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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2024年滬教版選擇性必修2物理上冊月考試卷529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7題,共14分)1、如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場.一帶電粒子從坐標原點O處以速度v沿y軸正方向進入磁場,最后從P(a,0)射出磁場.不計粒子重力;該帶電粒子的電性和比荷q/m是()
A.正電荷,B.負電荷,C.正電荷,D.負電荷,2、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.Wb3、穿過閉合回路的磁通量隨時間變化的圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示,下列關于回路中產生的感應電動勢的說法,正確的是()A.圖甲中回路產生的感應電動勢恒定不變B.圖乙中回路產生的感應電動勢一直在變大C.圖丙中回路在時間內產生的感應電動勢小于時間內產生的感應電動勢D.圖丁回路產生的感應電動勢先變小再變大4、宏觀現象是由微觀機制所決定的。對同一個物理問題,常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度研究,找出其內在聯系,從而更加深刻地理解其物理本質。經典電磁理論認為:當金屬導體兩端電壓穩定后,導體中產生恒定電場,這種恒定電場的性質與靜電場相同。金屬導體中的自由電子在電場力的作用下開始定向移動形成電流。如圖所示為一塊均勻的長方體金屬導體,長為a,寬為b,厚為c。若在通入恒定電流的同時外加與薄片垂直的磁場,金屬導體兩側將出現電勢差。磁場方向和電流方向如圖所示。關于M、N兩側電勢下列說法正確的是()
A.保持磁場方向和電流方向不變,側電勢高于側電勢B.若磁場方向與圖中所示相反,側電勢低于側電勢C.若增大電流,兩側電勢差不變D.若增大磁感應強度,兩側電勢差變大5、電磁波的發現使人類進入無線電科學與技術時代,衛星通信、互聯網和移動電話都是利用電磁波來傳遞信息的,從理論上預言電磁波存在和第一次用實驗證實電磁波存在的物理學家分別是()A.安培,法拉第B.麥克斯韋,法拉第C.法拉第,赫茲D.麥克斯韋,赫茲6、下列關于靜電場與磁場的應用;正確的是()
A.圖甲為示波器的示波管,要使熒光屏中間的亮斑向上移動,需要使豎直偏轉板中上級板的電勢低于下級板的電勢B.圖乙為靜電除塵裝置,煤粉等粉塵在強大的電場作用下電離成正負離子分別吸附到B和A上C.圖丙是用來加速帶電粒子的回旋加速器示意圖,要使粒子獲得的最大動能增大,可增大加速電場的電壓UD.圖丁是磁流體發電機示意圖,由圖可判斷通過電阻的電流方向向上7、如圖是交流發電機的示意圖,線圈邊連接在金屬滑環上,邊連接在金屬滑環上,左右兩個導體電刷分別壓在滑環上,線圈轉動時可以通過滑環和電刷保持與外電路的連接。若線圈繞轉軸順時針勻速轉動,取從左向右通過電流表為電流正方向,從圖示位置開始計時,下列圖中能正確表示電流表中電流隨時間變化關系的是()
A.B.C.D.評卷人得分二、多選題(共7題,共14分)8、在LC振蕩電路中;某時刻電路中的電流方向如圖所示,且電流正在增大,則該時刻()
A.電容器上極板帶正電,下極板帶負電B.電容器上極板帶負電,下極板帶正電C.電場能正在向磁場能轉化D.電容器正在充電9、如圖,匝數為N的矩形線圈abcd放置在勻強磁場中,當線圈以角速度繞垂直磁場方向的軸勻速轉動時,理想電流表的示數為I,不計線圈的電阻,外電路電阻為R。下列說法正確的是()
A.當線圈轉至圖示位置時,線圈中感應電流最大B.線圈轉動過程中,穿過線圈的磁通量最大值為C.若線圈的轉軸與ad邊重合,則電流表的示數變為2ID.若線圈轉動的角速度變為則電流表的示數變為2I10、如圖所示,圖甲為磁流體發電機原理圖,圖乙為質譜儀原理圖,圖丙和圖丁分別為速度選擇器和回旋加速器的原理圖,忽略粒子在圖丁的形盒狹縫中的加速時間;不計粒子重力,下列說法正確的是()
A.圖甲中,將一束等離子體按圖示方向噴入磁場,間產生電勢差,板電勢高B.圖乙中,兩種氫的同位素從靜止經同一電場加速后射入磁場,打到位置的粒子比打到位置的粒子的比荷大C.圖丙中,電場強度為磁感應強度為則粒子能夠沿直線向右勻速通過速度選擇器的速度D.圖丁中,粒子第次和第次加速后的半徑之比是11、某種質譜儀的原理如圖所示.高速原子核從A點沿AC方向進入平行正對的金屬平板之間,板間有方向如圖,大小為E的勻強電場,還有垂直于紙面,磁感應強度為B1的勻強磁場(圖中未畫出).符合條件的原子核能從C點沿半徑方向射入半徑為R的圓形磁場區,磁感應強度大小為B2,方向垂直于紙面向外.接收器安放在與圓形磁場共圓心的弧形軌道上,其位置由OP與OD的夾角θ描述.不考慮原子核所受重力對運動的影響,下列說法正確的是()
A.B1方向垂直于紙面向外B.能從C點進入圓形磁場的原子核的速度為C.若某原子核的原子序數為Z,實驗中接收器在θ所對應位置能接收原子核,則該原子核的質量m為D.現用此儀器分析氫的同位素,若在θ=120°的位置能接收到氕核,那么應該將接收器放于θ=60°的位置能接收到氚核12、如圖所示,寬度為d的有界勻強磁場豎直向下穿過光滑的水平桌面,一質量為m的橢圓型導體框平放在桌面上,橢圓的長軸平行磁場邊界,短軸小于d.現給導體框一個初速度v0(v0垂直磁場邊界),已知導體框全部在磁場中的速度為v,導體框全部出磁場后的速度為v1;導體框進入磁場過程中產生的焦耳熱為Q1,導體框離開磁場過程中產生的焦耳熱為Q2.下列說法正確的是。
