子之間的相互作用。質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔的距離為s;則()
A.質(zhì)子和氘核在磁場中運動的時間之比為2:1B.保持其他量不變,當(dāng)時,氘核打到平板MN的位置離O點最遠(yuǎn)C.氘核到小孔的距離為D.保持其他量不變,加速電場的電壓加倍,質(zhì)子到小孔的距離變?yōu)?s2、科學(xué)家們曾設(shè)想存在磁單極子,即一些僅帶有N極或S極單一磁極的磁性物質(zhì)。假設(shè)在P點有一個固定的磁單極子,在其周圍形成均勻輻射磁場,磁感線如圖所示。當(dāng)質(zhì)量為m半徑為R的導(dǎo)體圓環(huán)通有恒定的電流時,恰好能靜止在該磁單極子正上方,環(huán)心與P點的距離為H,且圓環(huán)平面恰好沿水平方向。已知距磁單極子r處的磁感應(yīng)強度大小為其中k為已知常量,重力加速度為g。下列選項正確的是()
A.圓環(huán)靜止時磁場對環(huán)的安培力使其有沿半徑方向擴(kuò)張的趨勢B.圓環(huán)靜止時可由題中條件求出環(huán)中電流的大小C.若將圓環(huán)豎直向上平移一小段距離后由靜止釋放,下落過程中環(huán)中電流不受影響D.若將圓環(huán)豎直向上平移一小段距離后由靜止釋放,下落過程中環(huán)的加速度先增大后減小3、圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線,其橫截面位于正方形的四個頂點上,導(dǎo)線中通有大小相同的電流,方向如圖所示。一帶負(fù)電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動;它所受洛倫茲力的方向是()
A.向上B.向下C.向左D.向右4、如圖所示的是遠(yuǎn)距離輸電的示意圖,已知交流電源電壓為U,升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶m,降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶n,負(fù)載R正常工作?,F(xiàn)輸電距離增大;輸電線電阻隨之增大,若要保證負(fù)載仍能正常工作,只改變選項中的一個量,下列做法可行的是()
A.增大mB.減小mC.減小nD.減小U5、如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖;圖甲到圖丁分別表示線圈轉(zhuǎn)動過程中的四個位置,其中甲;丙中的線圈與磁場方向垂直,乙、丁中線圈與磁場方向平行,則在線圈轉(zhuǎn)動的過程中,下列說法正確的是()
A.線圈轉(zhuǎn)動的過程中,產(chǎn)生直流電流B.轉(zhuǎn)到圖乙位置時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零C.轉(zhuǎn)到圖丙位置時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大D.轉(zhuǎn)到圖乙和圖丁位置時,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反6、如圖所示,A、B是兩根平行且水平放置的長直導(dǎo)線,通以大小相等、方向如圖所示的恒定電流,在A、B連線的垂直平分線上放置一段長為L的直導(dǎo)線,A、B、C剛好在正三角形的三個頂點上.現(xiàn)給C通以恒定電流,C受到的安培力大小為F,若不再給A導(dǎo)線通電,則C受到的安培力大小為()
A.B.C.D.7、在光滑水平面上,細(xì)繩的一端拴一帶正電的小球,小球繞細(xì)繩的另一端O沿順時針做勻速圓周運動;水平面處于豎直向下的足夠大的勻強磁場中,如圖所示(俯視)。某時刻細(xì)繩突然斷裂,則下列推斷正確的是。
A.小球?qū)㈦x圓心O越來越遠(yuǎn),且速率越來越小B.小球?qū)㈦x圓心O越來越遠(yuǎn),且速率保持不變C.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運動,運動周期與繩斷前的周期一定相等D.小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運動,運動半徑與繩斷前的半徑可能相等8、電子感應(yīng)加速器利用變化的磁場來加速電子。電子繞平均半徑為的環(huán)形軌道(軌道位于真空管道內(nèi))運動,磁感應(yīng)強度方向與環(huán)形軌道平面垂直。電子被感應(yīng)電場加速,感應(yīng)電場的方向與環(huán)形軌道相切。電子電荷量為為了使電子在不斷增強的磁場中沿著半徑不變的圓軌道加速運動,求和之間必須滿足的定量關(guān)系是(B和分別為電子做圓周運動;圓軌道處的磁感應(yīng)強度和圓軌道內(nèi)部的平均磁感應(yīng)強度)()
A.B.C.D.9、如圖所示,兩個在a、b點相連的金屬環(huán),粗金屬環(huán)的電阻為細(xì)金屬環(huán)電阻的一半。勻強磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域,在粗環(huán)里磁感應(yīng)強度隨時間變化關(guān)系滿足時,粗環(huán)圍成面積為S,則a、b兩點間的電勢差為()
