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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年滬教新版選擇性必修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6題,共12分)1、下列現(xiàn)象中利用的主要原理與電磁感應(yīng)無關(guān)的有()
A.如圖甲所示,真空冶煉爐外有線圈,線圈中通入高頻交流電,爐內(nèi)金屬能迅速熔化B.如圖乙所示,安檢門可以檢測金屬物品,如攜帶金屬刀具經(jīng)過時,會觸發(fā)報警C.如圖丙所示,放在磁場中的玻璃皿內(nèi)盛有導電液體,其中心放一圓柱形電極,邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極,通電后液體就會旋轉(zhuǎn)起來D.如圖丁所示,用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤,銅盤很快靜止下來2、關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用,下列說法不正確的是()A.麥克斯韋建立了經(jīng)典電磁場理論B.赫茲通過實驗證明了電磁波的存在C.電磁波可以傳遞能量和信息,但不能在真空中傳播D.按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列起來,就是電磁波譜3、如圖所示,虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,圓形磁場區(qū)域半徑為r,一電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以某一速度射入磁場,電子經(jīng)過磁場區(qū)域后,其出射方向與入射方向成60°角。設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子之間相互作用及所受的重力。則電子射入磁場的速度v和電子在磁場中運動的時間t是()
A.B.C.D.4、如圖甲所示,電路的左側(cè)是一個電容為C的電容器,電路的右側(cè)是一個環(huán)形導體,環(huán)形導體所圍的面積為S.在環(huán)形導體中有一垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示.則在0~t0時間內(nèi),電容器()
A.上極板帶正電,所帶電荷量為B.上極板帶正電,所帶電荷量為C.上極板帶負電,所帶電荷量為D.上極板帶負電,所帶電荷量為5、如圖所示,垂直于紙面的勻強磁場局限在長為L的虛線框內(nèi),邊長為d的正方形閉合線圈在外力作用下由位置1勻速穿過磁場區(qū)域運動到位置2。若L>2d;則在運動過程中線圈中的感應(yīng)電流隨時間變化的情況可以用以下哪幅圖像來描述()
A.B.C.D.6、在勻強磁場中;一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2Ω,則()
A.t=0時,線圈平面垂直于磁感線B.t=1s時,線圈中的電流改變方向C.t=1.5s時,線圈中磁通量的變化率最大D.t=2s時,線圈中的感應(yīng)電流最大評卷人得分二、多選題(共8題,共16分)7、如圖所示,一臺有兩個副線圈的變壓器,原線圈匝數(shù)n1=1100,接入電壓U1=220V的電路中,在兩組副線圈上分別得到電壓U2=6V,U3=110V。若在兩副線圈上分別接上0.09Ω、30.25Ω電阻,設(shè)此時原線圈電流為兩副線圈電流分別為和下列關(guān)系中正確的有()
A.副線圈上匝數(shù)分別為n2=30,n3=550B.C.D.8、如圖所示,理想自耦變壓器是在鐵芯上只繞一個線圈,移動開關(guān)S,可以改變原線圈的匝數(shù)。a和b兩個接線柱將線圈三等分,開關(guān)接a時,電壓表的讀數(shù)為Ua,電流表的讀數(shù)為Ia,電阻R消耗的電功率為Pa,開關(guān)接b時,電壓表的讀數(shù)為Ub,電流表的讀數(shù)為Ib,電阻R消耗的電功率為Pb;則()
A.B.C.D.9、如圖甲所示,為保證游樂園中過山車的進站安全,過山車安裝了磁力剎車裝置,磁性很強的釹磁鐵安裝在軌道上,正方形金屬線框安裝在過山車底部.過山車返回站臺前的運動情況可簡化為圖乙所示的模型.初速度為的線框沿斜面加速下滑s后,邊進入勻強磁場區(qū)域,此時線框開始減速,邊出磁場區(qū)域時,線框恰好做勻速直線運動.已知線框邊長為l、匝數(shù)為n、總電阻為r,斜面與水平面的夾角為.過山車的總質(zhì)量為m,所受摩擦阻力大小恒為f,磁場區(qū)域上下邊界間的距離為l,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直斜面向上,重力加速度為g.則下列說法正確的是()