A.Q1>Q2B.Q1+Q2=m(v02-v12)C.導體框進出磁場都是做勻變速直線運動D.導體框離開磁場過程中,感應電流的方向為順時針方向13、下列說法中正確的是()A.在同種玻璃中,頻率越大的光傳播速度越小B.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振C.麥克斯韋預言并用實驗證實了電磁波的存在E.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規律都是相同的E.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規律都是相同的14、下列說法正確的是()A.偏振光可以是橫波,也可以是縱波B.光學鏡頭上的增透膜利用了光的干涉現象C.在LC振蕩電路中,當電流最小時,線圈兩端電勢差最小D.聲源與觀察者相對靠近時,觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)15、從發電站輸出的功率為某一定值P,輸電線的總電阻為R保持不變;分別用110V
和11kV兩種電壓輸電.忽略變壓器損失的電能,則這兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為____________,輸電線上由電阻造成的功率損失之比為___________.16、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______。17、如圖1所示,厚度為h,寬度為d的導體板放在勻強磁場中,磁場方向垂直于板的兩個側面向里,當電流通過導體板時,在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差;這種現象稱為霍爾效應,這種導體板做成磁敏元件。當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是電子的定向運動產生的,則導體板的上側面電勢比下側面電勢__________(高或低)
(2)設該導體板單位體積中自由電子的個數為n,導體板的寬度為d,通過導體板的電流為I,磁感應強度為B,電子電荷量為e,發生霍爾效應時,導體板上下側面間的電勢差為__________18、如圖1所示,厚度為h,寬度為d的導體板放在勻強磁場中,磁場方向垂直于板的兩個側面向里,當電流通過導體板時,在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差;這種現象稱為霍爾效應,這種導體板做成磁敏元件。當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是電子的定向運動產生的,則導體板的上側面電勢比下側面電勢__________(高或低)
(2)設該導體板單位體積中自由電子的個數為n,導體板的寬度為d,通過導體板的電流為I,磁感應強度為B,電子電荷量為e,發生霍爾效應時,導體板上下側面間的電勢差為__________19、有界勻強磁場磁感應強度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,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)_________________。
20、(1)某同學欲將如圖1所示的微安表改裝成量程為的電壓表。已知微安表的內阻為需要_____(選填“串聯”或“并聯”)________的電阻。
(2)該同學用改裝后的電壓表測量某段電路兩端的電壓時,指針所指位置如圖2所示,則所測的電壓為________
(3)微安表在運輸時需要用導體把正負兩個接線柱連在一起,請說明這樣做的理由______。21、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32分)22、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。
23、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。
24、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。
25、如圖所示:當條形磁鐵向右靠近通電圓環時,圓環向右偏離,試在圖中標出圓環中的電流方向___________.評卷人得分五、實驗題(共1題,共3分)26、如圖所示是三個成功的演示實驗;回答下列問題.
(1)在實驗中;電流表指針偏轉的原因是_______________________.
(2)電流表指針偏轉角跟感應電動勢的大小成________關系.
(3)第一個成功實驗(如圖a)中;將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置,快速插入和慢速插入有什么量是相同的?__________,什么量是不同的?__________.