A.B.C.D.評卷人得分二、多選題(共5題,共10分)10、如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為上端接有定值電阻,勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放,當(dāng)速度達(dá)到時開始勻速運動,此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力,并保持拉力的功率為P,導(dǎo)體棒最終以的速度勻速運動.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好;不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻,重力加速度為g,下列選項正確的是()
A.B.C.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時加速度為D.在速度達(dá)到以后勻速運動的過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功11、單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)軸垂直于磁場,內(nèi)穿過線圈的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示;則()
A.0時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大B.時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大C.時刻線圈中電流最大D.這段時間內(nèi)線圈中的平均感應(yīng)電動勢為12、如圖所示,半徑為的圓形區(qū)域中有垂直紙面向外的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度一個比荷為的帶正電的粒子從圓形磁場邊界上的A點以的速度垂直直徑射入磁場,恰好從點射出,且下列選項正確的是()
A.帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑為1cmB.帶電粒子在磁場中運動軌跡的圓心一定在圓形磁場的邊界上C.若帶電粒子改為從圓形磁場邊界上的點以相同的速度入射,一定從點射出D.若要實現(xiàn)帶電粒子從A點入射,從點出射,則該圓形磁場的最小面積為3π×10?4m213、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(yīng)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(zhì)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(jìn)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(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電熱為48JC.金屬框進(jìn)入磁場的過程中力F做功9.5JD.若金屬框剛完全進(jìn)入磁場后立即撤去力F,金屬框?qū)㈤_始做勻加速直線運動14、如圖所示,阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以的速度沿光滑導(dǎo)軌(電阻不計)勻速滑到位置,若則在這兩次過程中()
A.回路電流B.產(chǎn)生的熱量C.通過任一截面的電荷量D.外力的功率評卷人得分三、填空題(共5題,共10分)15、一閉合線圈有50匝,總電阻R=20Ω,穿過它的磁通量在0.1s內(nèi)由均勻增加到則線圈中的感應(yīng)電動勢的平均值E=______V,感應(yīng)電流的平均值I=_______A。16、如圖所示為一理想自耦變壓器,當(dāng)它們的滑鍵P向b方向移動時,R和R′保持不變,電壓表讀數(shù)將______,電流表的讀數(shù)將______;若P的位置不動,變壓器滑片Q向上滑動時,電壓表的讀數(shù)將______,電流表的讀數(shù)將______。(填“增大”、“減小”或“不變”,R表示滑動變阻器的總電阻)
17、一段直導(dǎo)線在垂直于均勻磁場的平面內(nèi)運動。已知導(dǎo)線繞其一端以角速度轉(zhuǎn)動時的電動勢與導(dǎo)線以垂直于導(dǎo)線方向的速度v做平動時的電動勢相同,那么,導(dǎo)線的長度為__________________。18、如圖所示,質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為l的正方形閉合單匝導(dǎo)線框,從距離有水平邊界的勻強磁場上方某一高度h處由靜止開始自由下落,磁感應(yīng)強度為B,線框下落過程中其底邊始終保持水平,線框平面保持與磁場方向垂直.為使該線框在進(jìn)入磁場過程中做勻速運動,則它開始下落的高度______.在線框全部進(jìn)入磁場的過程中,通過導(dǎo)線截面的電荷量________.