A.線框剛進入磁場時,從線框上方俯視,感應(yīng)電流的方向為順時針方向B.線框剛進入磁場時,感應(yīng)電流的大小為C.線框穿過磁場的過程中,通過其橫截面的電荷量為零D.線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為10、空間存在平面直角坐標系在區(qū)域內(nèi)有沿x軸正向的勻強電場,在區(qū)域內(nèi)有垂直平面向外的勻強磁場,在第二象限內(nèi)有矩形一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)從A點沿y軸正方向以某速度射入第二象限,經(jīng)時間后由D點進入磁場,又經(jīng)一段時間射出磁場后又回到A點,現(xiàn)只改變粒子自A點出射速度大小至v,粒子經(jīng)過一段時間運動后可經(jīng)過C點;則()
A.勻強電場的場強大小為B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為C.能使粒子以最短時間從A點運動至C點的初速度D.能使粒子以最短時間從A點運動至C點的初速度11、如圖,水平面上有足夠長的平行光滑金屬導軌MN和PQ,導軌間距為L,電阻不計,導軌所處空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。導軌上放有質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a、b、開始時金屬棒b靜止,金屬棒a獲得向右的初速度v0,從金屬棒a開始運動到最終兩棒以相同的速度勻速運動的過程中;兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好,下列說法正確的是()
A.a做勻減速直線運動,b做勻加速直線運動B.最終兩金屬棒勻速運動的速度為C.金屬棒a產(chǎn)生的焦耳熱為D.a和b距離增加量為12、如圖所示,電阻不計的水平U形光滑導軌上接一個阻值為R0的電阻,放在豎直向上、場強大小為B的勻強磁場中,一個半徑為L、質(zhì)量為m、電阻為r的半圓形硬導體棒AC(直徑與導軌垂直,并接觸良好),在水平向右的恒定外力F的作用下,由靜止開始運動,當速度為時,位移為d;下列說法正確的是()
A.此時AC兩端電壓為B.此時桿克服安培力做功的功率為C.此過程中導體AC的平均速度大于D.此過程中通過電阻R0的電荷量為13、一臺小型發(fā)電機與計算機相連接;計算機能將發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖象記錄下來,如圖甲所示,讓線圈在勻強磁場中以不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動,計算機記錄了兩次不同轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖乙所示。下列說法正確的是()
A.發(fā)電機先后兩次的轉(zhuǎn)速之比na:nb=3:2B.交流電b的峰值為VC.0s時刻線圈平面與磁場方向垂直D.若改用交流電壓表接在發(fā)電機的輸出端,電壓表顯示交流電a的值為10V14、如圖所示,足夠長不計電阻的光滑導軌間距為2m,中間有勻強磁場。磁感應(yīng)強度為1.0T,在導軌上放有長度與導軌間距相等且不計電阻的金屬棒。導軌右端連接在理想變壓器的原線圈上,副線圈與阻值為20Ω的電阻相連。理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為電壓表是理想電表,金屬棒的速度下列說法正確的是()
A.電壓表的示數(shù)為14.14VB.電壓表的示數(shù)為20VC.電阻消耗的功率為40WD.電阻消耗的功率為80W評卷人得分三、填空題(共9題,共18分)15、如圖所示裝置中,繞在鐵芯上的兩組線圈和分別和光滑水平導軌相接,導軌上放置金屬桿和只考慮金屬棒電阻,其他電阻忽略不計。某同學通過實驗研究桿運動對桿的影響。若該同學控制桿向左勻速運動,桿將______;若發(fā)現(xiàn)桿向左移動,則桿______。
16、感生電動勢:
由______電場產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢。17、在學習了自感的知識以后,高二年級的某物理興趣小組的同學在學校的探究實驗室用以下的器材進行了探究:直流電阻可以不計線圈L,規(guī)格相同的燈泡和規(guī)格為3V、20歐的滑動變阻器他們按圖連接好實驗電路圖;滑動變阻器的滑片移到移到中間。
當開關(guān)S閉合時,他們可以觀察到的實驗現(xiàn)象是:______(填選項前的字母);
A.燈比先亮起來,最終比亮。
B.比燈先亮起來,最終比亮。
C.兩燈同時亮。
當S斷開時,他們觀察到的實驗現(xiàn)象是______(填選項前的字母)。
A.兩燈立即同時熄滅。
B.先閃亮一下;然后兩燈一起慢慢熄滅。
C.先熄滅,A1慢慢熄滅18、如圖所示為某收音機接收電路,其電感L=10-3mH,為了接收波長為500m的電磁波,其電容C應(yīng)調(diào)到___________。
