專題09 恒定電流-2024年高考真題和模擬題物理分類匯編含答案

專題09恒定電流-2024年高考真題和模擬題物理分類匯編含答案專題09恒定電流1.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構新材料，具有豐富的電學性能．現(xiàn)設計一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當時，測得關系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.2.（2024全國甲卷考題）12.如圖，金屬導軌平行且水平放置，導軌間距為L，導軌光滑無摩擦。定值電阻大小為R，其余電阻忽略不計，電容大小為C。在運動過程中，金屬棒始終與導軌保持垂直。整個裝置處于豎直方向且磁感應強度為B的勻強磁場中。(1)開關S閉合時，對金屬棒施加以水平向右的恒力，金屬棒能達到的最大速度為v0。當外力功率為定值電阻功率的兩倍時，求金屬棒速度v的大小。(2)當金屬棒速度為v時，斷開開關S，改變水平外力并使金屬棒勻速運動。當外力功率為定值電阻功率的兩倍時，求電容器兩端的電壓以及從開關斷開到此刻外力所做的功。一、單選題1．（2024·廣西·高考真題）將橫截面相同、材料不同的兩段導體、無縫連接成一段導體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動距離x的變化關系如圖乙，則導體、的電阻率之比約為（）A． B． C． D．2．（2024·江西南昌·三模）在如圖所示的電路中，已知A、B兩個電容器的電容之比，每個電阻都相同，則兩個電容器帶電量之比為（）A． B． C． D．3．（2024·北京順義·一模）某同學想通過測繪一只額定電壓為2.5V小燈泡的I-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。實驗電路如圖甲所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的I-U圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小燈泡正常工作時的電阻約為5.7ΩB．隨著小燈泡兩端電壓的增大，小燈泡的電阻變小C．該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的D．圖甲中開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑片置于A處4．（2024·山東淄博·一模）阿秒（as）光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時間極短的光脈沖，如同高速快門相機，可用以研究原子內(nèi)部電子高速運動的過程。已知，電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的等效電流約為。目前阿秒光脈沖的最短時間為43as，電子繞氫原子核一周的時間約為該光脈沖時間的（）A．2.8倍 B．3.7倍 C．4.2倍 D．5.5倍5．（2023·陜西·一模）北京時間2023年10月3日，據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站公布，2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給Pierre等三位物理學家，以表彰他們“為研究物質中的電子動力學而產(chǎn)生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒（as）這種時間尺度，適合用來描述電子在原子內(nèi)部運動的情況，，例如電子繞氫原子核一周大約是。已知電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動。根據(jù)以上信息估算氫原子核外電子繞核運動的等效電流大約為（）A． B． C． D．6．（2024·江西·高考真題）廬山瀑布“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假設利用瀑布來發(fā)電，能量轉化效率為70%，則發(fā)電功率為（

）A．109 B．107 C．105 D．1037．（2024·浙江金華·三模）單晶硅太陽能發(fā)電原理是光線照射到單晶硅太陽能板上，會激發(fā)電子形成電流。已知杭州西站樞紐屋頂鋪設了面積為的單晶硅太陽能板，陽光照射下平均發(fā)電功率。若已知太陽的輻射總功率約，太陽與地球之間的距離約，則下列說法正確的是（）A．單位面積上接收到的太陽輻射功率約200WB．一天大約可發(fā)電C．光電的轉換效率約14%D．單晶硅太陽能板發(fā)出的是交流電8．（2024·重慶九龍坡·三模）工程師對某款新能源汽車的直流蓄電池進行性能測試，測試過程中系統(tǒng)輸出的圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，I為總電流，下列說法正確的是（）A．該蓄電池的電動勢為12V B．該蓄電池的內(nèi)阻為2ΩC．該蓄電池的最大輸出功率為144W D．該蓄電池的短路電流為12A9．（2024·廣西桂林·三模）“祝融號”火星車的動力主要來源于太陽能電池。現(xiàn)將火星車的動力供電電路簡化為如圖所示，其中太陽能電池電動勢，內(nèi)阻未知，電動機線圈電阻，電熱絲定值電阻。當火星車正常行駛時，電動機兩端電壓，電熱絲消耗功率。則（）

A．火星車正常行駛時，通過電熱絲電流為B．太陽能電池的內(nèi)阻為C．若電動機的轉子被卡住，電熱絲消耗的功率為D．火星車正常行駛時，電動機的效率為10．（2024·河北石家莊·三模）如圖所示，電源電動勢，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的最大阻值為，兩定值電阻、的阻值均為，電容器C的電容為。初始時的滑片置于最上端，開關S擲于a端。下列說法正確的是（

）A．當?shù)幕蛳乱苿訒r，兩端的電壓減小B．移動的滑片過程中，消耗的最大功率為C．開關從a擲向b，流過的電流方向由d到cD．開關從a擲向b，流過的電荷量為11．（23-24高三下·海南·期中）如圖所示的閉合電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，定值電阻、，滑動變阻器最大值是10Ω。在A、B之間接有水平放置的平行板電容器C，滑動變阻器的滑片處于中點時，平行板電容器中的帶電微粒恰好靜止，帶電微粒電荷量的絕對值為q、質量為m，下列說法正確的是（