19、自感系數(shù)與線圈的______、______、______,以及是否有______等因素有關(guān).評卷人得分四、作圖題(共4題,共16分)20、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。
21、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。
22、在“探究楞次定律”的實驗中;某同學(xué)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。
23、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、實驗題(共4題,共24分)24、學(xué)習(xí)了傳感器之后,某同學(xué)在實驗室中找到了一個某型號的金屬熱電阻R,利用該金屬制作簡易的溫度計,查到了該金屬熱電阻R的阻值隨溫度變化圖像如圖甲所示。同時實驗室中備有以下實驗器材:干電池(電動勢為1.5V,內(nèi)阻不計)、靈敏毫安表(最大量程為10mA,內(nèi)阻為30Ω)、滑動變阻器開關(guān)、導(dǎo)線若干。
(1)由甲圖可求得,t=20℃時,該金屬的電阻R大小為___________Ω;
(2)若直接將干電池、開關(guān)、靈敏毫安表、金屬熱電阻R串接成一個電路作為測溫裝置,則該裝置能測的最低溫度為___________℃;
(3)現(xiàn)在想讓測溫范圍大一些;能從0℃開始測量,該同學(xué)又設(shè)計了如圖乙所示的電路圖,并進(jìn)行了如下操作:
①將金屬熱電阻R做防水處理后放入冰水混合物中,過了一段時間后閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器使毫安表指針滿偏;
②保持滑動變阻器接入電路的電阻不變,他們在實驗室中找來了一瓶熱水,他們把金屬熱電阻R放入其中,過了一段時間后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)毫安表的讀數(shù)為8mA,則測得熱水的溫度為___________℃,寫出毫安表的電流值I(A)和溫度t(℃)的數(shù)學(xué)關(guān)系式t=___________(用物理量I、t表示);
③根據(jù)關(guān)系式將毫安表刻度盤上的電流值改寫為溫度值。
(4)若干電池用久了后其電源電動勢不變,而其內(nèi)阻變大,不能忽略了,其它條件不變。若用此溫度計前進(jìn)行了(3)中①步驟的操作進(jìn)行了調(diào)節(jié),此時滑動變阻器聯(lián)入電路的有效阻值將___________(選填“變大”、“變小”或“不變”),測量結(jié)果將會___________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。25、門窗防盜報警裝置。
(1)實驗器材和裝置。
干簧管作為傳感器,用于感知磁體磁場是否存在,繼電器(虛線框部分)作為執(zhí)行裝置。發(fā)光二極管LED作為電路正常工作提示,R為發(fā)光二極管的_________,起保護(hù)作用,蜂鳴器H作為_________;電路設(shè)計如圖。
(2)電路工作原理。
當(dāng)門窗緊閉時,磁體M靠近干簧管SA,干簧管兩簧片被_________相吸,繼電器接通而工作。當(dāng)門窗開啟時,磁體離開干簧管,干簧管失磁_________,繼電器被斷電,動觸點c與常閉觸點b_________;蜂鳴器H發(fā)聲報警。
(3)實驗操作。
①檢查干簧管。用_________直接靠近干簧管,觀察干簧管_________能否正常動作。
②連接電路。連接電路前;要檢查其他元件是否也能正常工作。
③接通電源后,將磁體靠近和離開干簧管,分別觀察實驗現(xiàn)象。26、甲;乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。
(1)如圖a,甲同學(xué)在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn),(下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的有__________。
A.閉合開關(guān)。
B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動。
C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出。
D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置再重新插入B線圈中。
(2)如圖b,乙同學(xué)將條形磁鐵從B線圈上方由靜止釋放,使其筆直落入B線圈中,多次改變釋放高度,發(fā)現(xiàn)釋放高度越高,靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈中_________(選填“磁通量”“磁通量變化量”;“磁通量變化率”)越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