19、互感和互感電動勢:兩個相互靠近但導線不相連的線圈,當一個線圈中的______變化時,它所產(chǎn)生的______會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這種現(xiàn)象叫作互感,這種感應(yīng)電動勢叫作______。20、某型號的回旋加速器的工作原理圖如圖甲所示,圖乙為俯視圖.回旋加速器的核心部分為D形盒,D形盒置于真空容器中,整個裝置放在電磁鐵兩極之間的磁場中,磁場可以認為是勻強磁場,且與D形盒盒面垂直.兩盒間狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.帶電從粒子源A處進入加速電場的初速度不計,從靜止開始加速到出口處所需的時間為t(帶電粒子達到最大速度在磁場中完成半個圓周后被導引出來),已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,加速器接一高頻交流電源,其電壓為U,可以使帶電粒子每次經(jīng)過狹縫都能被加速,不考慮相對論效應(yīng)和重力作用,D形盒半徑R=_______,D型盒內(nèi)部帶電粒子前三次做勻速圓周的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為______________.
21、有界勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.2T,寬度L2=3m,一正方形均勻金屬框邊長L1=1m,以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū),金屬框平面始終保持和磁感線方向垂直,如圖所示。畫出金屬框穿過磁場的過程中bc兩端電壓的Ubc-t圖線(從cd邊進入磁場開始計時)_________________。
22、我國照明用的交流電壓是頻率是它的電壓的有效值是__________。峰值是_____________,周期是___________。我國動力線路的交流電壓是它的有效值是____________,峰值是__________,頻率是___________,周期是___________。23、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16分)24、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。
25、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,天亮時自動斷開;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。
26、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。
27、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24分)28、如圖所示為一加速度傳感器。質(zhì)量為m的滑塊可在光滑的框架中平移,滑塊兩側(cè)用完全相同的輕彈簧連接,兩輕彈簧的另一端固定在框架上,每個輕彈簧的勁度系數(shù)均為k。A、B是均勻平直的電阻絲的兩端,AB長度為L,P為固定在滑塊上并與電阻絲接觸良好的滑動片。兩個電池的電動勢均為E,內(nèi)阻不計。當滑塊加速度為零時,兩輕彈簧均為原長,滑動片P位于AB正中間。電壓表指針的零點調(diào)在其刻度盤的中央,當M端電勢高于N端時,指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將框架固定在水平運動的物體上,從電壓表V的讀數(shù)變化可以測出加速度的大小。當物體具有圖示方向的加速度a時:
(1)電壓表的指針將__________(填“向左”或“向右”)偏轉(zhuǎn)。
(2)加速度a與電壓表讀數(shù)的絕對值U的關(guān)系是:a=__________。
(3)若將電壓表的表盤改裝成直接表示加速度大小的刻度盤,則其刻度__________(填“均勻”或“不均勻”)。
29、(1)某同學使用如圖所示的三組器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
①在甲圖中,閉合開關(guān)S后,將滑片P向右迅速移動的過程中,線圈B中的磁通量_________。(選填“增大”或“減小”)
②在乙圖中,將導體棒沿磁感線向上平移的過程中,電表指針_________;(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)
③在丙圖中,將條形磁鐵向下插入線圈的過程中,感應(yīng)電流從_________(選填“正”或“負”)極接線柱流入電表。
(2)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗,實驗室提供一個可拆變壓器如圖所示,某同學用匝數(shù)為na=200匝的A線圈和匝數(shù)為nb=400匝的B線圈構(gòu)成一個變壓器來做電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗,實驗測量數(shù)據(jù)如下表。A線圈兩端電壓Ua/V1.802.813.804.78B線圈兩端電壓Ub/V4.006.018.02998