）A．微粒帶負電B．若滑片向左滑動，微粒受的電場力將變小C．若滑片向左滑動，微粒在運動的過程中電勢能將增加D．若滑片向右滑動，微粒在運動的過程中電勢能將增加12．（2024·山東濟寧·二模）某學習小組利用如圖甲所示的實驗電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖線如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電池內(nèi)阻的測量值為 B．外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AC．電池電動勢和內(nèi)阻的測量值均偏小 D．電池電動勢的測量值準確，內(nèi)阻的測量值偏大13．（2024·河北保定·一模）如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻為r，定值電阻甲的阻值為r，乙的阻值與燈泡的阻值相等，電容器的電容為C，當閉合、斷開，穩(wěn)定后，燈泡的功率為P，電容器的帶電量為Q，忽略燈泡阻值的變化，下列說法正確的是（）A．燈泡的阻值為B．電源的電動勢為C．當閉合，在斷開與閉合兩種穩(wěn)定情況下，燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對值為D．當、均閉合，甲中的電流為14．（2024·江蘇南京·一模）圖為探究外電壓、內(nèi)電壓和電動勢關系的實驗裝置。這種電池的正負極板（分別為A、B）為二氧化鉛及鉛，電解液為稀硫酸。關于這一實驗裝置分析，下列說法正確的是（）A．電壓表正極與a相連B．電壓表的測量值大于電路的外電壓C．電壓表的測量值不會大于電壓表的測量值D．電壓表和測得的示數(shù)之和接近于一定值15．（23-24高三上·北京通州·期末）如圖所示的U-I圖像中，曲線表示某一燈泡的伏安特性曲線，直線為某一電源的路端電壓與電流的變化關系圖線，P為兩圖線的交點，坐標為；過P點的切線與橫軸的交點坐標；路端電壓與電流的變化關系圖線與橫軸交點坐標為、與縱軸交點坐標為；陰影面積分別為S1、S2。用該電源直接與該燈泡連接成閉合回路，當燈泡通過的電流為時，下列說法正確的是（）A．燈泡電阻為 B．燈泡電功率為S1C．電源總功率為 D．電源內(nèi)部消耗功率為2S2二、多選題16．（23-24高三下·湖南·期中）如圖1所示，電源的電動勢為，內(nèi)阻為。圖2為電源的輸出功率與電阻箱讀數(shù)的關系圖像，電源輸出功率最大值為，電阻箱讀數(shù)分別為、時電源輸出功率相等為，下列說法中正確的是（）A．電源的電動勢為B．電源的內(nèi)阻為C．當電阻箱阻值為時，電源效率較大D．當電阻箱阻值為時，電源輸出功率最大17．（2024·河北·二模）如圖所示為某同學設計的歐姆表電路，圖中E為學生電源，為滑動變阻器，為電阻箱，A為量程5mA、內(nèi)阻100Ω的電流表，實驗時該同學將E調整為3V，調整為100Ω，之后短接P、Q兩點，調節(jié)，使電流表滿偏，斷開P、Q連接后備用，下列說法正確的是（）A．該歐姆表的內(nèi)阻為300ΩB．如果在電流表表盤上標記待測電阻值，表盤中央應標記為150ΩC．若僅將E調整為6V，調節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為300ΩD．若僅將調整為50Ω，調節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為200Ω18．（2022·全國·模擬預測）2021年2月24日，我國以“一箭三星”方式成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。衛(wèi)星兩翼的太陽電池板把太陽能轉化為電能供衛(wèi)星使用。如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓和電流的關系圖象（電池內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻的圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，則（）A．電源的電動勢 B．電阻兩端的電壓C．電阻的電流 D．電池的內(nèi)阻19．（23-24高二上·廣東·期末）如圖所示，E為內(nèi)阻不可忽略的電源，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，V與A分別為電壓表與電流表，M、N是平行板電容器的兩極板，一帶電小球由絕緣絲線懸掛在電容器兩板間，現(xiàn)閉合開關S，懸線穩(wěn)定時偏離豎直方向θ角，下列判斷正確的是（）A．若將P向左滑，V與A表的讀數(shù)均減小B．若將P向左滑，電容器兩極板上帶電荷量增加C．若將P向左滑，θ將增大D．若斷開S，將N板向M板靠近，角度θ將變大20．（2023·湖南岳陽·二模）某實驗小組發(fā)現(xiàn)一個滑動變阻器發(fā)生了斷路故障，為了檢測斷路的位置，實驗小組設計了如圖所示的電路，、、、、是滑動變阻器上間距相同的五個位置（、為滑動變阻器的兩個端點）。某實驗小組將滑動變阻器的滑片P分別置于、、、、、（是、間某一位置）進行測量，把相應的電流表示數(shù)記錄在下表中。已知定值電阻阻值為，電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻可忽略。下列說法正確的是（）P的位置電流表示數(shù)（A）1.800.900.600.451.80A．滑動變阻器間發(fā)生了斷路B．滑片P位于處的電流表示數(shù)的可能值為0.85AC．滑片P位于處的電流表示數(shù)的可能值為0.40AD．若滑動變阻器未斷路時，其電阻絲的總電阻為三、解答題21．（23-24高二上·湖南郴州·期中）如圖所示，電源電動勢E=6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V，0.9W”，開關S接1，當滑動變阻器調到R=8Ω時，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開關S接2，小燈泡L和電動機M均正常工作，已知電動機的線圈電阻R0=2Ω。求：（1）電源內(nèi)阻；（2）電動機效率。22．（23-24高三上·河南·階段練習）在如圖所示的電路中，兩端的電壓，電壓表和電流表均為理想電表。電路穩(wěn)定后，求：（1）電流表、電壓表的示數(shù)；（2）電容器極板所帶的電荷量。

專題09恒定電流1.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構新材料，具有豐富的電學性能．現(xiàn)設計一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當時，測得關系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設樣品每平方米載流子(電子)數(shù)為n，電子定向移動的速率為v，則時間t內(nèi)通過樣品的電荷量q=nevtb根據(jù)電流的定義式得當電子穩(wěn)定通過樣品時，其所受電場力與洛倫茲力平衡，則有聯(lián)立解得結合圖像可得解得故選D。2.（2024全國甲卷考題）12.如圖，金屬導軌平行且水平放置，導軌間距為L，導軌光滑無摩擦。定值電阻大小為R，其余電阻忽略不計，電容大小為C。在運動過程中，金屬棒始終與導軌保持垂直。整個裝置處于豎直方向且磁感應強度為B的勻強磁場中。(1)開關S閉合時，對金屬棒施加以水平向右的恒力，金屬棒能達到的最大速度為v0。當外力功率為定值電阻功率的兩倍時，求金屬棒速度v的大小。(2)當金屬棒速度為v時，斷開開關S，改變水平外力并使金屬棒勻速運動。當外力功率為定值電阻功率的兩倍時，求電容器兩端的電壓以及從開關斷開到此刻外力所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】（1）開關S閉合后，當外力與安培力相等時，金屬棒的速度最大，則由閉合電路歐姆定律金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為聯(lián)立可得，恒定的外力為在加速階段，外力的功率為定值電阻功率為若時，即化簡可得金屬棒速度v的大小為（2）斷開開關S，電容器充電，則電容器與定值電阻串聯(lián)，則有當金屬棒勻速運動時，電容器不斷充電，電荷量q不斷增大，電路中電流不斷減小，則金屬棒所受安培力不斷減小，而拉力的功率定值電阻功率當時有可得根據(jù)可得此時電容器兩端電壓為從開關斷開到此刻外力所做的功為其中聯(lián)立可得一、單選題1．（2024·廣西·高考真題）將橫截面相同、材料不同的兩段導體、無縫連接成一段導體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動距離x的變化關系如圖乙，則導體、的電阻率之比約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)電阻定律根據(jù)歐姆定律整理可得結合題圖可知導體、的電阻率之比故選B。2．（2024·江西南昌·三模）在如圖所示的電路中，已知A、B兩個電容器的電容之比，每個電阻都相同，則兩個電容器帶電量之比為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】等效電路圖如圖所示設電源電壓為U，則根據(jù)可得故選A。3．（2024·北京順義·一模）某同學想通過測繪一只額定電壓為2.5V小燈泡的I-U圖像來研究小燈泡的電阻隨電壓變化的規(guī)律。實驗電路如圖甲所示，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的I-U圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．小燈泡正常工作時的電阻約為5.7ΩB．隨著小燈泡兩端電壓的增大，小燈泡的電阻變小C．該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的D．圖甲中開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑片置于A處【答案】A【解析】A．由I-U圖像可知當電壓為2.5V時，電流約為0.44A，所以小燈泡正常工作時的電阻約為故A正確；B．I-U圖像的斜率反應了電阻倒數(shù)大小的變化情況，隨著電壓的增大圖像斜率越來越小，所以電阻越來越大。故B錯誤；C．該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的。故C錯誤；D．開關S閉合之前，應把滑動變阻器的滑片置于B處。故D錯誤。故選A。4．（2024·山東淄博·一模）阿秒（as）光脈沖是一種發(fā)光持續(xù)時間極短的光脈沖，如同高速快門相機，可用以研究原子內(nèi)部電子高速運動的過程。已知，電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動的等效電流約為。目前阿秒光脈沖的最短時間為43as，電子繞氫原子核一周的時間約為該光脈沖時間的（）A．2.8倍 B．3.7倍 C．4.2倍 D．5.5倍【答案】B【解析】根據(jù)電流定義式可得可得電子繞氫原子核一周的時間為則有故選B。5．（2023·陜西·一模）北京時間2023年10月3日，據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站公布，2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給Pierre等三位物理學家，以表彰他們“為研究物質中的電子動力學而產(chǎn)生阿秒光脈沖的實驗方法”。阿秒（as）這種時間尺度，適合用來描述電子在原子內(nèi)部運動的情況，，例如電子繞氫原子核一周大約是。已知電子所帶電荷量為，氫原子核外電子繞原子核做勻速圓周運動。根據(jù)以上信息估算氫原子核外電子繞核運動的等效電流大約為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】根據(jù)電流的定義式故選A。6．（2024·江西·高考真題）廬山瀑布“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假設利用瀑布來發(fā)電，能量轉化效率為70%，則發(fā)電功率為（