(3)丙同學(xué)設(shè)計了如圖c所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋對二極管正負(fù)極進(jìn)行確認(rèn),某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn),說明此時黑表筆接觸的是二極管的__________(選填“正極”或“負(fù)極”)。實驗操作時將磁鐵插入線圈時,只有燈__________(選填“C”或“D”)短暫亮起。27、(1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中。圖甲為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意圖。由圖可知,這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力_____(選填“增強”或“減弱”);相對金屬熱電阻而言;熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更敏感;
(2)利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等。圖乙所示為某同學(xué)用傳感器做實驗得到的小燈泡的U-I關(guān)系圖線;
a.實驗室提供的器材有:電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器A(阻值范圍0~10Ω)、滑動變阻器B(阻值范圍0~100Ω)、電動勢為6V的電源(不計內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。該同學(xué)做實驗時,滑動變阻器選用的是_____(選填“A”或“B”);請在圖丙的方框中完成該實驗的電路圖__________________;
b.將該小燈泡接入如圖丁所示的電路中,已知電流傳感器的示數(shù)為0.3A,電源電動勢為3V。則此時小燈泡的電功率為_____W,電源的內(nèi)阻為_____Ω。(各保留兩位有效數(shù)字)評卷人得分六、解答題(共3題,共9分)28、如圖所示,兩平行金屬板長度均為L,O、O′為兩金屬板中心處正對的兩個小孔,兩平行金屬板間的電壓恒為U,緊靠右金屬板右側(cè)的邊長為L的正方形MQPN的左下半空間(包括邊界)有勻強磁場,MN與右金屬板重合,質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子(重力不計)從O點以可忽略的初速度進(jìn)入金屬板間的電場,經(jīng)加速后再進(jìn)入磁場區(qū),恰好從N點離開磁場。求:
(1)磁感應(yīng)強度B的大??;
(2)若磁感應(yīng)強度B的大小可以調(diào)節(jié),要使粒子從PN邊離開磁場,求B的取值范圍。
29、如圖所示是一種粒子探測裝置,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場,單位時間內(nèi)有N個質(zhì)量為m,電荷量大小為q,速度大小范圍為的粒子從PM和QK間平行于PM射入圓形磁場區(qū)域,PM與圓心O在同一直線上,PM和QK間距離為已知從M點射入的速度為的粒子剛好從O點正下方的N點射出圓形磁場區(qū)域。擋板ND下方有磁感應(yīng)強度為圓形磁場2倍、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,直線ND與圓形區(qū)域相切于N點,到達(dá)N點的粒子均能進(jìn)入下方磁場。擋板ND上表面絕緣;下表面導(dǎo)電且可完全吸收到達(dá)的粒子,下表面通過一靈敏電流計接地。不計粒子重力以及粒子間的相互作用。求:
(1)圓形區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度B及帶電粒子的電性;
(2)已知靈敏電流計電流大小為I,則PQ間入射粒子中速度為的粒子的比例
(3)圓形磁場區(qū)域邊界上有粒子射出的弧長長度
(4)若ND可以繞N點順時針轉(zhuǎn)動(0~90°),求ND擋板下表面有粒子打到的長度L與ND轉(zhuǎn)過角度的關(guān)系,并求當(dāng)轉(zhuǎn)過多少角度時粒子打到的長度最大及長度具體值?
30、如圖所示,高度足夠的勻強磁場區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎直,磁場方向垂直于紙面向里。正方形單匝線框abcd的邊長L=0.2m、回路電阻R=1.6×10-3Ω、質(zhì)量m=0.2kg。線框平面與磁場方向垂直,線框的ad邊與磁場左邊界平齊,ab邊與磁場下邊界的距離也為L?,F(xiàn)對線框施加與水平向右方向成θ=45°角、大小為的恒力F,使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運動。從ab邊進(jìn)入磁場開始,在豎直方向線框做勻速運動;dc邊進(jìn)入磁場時,bc邊恰好到達(dá)磁場右邊界。重力加速度大小取g=10m/s2;求:
(1)ab邊進(jìn)入磁場前;線框在水平方向和豎直方向的加速度大??;
(2)磁場的磁感應(yīng)強度大小和線框進(jìn)入磁場的整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)磁場區(qū)域的水平寬度。
參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
質(zhì)子加速過程;根據(jù)動能定理有。
得。
作出質(zhì)子的運動軌跡圖;如圖所示,據(jù)半徑公式。
周期公式。
和幾何關(guān)系。
由圓的對稱關(guān)系知;電子在磁場中的偏轉(zhuǎn)時間。
A.由可知,質(zhì)子和氘核在磁場中運動的時間之比為故A錯誤;
B.由可知,當(dāng)時,氘核打到平板MN的位置離O點最遠(yuǎn);故B錯誤;
C.設(shè)氘核到小孔的距離為由可知。
得。
故C正確;