根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷該同學在做實驗時,原線圈是_______(填“A線圈”或“B線圈”)30、某學習小組在探究變壓器原;副線圈電壓和匝數(shù)關(guān)系的實驗中;采用了可拆式變壓器,鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯,將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上,如圖所示:
(1)下列說法正確的是______
A.為保證實驗安全;原線圈應(yīng)接低壓直流電源。
B.變壓器中鐵芯是整塊硅鋼。
C.保持原線圈電壓及匝數(shù)不變;可改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈的匝數(shù)對輸出電壓的影響。
D.變壓器正常工作后;電能由原線圈通過鐵芯導電輸送到副線圈。
(2)實驗過程中,變壓器的原、副線圈選擇不同的匝數(shù),利用多用電表測量相應(yīng)電壓,記錄如下,由數(shù)據(jù)可知一定是______線圈的匝數(shù)(填“原”或“副”)
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),在實驗誤差允許的范圍內(nèi),可得出原副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系:______。匝匝
(3)學習小組觀察實驗室中一降壓變壓器的兩個線圈的導線,發(fā)現(xiàn)導線粗細不同,結(jié)合以上實驗結(jié)論,應(yīng)將較細的線圈作為______線圈。(填“原”或“副”)31、由半導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)計一個火災(zāi)自動報警系統(tǒng),要求熱敏電阻溫度升高至時;系統(tǒng)開始自動報警。所用器材有:
A.直流電源(內(nèi)阻不計);
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.報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過時就會報警,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.導線若干。
(1)用圖(a)所示電路測量熱敏電阻的阻值。當溫度為時,電壓表讀數(shù)為電流表讀數(shù)為當溫度為時,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值__________(填“偏大”或“偏小”)。由以上實驗數(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)某同學利用該熱敏電阻設(shè)計的火災(zāi)自動報警的電路實物連線如圖(c)所示,其中只有一個器件的導線連接有誤,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,直至報警器開始報警,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)報警系統(tǒng)便可正常工作。
評卷人得分六、解答題(共1題,共2分)32、在豎直方向的勻強磁場中有一個閉合線圈,線圈平面與磁場方向垂直。線圈匝數(shù)匝,面積線圈總電阻規(guī)定磁場方向豎直向上為正方向,磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t按圖乙變化,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的方向順時針(從上往下看)為正方向。
(1)求0~1s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的大??;
(2)求0~1s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大??;
(3)求0~1s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的焦耳熱;
(4)在圖丙上畫出0~4s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象。
參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【詳解】
A.真空治煉爐外中的線圈中通有高頻交流電;從而在線圈中產(chǎn)生很強的變化的電磁場,最終導致爐內(nèi)金屬產(chǎn)生渦流,使得金屬到達很高的溫度從而熔化,利用了電磁應(yīng)的原理,A正確,不符合題意;
B.安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品;原理是:線圈中交變電流產(chǎn)生的磁場,會在金屬物品中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電活而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,引起線圖中交變電流發(fā)生變化,從而被探測到,即利用了電磁感應(yīng)的原理來工作,B正確,不符合題意;