）A．109 B．107 C．105 D．103【答案】B【解析】由題知，Δt時間內(nèi)流出的水量為m=ρQΔt=1.0×104Δt發(fā)電過程中水的重力勢能轉化為電能，則有故選B。7．（2024·浙江金華·三模）單晶硅太陽能發(fā)電原理是光線照射到單晶硅太陽能板上，會激發(fā)電子形成電流。已知杭州西站樞紐屋頂鋪設了面積為的單晶硅太陽能板，陽光照射下平均發(fā)電功率。若已知太陽的輻射總功率約，太陽與地球之間的距離約，則下列說法正確的是（）A．單位面積上接收到的太陽輻射功率約200WB．一天大約可發(fā)電C．光電的轉換效率約14%D．單晶硅太陽能板發(fā)出的是交流電【答案】C【解析】A．距離太陽的球面面積單位面積上接受太陽太陽輻射的功率故A錯誤；B．若24小時都有太陽，則工作一天大約可發(fā)電但有太陽的時間小于24小時。故B錯誤；C．太陽板接收的太陽能光電的轉換放率約為故C正確；D．依題意，光線照射到單晶硅太陽能板上，電子定向移動形成電流。方向不變，為直流電。故D錯誤。故選C。8．（2024·重慶九龍坡·三模）工程師對某款新能源汽車的直流蓄電池進行性能測試，測試過程中系統(tǒng)輸出的圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，I為總電流，下列說法正確的是（）A．該蓄電池的電動勢為12V B．該蓄電池的內(nèi)阻為2ΩC．該蓄電池的最大輸出功率為144W D．該蓄電池的短路電流為12A【答案】A【解析】AB．蓄電池的輸出功率為變形得結合圖像可得故A正確，B錯誤；C．由可知當最大輸出功率為故C錯誤；D．該蓄電池的短路電流為故D錯誤。故選A。9．（2024·廣西桂林·三模）“祝融號”火星車的動力主要來源于太陽能電池。現(xiàn)將火星車的動力供電電路簡化為如圖所示，其中太陽能電池電動勢，內(nèi)阻未知，電動機線圈電阻，電熱絲定值電阻。當火星車正常行駛時，電動機兩端電壓，電熱絲消耗功率。則（）

A．火星車正常行駛時，通過電熱絲電流為B．太陽能電池的內(nèi)阻為C．若電動機的轉子被卡住，電熱絲消耗的功率為D．火星車正常行駛時，電動機的效率為【答案】C【解析】A．對電熱絲，有解得回路電流為故A錯誤；B．根據(jù)閉合回路歐姆定律，有解得電源的內(nèi)阻為故B錯誤；C．電動機的轉子被卡住，回路電流為電熱絲上消耗的功率故C正確；D．電動機的效率為解得故D錯誤。故選C。10．（2024·河北石家莊·三模）如圖所示，電源電動勢，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的最大阻值為，兩定值電阻、的阻值均為，電容器C的電容為。初始時的滑片置于最上端，開關S擲于a端。下列說法正確的是（

）A．當?shù)幕蛳乱苿訒r，兩端的電壓減小B．移動的滑片過程中，消耗的最大功率為C．開關從a擲向b，流過的電流方向由d到cD．開關從a擲向b，流過的電荷量為【答案】D【解析】A．開關擲于端，與串聯(lián)，兩端的電壓當?shù)幕蛳禄瑒訒r，接入電路中的電阻值變小，兩端電壓變大，A錯誤；B．消耗的功率電流解得當時，消耗的功率最大為，B錯誤；C．開關擲于端時，電容器右極板帶正電，開關從擲向，電容器左極板帶正電，所以電容器先放電后充電，電流方向為，C錯誤；D．流過的電荷量D正確。故選D。11．（23-24高三下·海南·期中）如圖所示的閉合電路，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，定值電阻、，滑動變阻器最大值是10Ω。在A、B之間接有水平放置的平行板電容器C，滑動變阻器的滑片處于中點時，平行板電容器中的帶電微粒恰好靜止，帶電微粒電荷量的絕對值為q、質量為m，下列說法正確的是（