D.由可知,保持其他量不變,加速電場的電壓加倍,質(zhì)子到小孔的距離變?yōu)楣蔇錯誤。
故選C。
2、B【分析】【詳解】
A.對圓環(huán)受力分析如圖。
根據(jù)左手定則判斷,圓環(huán)中某段的安培力只能是圖中的方向或其反向延長線的方向。同時;圓環(huán)能在磁場中靜止,則安培力的方向必須是斜向上的才能與重力平衡,所以安培力使其有沿半徑方向收縮的趨勢,故A錯誤;
B.對環(huán)受力分析可知,在水平方向,根據(jù)安培力的對稱性可知,整個的環(huán)在水平方向的合力為零,豎直方向的合力與重力大小相等,由于在圓環(huán)處各點電流的方向與磁場的方向都垂直,所以整體受到的安培力
由幾何關(guān)系
其中
由題
聯(lián)立即可解得電流
可以求出電流;故B正確;
C.將圓環(huán)豎直向上平移一小段距離后由靜止釋放;下落過程中穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流,對環(huán)中電流有影響,故C錯誤;
D.將圓環(huán)豎直向上平移一小段距離后由靜止釋放;下落過程中穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化,進(jìn)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流要阻礙此變化,則必然在豎直方向產(chǎn)生向上的分力,此時圓環(huán)的加速度要減小,故D錯誤。
故選B。3、A【分析】【分析】
【詳解】
根據(jù)題意,由右手螺旋定則知b與d導(dǎo)線電流產(chǎn)生磁場正好相互抵消,而a與c導(dǎo)線產(chǎn)生磁場正好相互疊加,由右手螺旋定則,則得磁場方向水平向左,當(dāng)一帶負(fù)電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動;根據(jù)左手定則可知,它所受洛倫茲力的方向向上;
故選A。4、A【分析】【詳解】
AB.現(xiàn)輸電距離增大,輸電線電阻隨之增大,上面消耗的電壓增多,要保證負(fù)載仍能正常工作,即副線圈兩端電壓不變,增大m;升壓變壓器副線圈上的電壓增大,可保證降壓變壓器原線圈上的電壓不變,B錯誤,A正確;
C.減小n;降壓變壓器副線圈上的電壓變小,不能保證負(fù)載正常工作,C錯誤;
D.減小U;負(fù)載兩端電壓變小,負(fù)載不能正常工作,D錯誤。
故選A。5、D【分析】【詳解】
A.題圖為交流發(fā)電機(jī)的示意圖;故而在線圈轉(zhuǎn)動的過程中,產(chǎn)生交流電流,A錯誤;
B.轉(zhuǎn)到圖乙位置時;線圈中磁通量為零,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,故B錯誤;
C.轉(zhuǎn)到圖丙位置時;線圈中磁通量最大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零,故C錯誤;
D.轉(zhuǎn)到圖乙位置時,AB邊向下切割磁感線,由右手定則可知線圈中的電流方向為ADCBA;轉(zhuǎn)到圖丁位置時,AB邊向上切割磁感線,由右手定則可知線圈中的電流方向為ABCDA;所以感應(yīng)電流方向相反;D正確。
故選D。6、D【分析】【詳解】
根據(jù)電流方向相同相互吸引;電流方向相反相互排斥可得A和B對C安培力如圖所示。
由于A、B是兩根平行且水平放置的長直導(dǎo)線,通以大小、方向均相同的恒定電流,所以
根據(jù)幾何關(guān)系可得
解得
所以不再給A導(dǎo)線通電,則C受到的安培力大小為
故選D。7、D【分析】【詳解】
AB.由左手定則可知;小球受洛倫茲力背離圓心向外,當(dāng)細(xì)繩斷裂后,則小球?qū)⒃诼鍌惼澚ψ饔孟吕@逆時針方向做勻速圓周運動,則選項AB錯誤;
CD.剪斷細(xì)線前:因剪斷細(xì)線后速度不變;若滿足則剪斷細(xì)線后做圓周運動的半徑與原來相同;若則剪斷細(xì)線后做圓周運動的半徑與原來不相同,則由可知周期不相同;選項C錯誤,D正確;
故選D.8、B【分析】【詳解】
設(shè)電子做圓周運動的圓軌道上的磁感應(yīng)強度大小為方向與環(huán)面垂直。由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得
設(shè)在圓軌道切線方向作用在電子上作用力為根據(jù)動量定理有
聯(lián)立以上兩式得
按照法拉第電磁感應(yīng)定律,在電子運動的圓軌道上的感應(yīng)電動勢為
式中圓軌道所在的面上的磁通量為
這里,為圓軌道所在的面上的平均磁感應(yīng)強度。聯(lián)立以上兩式得
考慮電子運行一圈感應(yīng)電場所做的功,由電動勢的定義可得
電子在圓軌道切向所受到的力為
聯(lián)立以上三式得
和所表示的是同樣的力的大小,聯(lián)立可得
這就是為了使電子在不斷增強的磁場中沿著半徑不變的圓軌道加速運動,和之間必須滿足的定量關(guān)系。
故選B。9、C【分析】【詳解】
粗環(huán)里磁感應(yīng)強度隨時間變化,在粗環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,粗環(huán)相當(dāng)于電源,電動勢為
ab兩點的電勢差就是路端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點有
故選C。二、多選題(共5題,共10分)10、A:C【分析】【詳解】
AB.當(dāng)速度達(dá)到時開始勻速運動,受力分析可得
導(dǎo)體棒最終以的速度勻速運動時,拉力為
所以拉力的功率為
選項A正確B錯誤.