C.放在磁場中的玻璃皿內(nèi)有導電液體;其中心放一圓柱形電極,邊緣內(nèi)型放一環(huán)形電極,從而使得圓柱形電極與邊緣形成電流,電流在磁場中受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動,不是利用電磁感應(yīng)的原理,C錯誤,符合題意;
D.用一蹄形磁鐵按近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤;銅盤內(nèi)部將會產(chǎn)生渦流,從而會很快靜止下來,利用了電磁感應(yīng)的原理,D正確,不符合題意。
故選C。2、C【分析】【詳解】
A.麥克斯韋建立了經(jīng)典的電磁理論;預(yù)言了電磁波的存在,故A正確;
B.德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在;并測定了電磁波傳播速度等于光速,故B正確;
C.電磁波可以傳遞能量和信息;且電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,故C錯誤;
D.各個頻段的電磁波產(chǎn)生方式不盡相同;波長也不同,把它們按波長或頻率順序排列就構(gòu)成了電磁波譜,故D正確。
本題選不正確的,故選C。3、B【分析】【詳解】
ABCD.如圖所示。
電子飛出此磁場區(qū)域時速度方向偏轉(zhuǎn)60°角,可知電子軌跡對應(yīng)的圓心角也等于60°,設(shè)電子在磁場中運動的圓周半徑為R,由幾何關(guān)系得
洛倫茲力提供向心力,則
電子在磁場中運動的時間為
聯(lián)立以上各式,解得
故B正確;ACD錯誤。
故選B。4、A【分析】【詳解】
由題圖乙可知B增大;根據(jù)楞次定律知,感應(yīng)電流沿逆時針方向,故電容器上極板帶正電;
感應(yīng)電動勢為
所以電容器所帶電荷量為
選項A正確;BCD錯誤。
故選A。5、D【分析】【詳解】
當線圈向右移動,進入磁場的過程中,穿過線圈的磁通量增大,故產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)E=BLv可知,感應(yīng)電動勢大小不變,則感應(yīng)電流大小不變;當完全進入時,穿過線圈的磁通量不變,則不產(chǎn)生感應(yīng)電流;當離開磁場時,磁通量減小,故產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,根據(jù)E=BLv可知;感應(yīng)電動勢大小不變,則感應(yīng)電流大小不變。
故選D。6、D【分析】【分析】
【詳解】
A.根據(jù)圖像可知,在時穿過線圈平面的磁通量為零;所以線圈平面平行于磁感線,選項A錯誤;
B.圖像的斜率為即表示磁通量的變化率,在之間;“斜率方向“不變,表示的感應(yīng)電動勢方向不變,則電流方向不變,選項B錯誤;
C.圖像的斜率為t=1.5s時;斜率為零,則線圈中磁通量的變化率為零,選項C錯誤;
D.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得。
所以在時;斜率為最大,則感應(yīng)電動勢為最大,感應(yīng)電流最大,選項D正確。
故選D。二、多選題(共8題,共16分)7、A:C【分析】【詳解】
A.變壓器電壓比等于匝數(shù)比
代入數(shù)據(jù)得到有n2=30,n3=550;
故A正確;
BCD.有多個副線圈時,要根據(jù)能量守恒推導電流關(guān)系:
根據(jù)歐姆定律可以計算
根據(jù)
可計算
故B錯誤;C正確,D錯誤。
故選AC。8、A:C【分析】【詳解】
設(shè)輸入電壓為U,由于a和b兩個接線柱將線圈等分為三份,所以開關(guān)接a時
開關(guān)接b時
所以
故選AC。9、A:B:C【分析】【詳解】
A.根據(jù)楞次定律;線框剛進入磁場時,從線框上方俯視,感應(yīng)電流的方向為順時針方向,選項A正確;
B.線圈從開始運動到剛進入磁場則由動能定理
線框剛進入磁場時,感應(yīng)電流的大小為
選項B正確;
C.線框穿過磁場的過程中,根據(jù)
因磁通量變化量為零;則通過其橫截面的電荷量為零,選項C正確;
D.邊出磁場區(qū)域時,線框恰好做勻速直線運動,則
線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為
選項D錯誤。
故選ABC。10、A:C【分析】【詳解】
A.設(shè)勻強電場的場強大小為E,粒子的初速度大小為粒子從A點進入電場以后做類平拋運動,有①②
解得③④
故A正確;
B.設(shè)粒子從D點進入磁場時速度方向與y軸正方向的夾角為θ,則根據(jù)類平拋運動規(guī)律的推論可得⑤
解得θ1=60°⑥
則粒子進入磁場時的速度大小為⑦
由題意,根據(jù)對稱性可知粒子將從D點關(guān)于O點對稱的點從磁場射入電場中,根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為⑧
根據(jù)牛頓第二定律有⑨
解得⑩
聯(lián)立⑦⑧⑩解得?