）A．微粒帶負電B．若滑片向左滑動，微粒受的電場力將變小C．若滑片向左滑動，微粒在運動的過程中電勢能將增加D．若滑片向右滑動，微粒在運動的過程中電勢能將增加【答案】D【解析】A．電容器上極板與電源負極連接，下極板與電源的正極相連，上極板帶負電，下極板正電，可知兩極板間的電場方向由下極板指向上極板，根據(jù)平衡條件可知，微粒所受電場力豎直向上，根據(jù)帶正電的粒子所受電場力的方向與電場強度的方向相同，可知帶電微粒帶正電，故A錯誤；BC．若滑片向左滑動，滑動變阻器接入電路中的電阻增大，電路中的總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流減小，內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，而滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，由于電路中電流減小則可知兩端的電壓減小，但路端電壓增大，因此可知兩端的電壓增大，而電容器與并聯(lián)，因此可知電容器兩端的電壓增大，從而使電容器兩極板間的電場增強，帶電微粒所受電場力增大，大于重力，其合外力向上，微粒將向上運動，在運動過程中電場力做正功，電勢能減小，故BC錯誤；D．滑動變阻器向右滑動，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，而滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，由于電路中電流增大，則可知兩端的電壓增大，但路端電壓減小，因此可知兩端的電壓減小，而電容器與并聯(lián)，因此可知電容器兩端的電壓減小，從而使電容器兩極板間的電場減弱，帶電微粒所受電場力減小，小于重力，其合外力向下，微粒將向下運動，在運動過程中電場力做負功，電勢能增加，故D正確。故選D。12．（2024·山東濟寧·二模）某學習小組利用如圖甲所示的實驗電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖線如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電池內(nèi)阻的測量值為 B．外電路發(fā)生短路時的電流為0.40AC．電池電動勢和內(nèi)阻的測量值均偏小 D．電池電動勢的測量值準確，內(nèi)阻的測量值偏大【答案】C【解析】AB．根據(jù)閉合電路歐姆定律有由圖像可知，電動勢測量值為V電源內(nèi)阻外電路發(fā)生短路時的電流為A故AB錯誤；CD．由圖甲所示電路圖可知，相對于電源來說，電流表采用了外接法，由于電壓表的分流，使電流表所測電流小于流過電源的電流；實驗誤差來源于電壓表的分流，電動勢和內(nèi)阻測量值和真實值之間的關系為電源電動勢與內(nèi)阻測量值都小于真實值，故C正確，D錯誤。故選C。13．（2024·河北保定·一模）如圖所示的電路，電源的內(nèi)阻為r，定值電阻甲的阻值為r，乙的阻值與燈泡的阻值相等，電容器的電容為C，當閉合、斷開，穩(wěn)定后，燈泡的功率為P，電容器的帶電量為Q，忽略燈泡阻值的變化，下列說法正確的是（）A．燈泡的阻值為B．電源的電動勢為C．當閉合，在斷開與閉合兩種穩(wěn)定情況下，燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對值為D．當、均閉合，甲中的電流為【答案】C【解析】A．對電容器，由，可得當閉合、斷開，穩(wěn)定后，燈泡的功率為P，故聯(lián)立解得，故A錯誤；B．由串聯(lián)電路電阻與電壓成正比，得解得電源的電動勢為，故B錯誤；D．當、均閉合，穩(wěn)定后燈泡與乙并聯(lián)的總電阻為由閉合電路歐姆定律可得甲的電流為綜合計算可得甲中的電流為，故D錯誤；C．當閉合，在斷開與閉合兩種穩(wěn)定情況下，甲看作等效電源，外電路看作為可變電阻的情況，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知即由此可知故燈泡兩端電壓的變化量與電阻甲中電流的變化量的比值的絕對值為，故C正確。故選C。14．（2024·江蘇南京·一模）圖為探究外電壓、內(nèi)電壓和電動勢關系的實驗裝置。這種電池的正負極板（分別為A、B）為二氧化鉛及鉛，電解液為稀硫酸。關于這一實驗裝置分析，下列說法正確的是（）A．電壓表正極與a相連B．電壓表的測量值大于電路的外電壓C．電壓表的測量值不會大于電壓表的測量值D．電壓表和測得的示數(shù)之和接近于一定值【答案】D【解析】ABD.電壓表V1和V2分別測量電路中的內(nèi)電壓和外電壓，在電源的外部，電流方向從電源的正極流向負極，而電源的內(nèi)部，電流方向由電源的負極流向正極，電壓表V1測量內(nèi)電壓，則電壓表V1正極與b相連。電壓表V1和V2測得的示數(shù)之和為電源電動勢應接近于一定值，故AB錯誤，D正確；C.根據(jù)串聯(lián)電路，電阻分到電壓跟阻值成正比，因為不知道內(nèi)外電阻阻值，所以電壓表V1的測量值有可能會大于電壓表V2的測量值，故C錯誤。故選D。15．（23-24高三上·北京通州·期末）如圖所示的U-I圖像中，曲線表示某一燈泡的伏安特性曲線，直線為某一電源的路端電壓與電流的變化關系圖線，P為兩圖線的交點，坐標為；過P點的切線與橫軸的交點坐標；路端電壓與電流的變化關系圖線與橫軸交點坐標為、與縱軸交點坐標為；陰影面積分別為S1、S2。用該電源直接與該燈泡連接成閉合回路，當燈泡通過的電流為時，下列說法正確的是（）A．燈泡電阻為 B．燈泡電功率為S1C．電源總功率為 D．電源內(nèi)部消耗功率為2S2【答案】D【解析】A．根據(jù)歐姆定律，燈泡電阻為故A錯誤；B．燈泡電功率為故B錯誤；C．電源總功率為故C錯誤；D．電源內(nèi)部消耗功率為故D正確。故選D。二、多選題16．（23-24高三下·湖南·期中）如圖1所示，電源的電動勢為，內(nèi)阻為。圖2為電源的輸出功率與電阻箱讀數(shù)的關系圖像，電源輸出功率最大值為，電阻箱讀數(shù)分別為、時電源輸出功率相等為，下列說法中正確的是（）A．電源的電動勢為B．電源的內(nèi)阻為C．當電阻箱阻值為時，電源效率較大D．當電阻箱阻值為時，電源輸出功率最大【答案】AD【解析】ABD．根據(jù)題意可知，電源的輸出功率為由數(shù)學知識可知，當即時，電源輸出功率最大，最大功率為當時，有當時，有解得則當電阻箱阻值為時，電源輸出功率最大，則有解得故AD正確，B錯誤；C．電源效率為又有可知，當電阻箱接入電路的阻值最大時，電源效率最大，故C錯誤。故選AD。17．（2024·河北·二模）如圖所示為某同學設計的歐姆表電路，圖中E為學生電源，為滑動變阻器，為電阻箱，A為量程5mA、內(nèi)阻100Ω的電流表，實驗時該同學將E調整為3V，調整為100Ω，之后短接P、Q兩點，調節(jié)，使電流表滿偏，斷開P、Q連接后備用，下列說法正確的是（）A．該歐姆表的內(nèi)阻為300ΩB．如果在電流表表盤上標記待測電阻值，表盤中央應標記為150ΩC．若僅將E調整為6V，調節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為300ΩD．若僅將調整為50Ω，調節(jié)仍使電流表滿偏，則表盤中央應標記為200Ω【答案】AD【解析】A．電路中的最大電流為10mA，由閉合電路歐姆定律可知選項A正確；B．當電流表指針半偏時，待測電阻與內(nèi)阻相同，表盤中央應標記為300Ω，選項B錯誤；C．同理，僅將E調整為6V后表盤中央應標記為600Ω，選項C錯誤；D．若僅將調整為50Ω，電路中的最大電流為15mA，可知歐姆表內(nèi)阻為200Ω，表盤中央應標記為200Ω，選項D正確。故選AD。18．（2022·全國·模擬預測）2021年2月24日，我國以“一箭三星”方式成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星送入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。衛(wèi)星兩翼的太陽電池板把太陽能轉化為電能供衛(wèi)星使用。如圖所示，圖線a是太陽能電池在某光照強度下路端電壓和電流的關系圖象（電池內(nèi)阻不是常量），圖線b是某電阻的圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，則（）A．電源的電動勢 B．電阻兩端的電壓C．電阻的電流 D．電池的內(nèi)阻【答案】BD【解析】A．由閉合電路歐姆定律得，當I=0時E=U由圖線a與縱軸的交點讀出電源的電動勢為E=4V，故A錯誤；BC．根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻兩端的電壓為U=3V，電流為I=0.2A故B正確，C錯誤；D．此時太陽能電池的內(nèi)阻為，故D正確。故選BD。19．（23-24高二上·廣東·期末）如圖所示，E為內(nèi)阻不可忽略的電源，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，V與A分別為電壓表與電流表，M、N是平行板電容器的兩極板，一帶電小球由絕緣絲線懸掛在電容器兩板間，現(xiàn)閉合開關S，懸線穩(wěn)定時偏離豎直方向θ角，下列判斷正確的是（）A．若將P向左滑，V與A表的讀數(shù)均減小B．若將P向左滑，電容器兩極板上帶電荷量增加C．若將P向左滑，θ將增大D．若斷開S，將N板向M板靠近，角度θ將變大【答案】BC【解析】A．若將P向左滑，則R2減小，總電阻減小，總電流變大，則A表讀數(shù)變大，R1和內(nèi)阻上的電壓變大，則R2上的電壓減小，即V表的讀數(shù)減小，選項A錯誤；BC．若將P向左滑，R1上的電壓變大，電容器兩板電壓變大，則Q=CU可知，兩極板上帶電荷量增加，兩板間場強變大，根據(jù)Eq=mgtanθ可知，θ將增大，選項BC正確；D．若斷開S，則兩板間帶電量Q一定，根據(jù)，，可得則將N板向M板靠近，兩板間場強不變，則角度θ將不變，選項D錯誤。故選BC。20．（2023·湖南岳陽·二模）某實驗小組發(fā)現(xiàn)一個滑動變阻器發(fā)生了斷路故障，為了檢測斷路的位置，實驗小組設計了如圖所示的電路，、、、、是滑動變阻器上間距相同的五個位置（、為滑動變阻器的兩個端點）。某實驗小組將滑動變阻器的滑片P分別置于、、、、、（是、間某一位置）進行測量，把相應的電流表示數(shù)記錄在下表中。已知定值電阻阻值為，電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻可忽略。下列說法正確的是（）P的位置電流表示數(shù)（A）1.800.900.600.451.80A．滑動變阻器間發(fā)生了斷路B．滑片P位于處的電流表示數(shù)的可能值為0.85AC．滑片P位于處的電流表示數(shù)的可能值為0.40AD．若滑動變阻器未斷路時，其電阻絲的總電阻為【答案】CD【解析】ABC．若是滑動變阻器間發(fā)生了斷路，P的位置在點時電流應大于在點的電流；若x在斷路位置的下方，則是滑動變阻器下方部分被接入電路，且總電阻大于滑片接d位置時的電阻，電流就比滑片接d點時的電流要小，所以電流表示數(shù)可能是小于0.45A；若x在斷路位置的上方，則滑動變阻器是xe部分被接入電路，此時電路中的總電阻應該小于滑片接b點時的電阻，所以電路中的電流應該大于滑片接b點時的電流，即大于0.90A，但是要小于滑片接a點或接e點時的電流，因為接a點和e點時滑動變阻器接入電路中的電阻為零，故C正確，AB錯誤；D．若滑動變阻器未斷路時，滑動變阻器接a端有設滑動變阻器電阻為，接c端時，有解得故D正確。故選CD。三、解答題21．（23-24高二上·湖南郴州·期中）如圖所示，電源電動勢E=6V，小燈泡L的規(guī)格為“3V，0.9W”，開關S接1，當滑動變阻器調到R=8Ω時，小燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將開關S接2，小燈泡L和電動機M均正常工作，已知電動機的線圈電阻R0=2Ω。求：（1）電源內(nèi)阻；（2）電動機效率?！敬鸢浮浚?）2Ω；（2）75%【解析】（1）小燈泡正常發(fā)光時的電阻為流過小燈泡的電流當開關S接1時電源內(nèi)阻為（2）當開關S接2時，燈泡正常發(fā)光，電路中的電流與開關S接1時的電流相同，所以電動機的正常工作電壓電動機的輸入功率而它的熱功率則它輸出的機械功率電動機的效率22．（23-24高三上·河南·階段練習）在如圖所示的電路中，兩端的電壓，電壓表和電流表均為理想電表。電路穩(wěn)定后，求：（1）電流表、電壓表的示數(shù)；（2）電容器極板所帶的電荷量。