C.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時安培力
加速度為
選項C正確.
D.在速度達(dá)到以后勻速運動的過程中,根據(jù)能量守恒定律,R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功加上重力做的功;選項D錯誤;
故選AC.11、A:D【分析】【分析】
【詳解】
A.圖像上某點切線的斜率表示磁通量的變化率;由題圖可知,0時刻磁通量的變化率最大,感應(yīng)電動勢最大,故A正確;
BC.由題圖可知,時刻磁通量的變化率為零;感應(yīng)電動勢為零,線圈中電流為零,故BC錯誤;
D.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,這段時間內(nèi)線圈中的平均感應(yīng)電動勢
故D正確。
故選AD。12、B:C:D【分析】【分析】
【詳解】
AB.根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
解得
帶電粒子在磁場中運動軌跡的圓心一定在圓形磁場的邊界上;故A錯誤;B正確;
C.若帶電粒子改為從圓形磁場邊界上的點以相同的速度入射,假設(shè)出射點位置在點,圓心在點;如圖所示;
根據(jù)幾何關(guān)系可得為菱形,則和重合,故粒子從點射出;故C正確;
D.若要實現(xiàn)帶電粒子從A點入射,從點出射,則該圓形磁場的最小直徑等于長度,即
最小圓的面積為
故D正確。
故選:BCD。13、B:C【分析】【分析】
【詳解】
A.金屬框進(jìn)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(dāng)進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)入磁場,所以金屬框進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電熱為
故B正確;
C.金屬框完全進(jìn)入磁場時的速度為有
解得
金屬框進(jìn)入磁場的過程中,根據(jù)功能關(guān)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(jìn)入磁場后立即撤去力F;如果金屬框?qū)㈤_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。14、A:B【分析】【詳解】
A.金屬棒切割磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
感應(yīng)電流
故
選項A正確;
B.產(chǎn)生的熱量
所以
選項B正確;
C.通過任意截面的電荷量
與速度無關(guān),故
選項C錯誤;
D.金屬棒運動過程中受安培力作用,為使棒勻速運動,外力大小要與安培力相同,則外力的功率
故
選項D錯誤.三、填空題(共5題,共10分)15、略
【分析】【詳解】
[1]根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中感應(yīng)電動勢為
[2]感應(yīng)電流為【解析】40.216、略
【分析】【詳解】
[1][2]設(shè)電源的電壓為U1,電壓表的讀數(shù)是副線圈兩端的電壓,設(shè)為U2;那么。
U2=U1當(dāng)P向b移動時,n1變大,n2不變,所以U2變小,即電壓表示數(shù)將變小,如果R和R′不變;則副線圈中的電流將變小,原線圈中的電流將變小,即安培表的讀數(shù)將變小;
[3][4]當(dāng)P的位置不變時副線圈兩端電壓不變,故電壓表的示數(shù)不變,滑動變阻器的觸頭向上滑動時,總電阻減小,副線圈中的電流增大,原線圈中的電流增大,即安培表的示數(shù)將增大。【解析】變小變小不變增大17、略
【分析】【詳解】
[1]導(dǎo)線以垂直于導(dǎo)線方向的速度v做平動時的電動勢為
導(dǎo)線繞其一端以角速度轉(zhuǎn)動時的電動勢為
聯(lián)立得【解析】18、略
【分析】【詳解】
[1]當(dāng)線框進(jìn)入磁場勻速運動,有:
則:
進(jìn)入磁場前做自由落體運動,有:
可得:
[2]進(jìn)入磁場的過程通過線框截面的電量為:【解析】19、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】大小形狀匝數(shù)鐵芯四、作圖題(共4題,共16分)20、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】21、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,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】22、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;電流計的指針向右偏轉(zhuǎn),則有:線圈中向下的磁場增強,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,故磁鐵向下運動,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,故磁鐵向上運動,如圖。