故B錯誤;
CD.將粒子自A點出射速度大小變?yōu)関后,易知粒子從A第一次運動到y(tǒng)軸所需的時間仍為t0,設(shè)粒子第一次到達y軸的坐標為(0,y1),速度大小為v2,方向與y軸正方向成θ2角,則有??
粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為?
設(shè)粒子第二次到達y軸的坐標為(0,-y2),根據(jù)幾何關(guān)系并聯(lián)立??可得?
當粒子從A點射出后在電場中做類平拋運動后離開電場,之后經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)回到電場中最后到達C點,此過程就是粒子以最短時間從A點運動至C點的過程,根據(jù)對稱性可得?
聯(lián)立??解得?
聯(lián)立??解得?
故C正確;D錯誤。
故選AC。11、B:D【分析】【詳解】
A.金屬棒a向右運動時,受向左的安培力,則a棒向右做減速運動,隨速度的減小,感應(yīng)電流減小,安培力減小,a棒的加速度減小,則a做加速度減小的減速直線運動,同理可得b棒做加速度減小的變加速直線運動;最終兩棒達到共速的穩(wěn)定狀態(tài),故A錯誤;
B.當兩棒共速時,由動量守恒定律可知
解得
故B正確;
C.兩棒的焦耳熱為
由于兩棒的電阻等大,故a棒上產(chǎn)熱為
故C錯誤。
D.設(shè)從開始運動到兩金屬棒最終達到穩(wěn)定過程中,磁通量的變化量為時間為平均電流為有
對金屬棒b列動能定理有
聯(lián)立方程可解得
故D正確。
故選BD。12、B:C:D【分析】【詳解】
A.導體AC有效切割的長度等于半圓的直徑2L,半圓形導體AC切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小為
AC相當于電源,其兩端的電壓是外電壓,由歐姆定律得
故A錯誤;
B.此時桿克服安培力做功的功率
故B正確;
C.若導體棒做勻加速運動,則平均速度等于但是由于導體棒AC做加速度減小的加速運動,根據(jù)運動圖像可知,此過程中的位移大于做勻加速過程的位移,則此過程中導體AC的平均速度大于故C正確;
D.根據(jù)
可知此過程中通過電阻R0的電荷量為
故D正確。
故選BCD。13、A:C【分析】【詳解】
AB.由圖可知,a的周期為0.4s;b的周期為0.6s,轉(zhuǎn)速與周期成反比,故曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為na:nb=3:2
曲線a表示的交變電動勢最大值是10V,根據(jù)交變電流的最大值
所以有
得曲線b表示的交變電動勢最大值是
故A正確;B錯誤;
C.由圖可知;0s時刻電壓為0,說明線圈位于中性面,所以0s時刻線圈平面與磁場方向垂直,故C正確;
D.交流電壓表讀數(shù)是有效值,所以若改用交流電壓表接在發(fā)電機的輸出端,電壓表顯示交流電a的值為
故D錯誤。
故選AC。14、B:D【分析】【詳解】
AB.金屬棒產(chǎn)生的電動勢為
可知電壓表的示數(shù)為
故A錯誤;B正確;
CD.副線圈兩端電壓為
電阻消耗的功率為
故C錯誤;D正確。
故選BD。三、填空題(共9題,共18分)15、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]桿向左勻速運動,產(chǎn)生的是恒定感應(yīng)電動勢,流過是恒定電流,穿過的磁通量不變化,沒有感應(yīng)電動勢,cd桿靜止不動。
[2]桿向右減速,根據(jù)右手定則,知在ab桿上產(chǎn)生減小的a到b的電流,根據(jù)安培定則,在L1中產(chǎn)生向上減弱的磁場,該磁場向下通過L2,根據(jù)楞次定律,在cd桿上產(chǎn)生d到c的電流,根據(jù)左手定則,受到向右的安培力,cd桿向左運動。
桿向左加速,根據(jù)右手定則,知在ab桿上產(chǎn)生增大的b到a的電流,根據(jù)安培定則,在L1中產(chǎn)生向下增大的磁場,該磁場向上通過L2,根據(jù)楞次定律,在cd桿上產(chǎn)生d到c的電流,根據(jù)左手定則,受到向右的安培力,cd桿向左運動?!窘馕觥快o止不動向右減速或向左加速16、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】感生17、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]合上開關(guān)K接通電路,A2立即亮,線圈對電流的增大有阻礙作用,所以通過A1的電流慢慢變大,最后由于線圈L的電阻不計,則最終流過A1的電流比較大,A1比較亮;所以A2比A1先亮起來,最終A1比A2亮,故選A;