【答案】（1）4.5A，7.5V；（2）【解析】（1）根據(jù)電路圖可以看出，R2、R3、R4串聯(lián)后與R1并聯(lián)，R5上無電流通過，R2、R3、R4串聯(lián)后與R1并聯(lián)的等效電阻由歐姆定律，可得電流表的示數(shù)電壓表的示數(shù)等于R4兩端電壓，R4中電流電壓表的示數(shù)（2）電容器兩極板之間的電壓電容器極板所帶的電荷量專題10磁場1.(2024年湖北考題)9.磁流體發(fā)電機的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強磁場垂直于紙面向里。等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）從左側以某一速度平行于極板噴入磁場，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）A.極板MN是發(fā)電機的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大2.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構新材料，具有豐富的電學性能．現(xiàn)設計一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當時，測得關系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.3.(2024浙江1月卷考題)4.磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是（）A.圖示左側通電導線受到安培力向下 B.a、b兩點的磁感應強度相同C.圓柱內(nèi)的磁感應強度處處為零 D.c、d兩點的磁感應強度大小相等4.(2024年湖北卷考題)7.如圖所示，在以O點為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子沿直徑AC方向從A點射入圓形區(qū)域。不計重力，下列說法正確的是（）A.粒子運動軌跡可能經(jīng)過O點B.粒子射出圓形區(qū)域時的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點沿AC方向射入圓形區(qū)域最小時間間隔為D.若粒子從A點射入到從C點射出圓形區(qū)域用時最短，粒子運動的速度大小為5.(2024年河北卷考題)10.如圖，真空區(qū)域有同心正方形ABCD和abcd，其各對應邊平行，ABCD的邊長一定，abcd的邊長可調，兩正方形之間充滿恒定勻強磁場，方向垂直于正方形所在平面．A處有一個粒子源，可逐個發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向進入磁場。調整abcd的邊長，可使速度大小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場區(qū)后由BC邊射出。對滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是（）A.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必垂直BC射出B.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角60°，則粒子必垂直BC射出C.若粒子經(jīng)cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊的速度方向與ad邊夾角必為45°D.若粒子經(jīng)bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為60°6.（2024年安徽卷考題）10.空間中存在豎直向下勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，電場強度大小為E，磁感應強度大小為B。一質量為m的帶電油滴a，在紙面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，軌跡如圖所示。當a運動到最低點P時，瞬間分成兩個小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者帶電量、質量均相同。Ⅰ在P點時與a的速度方向相同，并做半徑為的圓周運動，軌跡如圖所示。Ⅱ的軌跡未畫出。己知重力加速度大小為g，不計空氣浮力與阻力以及Ⅰ、Ⅱ分開后的相互作用，則（）A.油滴a帶負電，所帶電量的大小為B.油滴a做圓周運動的速度大小為C.小油滴Ⅰ做圓周運動的速度大小為，周期為D.小油滴Ⅱ沿順時針方向做圓周運動7.（2024年上海卷考題）10.某回旋加速器的示意圖如圖所示。磁感應強度大小為B的勻強磁場僅分布于兩個相同且正對的半圓形中空金屬盒，內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過Ⅰ，Ⅱ分別與，相連，僅在，縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場。初動能為零的帶電粒子自縫隙中靠近的圓心O處經(jīng)縫隙間的電場加速后，以垂直磁場的速度進入。（1）粒子在，運動過程中，洛倫茲力對粒子做功為W，沖量為I，則______；A．，B．，C．，D．，（2）核和核自圖中O處同時釋放，Ⅰ，Ⅱ間電勢差絕對值始終為U，電場方向做周期性變化，核在每次經(jīng)過縫隙間時均被加速（假設粒子通過縫隙的時間和粒子間相互作用可忽略）。核完成3次加速時的動能與此時核的動能之比為______。A．B．C．D．E．8.（2024年新課標考題）13.一質量為m、電荷量為的帶電粒子始終在同一水平面內(nèi)運動，其速度可用圖示的直角坐標系內(nèi)，一個點表示，、分別為粒子速度在水平面內(nèi)兩個坐標軸上的分量。粒子出發(fā)時P位于圖中點，粒子在水平方向的勻強電場作用下運動，P點沿線段ab移動到點；隨后粒子離開電場，進入方向豎直、磁感應強度大小為B的勻強磁場，P點沿以O為圓心的圓弧移動至點；然后粒子離開磁場返回電場，P點沿線段ca回到a點。已知任何相等的時間內(nèi)P點沿圖中閉合曲線通過的曲線長度都相等。不計重力。求（1）粒子在磁場中做圓周運動的半徑和周期；（2）電場強度的大小；（3）P點沿圖中閉合曲線移動1周回到a點時，粒子位移的大小。9.（2024年湖南卷考題）14．如圖，有一內(nèi)半徑為2r、長為L的圓筒，左右端面圓心O′、O處各開有一小孔。以O為坐標原點，取O′O方向為x軸正方向建立xyz坐標系。在筒內(nèi)x≤0區(qū)域有一勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向沿x軸正方向；筒外x≥0區(qū)域有一勻強電場，場強大小為E，方向沿y軸正方向。一電子槍在O′處向圓筒內(nèi)多個方向發(fā)射電子，電子初速度方向均在xOy平面內(nèi)，且在x軸正方向的分速度大小均為v0。已知電子的質量為m、電量為e，設電子始終未與筒壁碰撞，不計電子之間的相互作用及電子的重力。（1）若所有電子均能經(jīng)過O進入電場，求磁感應強度B的最小值；（2）?。?）問中最小的磁感應強度B，若進入磁場中電子的速度方向與x軸正方向最大夾角為θ，求tanθ的絕對值；（3）?。?）問中最小的磁感應強度B，求電子在電場中運動時y軸正方向的最大位移。10.（2024年廣東卷考題）15.如圖甲所示。兩塊平行正對的金屬板水平放置，板間加上如圖乙所示幅值為、周期為的交變電壓。金屬板左側存在一水平向右的恒定勻強電場，右側分布著垂直紙面向外的勻強磁場。磁感應強度大小為B．一帶電粒子在時刻從左側電場某處由靜止釋放，在時刻從下板左端邊緣位置水平向右進入金屬板間的電場內(nèi)，在時刻第一次離開金屬板間的電場、水平向右進入磁場，并在時刻從下板右端邊緣位置再次水平進入金屬板間的電場。已知金屬板的板長是板間距離的倍，粒子質量為m。忽略粒子所受的重力和場的邊緣效應。（1）判斷帶電粒子的電性并求其所帶的電荷量q；（2）求金屬板的板間距離D和帶電粒子在時刻的速度大小v；（3）求從時刻開始到帶電粒子最終碰到上金屬板的過程中，電場力對粒子做的功W。11.(2024年遼寧卷考題)15.現(xiàn)代粒子加速器常用電磁場控制粒子團的運動及尺度。簡化模型如圖：Ⅰ、Ⅱ區(qū)寬度均為L，存在垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度等大反向；Ⅲ、Ⅳ區(qū)為電場區(qū)，Ⅳ區(qū)電場足夠寬，各區(qū)邊界均垂直于x軸，O為坐標原點。甲、乙為粒子團中的兩個電荷量均為＋q，質量均為m的粒子。如圖，甲、乙平行于x軸向右運動，先后射入Ⅰ區(qū)時速度大小分別為和。甲到P點時，乙剛好射入Ⅰ區(qū)。乙經(jīng)過Ⅰ區(qū)的速度偏轉角為30°，甲到O點時，乙恰好到P點。已知Ⅲ區(qū)存在沿＋x方向的勻強電場，電場強度大小。不計粒子重力及粒子間相互作用，忽略邊界效應及變化的電場產(chǎn)生的磁場。（1）求磁感應強度的大小B；（2）求Ⅲ區(qū)寬度d；（3）Ⅳ區(qū)x軸上的電場方向沿x軸，電場強度E隨時間t、位置坐標x的變化關系為，其中常系數(shù)，已知、k未知，取甲經(jīng)過O點時。已知甲在Ⅳ區(qū)始終做勻速直線運動，設乙在Ⅳ區(qū)受到的電場力大小為F，甲、乙間距為Δx，求乙追上甲前F與Δx間的關系式（不要求寫出Δx的取值范圍）12.(2024浙江1月卷考題)22.類似光學中的反射和折射現(xiàn)象，用磁場或電場調控也能實現(xiàn)質子束的“反射”和“折射”。如圖所示，在豎直平面內(nèi)有三個平行區(qū)域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；Ⅰ區(qū)寬度為d，存在磁感應強度大小為B、方向垂直平面向外的勻強磁場，Ⅱ區(qū)的寬度很小。Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)電勢處處相等，分別為和，其電勢差。一束質量為m、電荷量為e的質子從O點以入射角射向Ⅰ區(qū)，在P點以出射角射出，實現(xiàn)“反射”；質子束從P點以入射角射入Ⅱ區(qū)，經(jīng)Ⅱ區(qū)“折射”進入Ⅲ區(qū)，其出射方向與法線夾角為“折射”角。已知質子僅在平面內(nèi)運動，單位時間發(fā)射的質子數(shù)為N，初速度為，不計質子重力，不考慮質子間相互作用以及質子對磁場和電勢分布的影響。（1）若不同角度射向磁場的質子都能實現(xiàn)“反射”，求d的最小值；（2）若，求“折射率”n（入射角正弦與折射角正弦的比值）（3）計算說明如何調控電場，實現(xiàn)質子束從P點進入Ⅱ區(qū)發(fā)生“全反射”（即質子束全部返回Ⅰ區(qū)）（4）在P點下方距離處水平放置一長為的探測板（Q在P的正下方），長為，質子打在探測板上即被吸收中和。若還有另一相同質子束，與原質子束關于法線左右對稱，同時從O點射入Ⅰ區(qū)，且，求探測板受到豎直方向力F的大小與U之間的關系。一、單選題1．（2024·北京海淀·模擬預測）磁流體發(fā)電的原理如圖所示。將一束速度為v的等離子體（含有大量正、負帶電粒子）垂直于磁場方向噴入磁感應強度為B的勻強磁場中，在相距為d、寬為a、長為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個直流電源的兩極。穩(wěn)定時兩板間等離子體有電阻。忽略邊緣效應，下列判斷正確的是（