【解析】23、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、實驗題(共4題,共24分)24、略
【分析】【詳解】
(1)[1]由圖像可知
t=20℃時,該金屬的電阻R大小為
(2)[2]溫度最低,熱敏電阻阻值最小,電路總電流最大,為10mA,由
解得
代入得能測的最低溫度為
(3)[3]放入冰水混合物中,時,電流表滿偏時
解得
放熱水中
得
得
[4]由歐姆定律和溫度與電阻關(guān)系式
聯(lián)立整理得
(4)[5]電流表滿偏時,電源電動勢不變,內(nèi)阻變大不能忽略,則
知聯(lián)入電路的有效阻值將變?。?/p>
[6]不變,因為在進(jìn)行(3)中①步驟時,要調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流滿偏,當(dāng)電源內(nèi)阻阻值增大,會將滑動變阻器阻值調(diào)小,總和不變,對結(jié)果無影響?!窘馕觥?0Ω變小不變25、略
【分析】【詳解】
(1)[1][2]二極管的正向電阻很?。恍枰蘖麟娮杵鸨Wo(hù)作用,蜂鳴器可以起到警報提醒作用;
(2)[3][4][5]當(dāng)門窗緊閉時,磁體M靠近干簧管SA,干簧管兩簧片被磁化相吸相吸,繼電器接通而工作。當(dāng)門窗開啟時,磁體離開干簧管,干簧管失磁斷開,繼電器被斷電,動觸點c與常閉觸點b接通;蜂鳴器H發(fā)聲報警;
(3)[6][7]用磁鐵直接靠近干簧管,觀察干簧管簧片能否正常動作?!窘馕觥肯蘖麟娮杈瘓筇嵝汛呕瘮嚅_接通磁體簧片26、略
【分析】【詳解】
(1)[1]斷開開關(guān)時;A線圈中電流迅速減小,則B線圈中磁通量減小,出現(xiàn)感應(yīng)電流,使靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn);為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn),應(yīng)減小B線圈中的磁通量或增加B線圈中反向的磁通量。
A.閉合開關(guān);A線圈中的電流突然增大,則B線圈中的磁通量增大,故A錯誤;
B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動;滑動變阻器接入電路阻值減小,A線圈中的電流增大,則B線圈中的磁通量增大,故B錯誤;
C.開關(guān)閉合時將A線圈從B線圈中拔出;則B線圈中的磁通量減小,故C正確;
D.開關(guān)閉合時將A線圈倒置;再重新插入B線圈中,則B線圈中反向的磁通量增加,故D正確。
故選CD。
(2)[2]釋放高度越高;磁鐵落入線圈的速度越快,則線圈中磁通量變化率越大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
(3)[3]某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn);說明測量的是二極管的反向電阻,此時黑表筆接觸的是二極管的負(fù)極;
[4]當(dāng)磁鐵插入線圈時;通過線圈的磁通量向下增加,根據(jù)楞次定律可知,線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流,燈C短暫亮起。
【解析】CD##DC磁通量的變化率負(fù)C27、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]由圖1所示圖象可知;熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小,由此可知,這種熱敏電阻在溫度上升時導(dǎo)電能力增強。
(2)[2]a.為方便實驗操作;滑動變阻器可以選A;
[3]小燈泡電阻較小;電流傳感器應(yīng)采用外接法,描繪小燈泡伏安特性曲線,電壓與電流應(yīng)從零開始變化,滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法,電路圖如圖所示。
[4]b.由圖乙可知,通過燈泡的電流是0.3A時,燈泡兩端電壓是2.3V,則燈泡功率
[5]電源電動勢是3V,過點(0.3A,2.3V)和縱軸上3V的點作一直線,該直線是電源的U-I圖象;如圖所示。
該直線斜率絕對值等于電源的內(nèi)阻【解析】增強A0.692.3六、解答題(共3題,共9分)28、略
【分析】【詳解】
(1)粒子在電場加速,由動能定理
粒子進(jìn)入磁場后,恰好從N點離開磁場;軌跡如圖。
洛倫茲力提供向心力
粒子恰好從N點離開磁場,由幾何關(guān)
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