[2]斷開開關(guān)K切斷電路時,通過A2的原來的電流立即消失,線圈對電流的減小有阻礙作用,所以通過A1的電流會慢慢變小,并且通過A2;由于流過A1的電流比較大,所以A2先閃亮一下,然后兩燈一起慢慢熄滅,故選B.【解析】①.A②.B18、略
【分析】【詳解】
[1]該電磁波的頻率為
那么該電路的固有頻率也應(yīng)調(diào)到f。由電磁振蕩的頻率公式得C=
代入數(shù)據(jù)得C≈7.04×10-2μF【解析】7.04×10-2μF19、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】①.電流②.變化的磁場③.互感電動勢20、略
【分析】【詳解】
[1].設(shè)粒子從靜止開始加速到出口處運動了n圈,質(zhì)子在出口處的速度為v,則
質(zhì)子圓周運動的周期
質(zhì)子運動的總時間t=nT
聯(lián)立解得
[2].設(shè)質(zhì)子第1次經(jīng)過狹縫被加速后的速度為v1
由動能定理得
由牛頓第二定律有
聯(lián)立解得:
同理,粒子經(jīng)2次加速后做圓周運動的半徑:
粒子經(jīng)3次加速后做圓周運動的半徑:
可知D型盒內(nèi)部帶電粒子前三次做勻速圓周的軌道半徑之比(由內(nèi)到外)為:【解析】21、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]線框進入磁場過程中,線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向(為正方向),b點的電勢高于c點的電勢,線框在進入和穿出磁場的過程產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等,為
bc兩端電壓為
進入與穿出磁場的時間為
線框完全在磁場中運動的時間為
線框完全在磁場中時,穿過線框的磁通量不變,感應(yīng)電流為零,bc兩端的電壓為零。
線框穿出磁場過程中感應(yīng)電流沿順時針方向,bc兩端電壓為
bc兩端電壓的Ubc-t圖線為。
【解析】見詳解22、略
【分析】【詳解】
[1][2][3]我國照明用的交流電壓是220V,頻率是50Hz,它的電壓有效值是220V,峰值是
周期是
[4][5][6][7]
我國動力線路的交流電壓是380V,頻率是50Hz,它的電壓有效值是380V,峰值為
周期是【解析】220V311V0.02s380V537V50Hz0.02s23、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1][2][3]國內(nèi)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16分)24、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】25、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】26、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(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】27、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(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)28、略
【分析】【詳解】
(1)[1]當物體具有圖示方向的加速度a時,滑塊偏向左端,滑動片P偏向左端,M端電勢低于N端;指針向零點左側(cè)偏轉(zhuǎn)。
(2)[2]設(shè)滑動片P向左移動的距離為x,根據(jù)牛頓第二定律得2kx=ma
根據(jù)歐姆定律得
聯(lián)立解得
(3)[3]由(2),說明a與U成正比,表盤
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