）A．上板為負極B．上、下兩極板間的電壓C．等離子體濃度越高，電動勢越大D．垂直兩極板方向（即上、下方向）等離子體粒子受洛倫茲力（分力）和電場力平衡2．（2024·北京海淀·三模）云室是借助過飽和水蒸氣在離子上凝結來顯示通過它的帶電粒子徑跡的裝置。圖為一張云室中拍攝的照片。云室中加了垂直于紙面向外的磁場。圖中a、b、c、d、e是從O點發(fā)出的一些正電子或負電子的徑跡。有關這些徑跡以下判斷正確的是（）A．d、e都是正電子的徑跡B．a(chǎn)徑跡對應的粒子動量最大C．b徑跡對應的粒子動能最大D．a(chǎn)徑跡對應的粒子運動時間最長3．（2024·廣東·三模）如圖所示，在，區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強電場，在x>x0區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，從y軸上0~y0范圍內(nèi)平行于x軸正方向射出大量質量為m、電荷量為+q、分布均勻的帶電粒子，粒子射入的初速度均為v0，當電場強度為0時，從O點射入的粒子恰能運動到N（x0，y0）點，若電場強度為，MN右側是粒子接收器，MN的長度為y0，不計粒子重力和粒子間的相互作用，則（）A．磁感應強度的大小為B．從處射入的粒子，恰好從N點進入磁場C．從處射入的粒子，在磁場中偏轉距離最大D．接收器接收的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的50%4．（2024·河北·三模）2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置創(chuàng)造了當時最新的世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒。為粗略了解等離子體在托卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運動狀況，某同學將一足夠長的真空室內(nèi)的電場和磁場理想化為方向均水平向右的勻強電場和勻強磁場，如圖所示。若某帶正電的離子在此電場和磁場中運動，其速度平行于磁場方向的分量大小為，垂直于磁場方向的分量大小為，不計離子受到的重力。當離子速度平行于磁場方向的分量大小為時，垂直于磁場方向的分量大小為（

）A． B． C． D．5．（2024·黑龍江齊齊哈爾·三模）如圖所示，光滑絕緣圓管豎直固定在水平勻強磁場中，一帶正電小球從管口由縫靜止開始下落，則下列描述圓管對小球的沖量I隨下落時間t和下落高度h的關系圖像中正確的是（

）A． B．C． D．6．（2024·山西·模擬預測）如圖所示，長方體空間被平面MNPO分成兩個區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應強度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強磁場。一電子以某一速度從長方體左側垂直O(jiān)yz平面進入并穿過兩磁場區(qū)域，關于電子運動軌跡在下列坐標平面內(nèi)的投影，可能正確的是（）A．B．C． D．7．（2024·江西·模擬預測）如圖所示，在半徑為R、圓心為O的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場，帶電荷量為、質量為m的粒子（不計所受重力）從O點沿紙面各個方向射入勻強磁場后，均從OC段射出磁場，下列說法正確的是（

）A．粒子射入磁場時的最大速度為B．粒子射入磁場時的最大速度為C．粒子在磁場中運動的最長時間為D．粒子在磁場中運動的最長時間為8．（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預測）新冠肺炎疫情持續(xù)期間，醫(yī)院需要用到血液流量計檢查患者身體情況。某種電磁血液流量計的原理可簡化為如圖所示模型。血液內(nèi)含有少量正、負離子，從直徑為d的血管右側流入，左側流出，空間有垂直紙面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場，M、N兩點之間的電壓穩(wěn)定時測量值為U，流量Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積。下列說法正確的是（）A．離子所受洛倫茲力方向一定豎直向下B．M點的電勢一定高于N點的電勢C．血液流量D．電壓穩(wěn)定時，正、負離子不再受洛倫茲力9．（2024·河北·三模）超級電容器儲存的大量電能是電磁炮瞬間大電流發(fā)射的重要基礎，如圖所示。若超級電容器的電容為C，充電電壓為U，發(fā)射一枚電磁炮的炮彈所需電量為超級電容所存儲電荷的5%，炮彈質量為m，導軌寬為l，導體推桿垂直導軌并良好接觸，垂直導軌平面的磁場的磁感應強度為B，不計空氣阻力和摩擦，則炮彈出膛的速度為（

）A． B． C． D．10．（2024·黑龍江雙鴨山·模擬預測）如圖所示，在坐標系O－xyz中存在磁感應強度大小為、方向豎直向下（z軸負方向）的勻強磁場，在（0，0，h）處固定一電荷量為的點電荷，在xOy平面內(nèi)有一質量為m、電荷量為的微粒繞原點O沿圖示方向以角速度做勻速圓周運動。若微粒的圓周運動可以等效為大小為的環(huán)形電流，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A． B．C． D．11．（23-24高三下·湖南衡陽）如圖甲所示，已知車輪邊緣上一質點P的軌跡可看成質點P相對圓心O做速率為的勻速圓周運動，同時圓心O向右相對地面以速率做勻速運動形成的，該軌跡稱為圓滾線。如圖乙所示，空間存在豎直向下的大小為勻強電場和水平方向（垂直紙面向里）大小為的勻強磁場，已知一質量為、電量大小為的正離子在電場力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自A點沿曲線AC運動（該曲線屬于圓滾線），到達B點時速度為零，C為運動的最低點。不計重力，則下列說法錯誤的是（）A．該離子帶正電 B．A、B兩點位于同一高度C．該離子電勢能先增大后減小 D．到達C點時離子速度最大12．（2024·陜西西安·模擬預測）霍爾推進器是現(xiàn)代航天器的最先進的動力裝置，據(jù)報道我國的天宮空間站就安裝了此類推進器用以空間站的軌道維持。圖乙是與霍爾推進器工作原理類似的裝置示意圖，在很窄的環(huán)內(nèi)平面內(nèi)有沿半徑方向向外的磁場1，其磁感強度大小可近似認為處處相等，垂直環(huán)平面內(nèi)方向同時存在勻強磁場2和勻強電場（圖中沒畫出），已知電場強度大小為E，電子恰好可以在環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動，已知電子電量為e，質量為m，忽略電子間的相互作用以及電子運動產(chǎn)生的磁場，以下說法正確的是（）A．電場方向垂直環(huán)平面向里 B．電子運動周期為C．磁場2的方向垂直環(huán)面向外 D．磁場2的磁感強度大小為13．（2024·福建漳州·三模）如圖，一質譜儀由加速電場、靜電分析器、磁分析器構成。靜電分析器通道的圓弧中心線半徑為R，通道內(nèi)有均勻輻向電場，方向指向圓心O，中心線處各點的電場強度大小相等。磁分析器中分布著方向垂直于紙面的有界勻強磁場，邊界為矩形CNQD，，。質量為m、電荷量為q的粒子（不計重力），由靜止開始從A板經(jīng)電壓為U的電場加速后，沿中心線通過靜電分析器，再由P點垂直磁場邊界進入磁分析器，最終打在膠片ON上，則（）A．磁分析器中磁場方向垂直于紙面向外B．靜電分析器中心線處的電場強度C．僅改變粒子的比荷，粒子仍能打在膠片上的同一點D．要使粒子能到達NQ邊界，磁場磁感應強度B的最小值為14．（2024·北京西城·二模）如圖所示，正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點M以速度v垂直于ad邊射入磁場，并恰好從ab邊的中點N射出磁場。不計粒子的重力，下列說法正確的是（

）A．粒子帶負電B．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子將從a點射出C．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子將從b點射出D．若粒子射入磁場的速度增大為，粒子在磁場中的運動時間將變短二、多選題15．（2024·黑龍江吉林·模擬預測）如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在著磁感應強度大小均為B的勻強磁場，其中第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外，第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，P（-L，0）、Q（0，-L）為坐標軸上的兩個點?，F(xiàn)有一電量大小為q、質量為m的帶正電粒子（不計重力），以與x軸正向成45°的速度從P點射出，恰好經(jīng)原點O并能到達Q點，則下列對PQ段運動描述正確的是（）A．粒子運動的最短時間為B．粒子運動的總路程一定為C．粒子在Q點的速度方向可能與y軸垂直D．粒子從P點到O點的時間與從O點到Q點的時間之比可能為1:316．（2024·江西·模擬預測）如圖所示，光電管和一金屬材料做成的霍爾元件串聯(lián)，霍爾元件的長、寬、高分別為a、b、c且水平放置，該霍爾元件放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。某時刻讓一束光照到光電管的陰極K激發(fā)出光電子，閉合電鍵S，調節(jié)滑動變阻器的劃片到某一位置，電流表A的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U。經(jīng)典電磁場理論認為：當金屬導體兩端電壓穩(wěn)定后，導體中產(chǎn)生恒定電場，且恒定電場的性質和靜電場性質相同。已知電子電量為e，電子的質量為m。霍爾元件單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n，則（）A．霍爾元件前表面電勢低于后表面電勢B．霍爾元件前后表面的電壓大小為C．霍爾片內(nèi)的電場強度大小為D．將滑動變阻器的滑片P向右滑動，電流表的示數(shù)會不斷地增加17．（2024·全國·模擬預測）“雙聚焦分析器”是一種能同時實現(xiàn)速度聚焦和方向聚焦的質譜儀，其模型圖如圖甲．如圖乙，電場分析器中與圓心O，等距離的各點場強大小相等、方向沿徑向，電場強度大小為，r為入射點到圓心的距離k可調節(jié)．磁場分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與電場分析器的右端面平行．若質量為m、電荷量為的離子（初速度為零），經(jīng)電壓為U的加速電場加速后，進入輻射狀電場，恰好沿著半徑為R的圓弧軌跡通過電場區(qū)域后，垂直磁場左邊界從P點進入圓心為的四分之一圓形磁場區(qū)域并打在熒光屏上．圖中，不計離子的重力．下列說法正確的是（

）A．k值應調節(jié)為B．若離子源和加速電場整體向右平移一小段距離，則離子在電場分析器中不能做勻速圓周運動C．若離子垂直于熒光屏打在Q點，則磁場分析器所加的磁感應強度為D．若另有一離子經(jīng)加速電場、電場分析器后從P點進入磁場分析器后打在點，該離子的比荷為18．（2024·四川·模擬預測）如圖所示，空間中有一個方向垂直紙面向里的勻強磁場，其邊界是一個半徑為R的圓環(huán)，現(xiàn)讓一個不計重力的帶電粒子以一定速度從A點沿直徑AOB方向射入磁場，當入射速度為v時，粒子經(jīng)過t1時間從C點射出磁場（OC與OB成（60°角），對應的軌道半徑為r1；當入射速度為，粒子經(jīng)過t2時間從D點射出磁場（圖中未畫出），對應的軌道半徑為r2，下列選項正確的是（）A．r1：r2=3：1 B．r1：r2=1：3C．t1：t2=1：2 D．t1：t2=2：119．（2024·四川·模擬預測）如圖所示是利用霍爾效應測量磁場的傳感器，由運算芯片LM393和霍爾元件組成，LM393輸出的時鐘電流（交變電流）經(jīng)二極管整流后成為恒定電流I從霍爾元件的A端流入，從F端流出。磁感應強度為B的勻強磁場垂直于霍爾原件的工作面水平向左，測得CD端電壓為U。已知霍爾元件的載流子為自由電子，單位體積的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，霍爾原件沿AF方向的長度為，沿CD方向的寬度為，沿磁場方向的厚度為h，下列說法正確的是（

）A．C端的電勢高于D端B．若將勻強磁場的磁感應強度減小，CD間的電壓將增大C．自由電子的平均速率為D．可測得此時磁感應強度20．（23-24高三下·重慶沙坪壩·階段練習）某一具有速度選擇器的質譜儀原理如圖所示，裝置Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U1；裝置Ⅱ為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為B1，電場未畫出，兩板間距離為d；裝置Ⅲ為偏轉分離器，磁感應強度為B2。有一質量為m、電荷量為+q的粒子，從裝置Ⅰ上極板無初速度進入加速器，恰能沿直線通過裝置Ⅱ，進入裝置Ⅲ后做勻速圓周運動。不計粒子重力，則下列說法正確的是（）A．裝置Ⅱ的左極板帶正電B．裝置Ⅱ兩板間電壓為C．若粒子質量變?yōu)?m，其他條件不變，經(jīng)加速后進入裝置Ⅱ將向右側極板偏轉D．若粒子質量變?yōu)?m，同時改變磁感應強度B1，其他條件不變，粒子進入裝置Ⅲ后做勻速圓周運動的半徑為以前的倍21．（2024·陜西安康·模擬預測）如圖所示，在豎直面內(nèi)有一半徑為R的能吸收帶電粒子的半圓形裝置，在裝置外有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B，邊界ab為過圓心O的一水平直線。一群質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以不同的速率從A點豎直向上進入磁場，AO的長度為，粒子重力和粒子間的相互作用不計，，下列說法正確的是（）A．能夠被裝置吸收的粒子的最大速度為B．能夠被裝置吸收的粒子的最小速度為C．能夠被裝置吸收的粒子中，運動時間最短的粒子速度大小為D．能夠被裝置吸收的粒子中，運動時間最短的粒子運動時間為22．（2024·安徽安慶·三模）如圖所示，在三維直角坐標系中，分布著沿z軸正方向的勻強電場E和沿y軸正方向的勻強磁場B，一個帶電荷量為、質量為m的小球沿x軸正方向以一定的初速度拋出后做平拋運動，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．可求小球的初速度大小為B．經(jīng)過時間，球的動能變?yōu)槌鮿幽艿?倍C．若僅將電場方向變?yōu)檠貀軸正方向，小球可能做勻速圓周運動D．若僅將電場撤去，小球可能做勻速直線運動23．（2024·寧夏銀川·三模）近年來國產(chǎn)動畫的技術不斷提升，以科幻為主題的電影《熊出沒之逆轉時空》在2024年春節(jié)受到人們喜歡。其中“我們總是活在別人定義的成功里，卻忘了自己內(nèi)心真正想要的是什么”成為直擊人心的金句。如左圖所示為光頭強被科學怪人篡改記憶時的畫面，右圖為篡改記憶所用的裝置模式圖，一“篡改記憶粒子”（比荷為）從出發(fā)經(jīng)過電場加速（）獲得一定初速度進入速度選擇器，進入勻強磁場（）偏轉180后進入光頭強大腦進行篡改。不計“篡改記憶粒子”重力，下列說法正確的是（）A．各個“篡改記憶粒子”進入勻強磁場偏轉時間不相同B．速度選擇器允許通過的粒子速度為50m/sC．偏轉半徑為r=0.01mD．比荷越小偏轉半徑越大24．（2024·福建廈門·三模）為了市民換乘地鐵方便，廈門海滄區(qū)政府在地鐵口和主要干道上投放了大量共享電動車。騎行者通過擰動手把來改變車速，手把內(nèi)部結構如圖甲所示，其截面如圖乙所示。稍微擰動手把，霍爾元件保持不動，磁鐵隨手把轉動，與霍爾元件間的相對位置發(fā)生改變，穿過霍爾元件的磁場強弱和霍爾電壓UH大小隨之變化。已知霍爾電壓越大，電動車能達到的最大速度vm越大，霍爾元件工作時通有如圖乙所示的電流I，載流子為電子，則（）A．霍爾元件下表面電勢高于上表面B．霍爾元件下表面電勢低于上表面C．從圖乙所示位置沿a方向稍微擰動手把，可以增大vmD．其他條件不變，調大電流I，可以增大vm25．（2024·山西晉城·三模）質譜儀是科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。質譜儀的工作原理示意圖如圖所示，粒子源S從小孔向下射出各種速度的氕核、氘核、氚核及氦核，粒子經(jīng)小孔進入速度選擇器后，只有速度合適的粒子才能沿直線經(jīng)過小孔，并垂直進入磁感應強度大小為的偏轉磁場，感光底片PQ上僅出現(xiàn)了A、B、C三個光斑，光斑A到小孔的距離為2d。已知速度選擇器兩板間存在垂直紙面向里、磁感應強度大小為的勻強磁場，兩板間距為d，板間電壓為U，下列說法正確的是（

）A．極板M帶負電荷 B．粒子在偏轉磁場中的速度大小為C．氦核的比荷為 D．相鄰兩光斑的距離均為26．（2024·山西晉中·三模）如圖所示，有以O為圓心，半徑分別為、的同心圓，，，在圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場。一電荷量為、質量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點以速度垂直磁場進入該區(qū)域，之后從OA的延長線與外圓的交點C射出，方向與OA延長線成角，不計粒子重力，下列說法正確的是（）A．環(huán)形區(qū)域磁場的磁感應強度大小為B．粒子在磁場中運動的時間為C．若粒子從A點垂直磁場進入時的速度大小為v，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應強度大小需小于D．若粒子從A點垂直磁場進入的速度大小為v，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應強度大小需小于三、解答題27．（2024·北京海淀·二模）如圖所示，寬為L的固定光滑平行金屬導軌與水平面成α角，金屬桿ab水平放置在導軌上，且與導軌垂直，處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。電源電動勢為E，當電阻箱接入電路的阻值為R0時，金屬桿恰好保持靜止。不計電源內(nèi)阻、導軌和金屬桿的電阻，重力加速度為g。（1）求金屬桿所受安培力的大小F。（2）求金屬桿的質量m。（3）保持磁感應強度大小不變，改變其方向，同時調整電阻箱接入電路的阻值R以保持金屬桿靜止，求R的最大值。28．（2024·天津河西·三模）一種圓柱形粒子探測裝置的橫截面如圖所示，內(nèi)圓區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，外圓是探測器，AB和PM分別為內(nèi)圓的兩條相互垂直的直徑，兩個粒子先后從P點沿徑向射入磁場。粒子1經(jīng)磁場偏轉后打在探測器上的Q點，粒子2經(jīng)磁場偏轉后從磁場邊界C點離開，最后打在探測器上的N點，PC圓弧恰好為內(nèi)圓周長的三分之一，粒子2在磁場中運動的時間為t。裝置內(nèi)部為真空狀態(tài)，忽略粒子所受重力及粒子間相互作用力。求（1）粒子1的在P點受力方向和電性；（2）若兩粒子的入射速率相等，比較粒子1與粒子2的比荷大小；（3）改變粒子2入射方向，連率變?yōu)樵瓉淼?，則粒子2在磁場中運動的最長時間為多少？專題10磁場1.(2024年湖北考題)9.磁流體發(fā)電機的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強磁場垂直于紙面向里。等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）從左側以某一速度平行于極板噴入磁場，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）A.極板MN是發(fā)電機的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大【答案】AC【解析】A．帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉，極板MN帶正電為發(fā)電機正極，A正確；BCD．離子受到的洛倫茲力和電場力相互平衡時，此時令極板間距為d，則可得因此增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和密度無關，BD錯誤C正確。故選AC。2.（2024年江西卷考題）7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結構新材料，具有豐富的電學性能．現(xiàn)設計一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強磁場，磁感應強度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當時，測得關系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設樣品每平方米載流子(電子)數(shù)為n，電子定向移動的速率為v，則時間t內(nèi)通過樣品的電荷量q=nevtb根據(jù)電流的定義式得當電子穩(wěn)定通過樣品時，其所受電場力與洛倫茲力平衡，則有聯(lián)立解得結合圖像可得解得故選D。3.(2024浙江1月卷考題)4.磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，兩者之間有可轉動的線圈。a、b、c和d為磁場中的四個點。下列說法正確的是（）A.圖示左側通電導線受到安培力向下 B.a、b兩點的磁感應強度相同C.圓柱內(nèi)的磁感應強度處處為零 D.c、d兩點的磁感應強度大小相等【答案】A【解析】A．由左手定則可知，圖示左側通電導線受到安培力向下，選項A正確；B．a(chǎn)、b兩點的磁感應強度大小相同，但是方向不同，選項B錯誤；C．磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應強度不為零，選項C錯誤；D．因c點處的磁感線較d點密集，可知c點的磁感應強度大于d點的磁感應強度，選項D錯誤。故選A。4.(2024年湖北卷考題)7.如圖所示，在以O點為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子沿直徑AC方向從A點射入圓形區(qū)域。不計重力，下列說法正確的是（）A.粒子運動軌跡可能經(jīng)過O點B.粒子射出圓形區(qū)域時的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點沿AC方向射入圓形區(qū)域最小時間間隔為D.若粒子從A點射入到從C點射出圓形區(qū)域用時最短，粒子運動的速度大小為【答案】D【解析】AB．在圓形勻強磁場區(qū)域內(nèi)，沿著徑向射入的粒子