(4)從三個成功的演示實驗可歸納出的結論是:_________________________________.評卷人得分六、解答題(共4題,共16分)27、如圖,在平面直角坐標系內,第一象限存在沿軸負方向的勻強電場,電場強度大小為(未知);第二象限存在沿軸正方向的勻強電場,電場強度大小第四象限圓形區域內存在垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小圓形區域分別在P點、Q點與軸、軸相切,其半徑一比荷不計重力和空氣阻力的帶正電粒子,從第二象限的A點由靜止釋放,A點坐標為(),該粒子從軸上C()點進入第一象限,恰從P點進入第四象限的勻強磁場,最終從圓形磁場的M點射出。求:
(1)粒子經過C點的速度大小
(2)電場強度的大小及粒子經過P點的速度
(3)粒子在磁場中運動的時間(結果可用表示)。
28、如圖所示,表面光滑的絕緣平板水平放置在磁感應強度大小為B=2T的勻強磁場中,磁場方向垂直于豎直面向里。平板上有一個質量為m=0.5kg、電荷量為q=0.2C的帶電小球,初始時刻小球靜止在絕緣平板上,與絕緣平板左側邊緣的距離為d=2m。在外力作用下,絕緣平板以速度v=5m/s豎直向上做勻速直線運動,一段時間后小球從絕緣平板的左側飛出。取重力加速度g=10m/s2。
(1)指出小球的電性;并求出小球在絕緣平板上運動時的最大水平速度;
(2)求小球對絕緣平板的最大壓力。
29、如圖所示,一剛性的固定光滑圓環圓心為O,半徑為SP為直徑,其內部充滿勻強磁場,磁場方向垂直于圓面指向紙外。一帶正電粒子沿垂直于磁場方向從S點射人磁場,在P點,圓環上有一小孔,只要粒子到達P點,粒子便從小子穿出磁場區域。已知粒子在磁場中做圓周運動的周期為粒子與圓環的每次碰撞都是極為短暫的彈性碰撞,且粒子電荷量保持不變,不計粒子重力。
(1)如圖甲所示,若粒子沿SP方向射入,與圓環僅發生1次碰撞后從P點射出;求粒子射入磁場時速度的大小;
(2)如圖甲所示,若粒子沿SP方向射入,僅在SP的一側運動,最后從P點射出;求粒子射入磁場時速度的大小;
(3)如圖乙所示,粒子斜向下射入方向與SP的夾角為與圓環碰撞3次后從P點射出,求粒子射人磁場時速度的大小。(結果用的三角函數表示)
30、控制帶電粒子的運動在現代科學技術、生產生活、儀器電器等方面有廣泛的應用。如圖,以豎直向上為y軸正方向建立直角坐標系,該真空中存在方向沿x軸正方向、電場強度大小N/C的勻強電場和方向垂直xOy平面向外、磁感應強度大小B=0.5T的勻強磁場。原點O處的粒子源連續不斷地發射速度大小和方向一定、質量電荷量q=-2×10-6C的粒子束,粒子恰能在xOy平面內做直線運動,重力加速度為g=10m/s2;不計粒子間的相互作用。
(1)求粒子發射速度的大小;
(2)若保持E初始狀態和粒子束的初速度不變,在粒子從O點射出時立即取消磁場,求粒子從O點射出后再次運動到y軸過程中重力所做的功(不考慮磁場變化產生的影響);
(3)若保持E、B初始狀態和粒子束的初速度不變,在粒子束運動過程中,突然將電場變為豎直向下、場強大小變為N/C,求從O點射出的所有粒子第一次打在x軸上的坐標范圍(不考慮電場變化產生的影響)。
參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【詳解】
由圖意可知粒子沿順時針方向運動,根據左手定則可得粒子帶正電;由幾何關系得運動半徑為:r=a/2;由牛頓的定律得:Bqv=故有:故選C.2、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。3、D【分析】【詳解】
根據法拉第電磁感應定律可知回路中產生的感應電動勢大小與磁通量的變化率的絕對值成正比,而磁通量的變化率等于圖像的斜率。
A.圖甲中磁通量恒定不變;不產生感應電動勢,故A錯誤;
B.圖乙中磁通量的變化率不變;產生的感應電動勢恒定,故B錯誤;
C.圖丙中時間內磁通量的變化率的絕對值大于時間內磁通量的變化率的絕對值,所以回路在時間內產生的感應電動勢大于時間內產生的感應電動勢;故C錯誤;
D.圖丁中圖像切線的斜率先變小后變大;所以回路產生的感應電動勢先變小再變大,故D正確。
故選D。4、D【分析】【詳解】
AB.由于金屬導體中導電的是自由電子,通入恒定電流時,電子定向移動方向與電流方向相反,由左手定則可知,電子偏向電極電極的電勢高于電極若磁場方向與圖中所示相反,由左手定則可知,電子偏向電極電極的電勢低于電極A;B錯誤;
CD.設金屬導體單位體積內的電子個數為電子定向運動的速度大小為根據平衡條件可得
電流的微觀表達式
其中
聯立解得
因此當增大電流時,兩側電勢差變大;增大磁感應強度,兩側電勢差變大;C錯誤,D正確。
故選D。5、D【分析】【詳解】
麥克斯韋預言了電磁波的存在;赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在。
故選D。6、D【分析】【詳解】
A.要使熒光屏中間的亮斑向上移動;電子在豎直偏轉板中受到的電場力向上,可得上級板的電勢高于下級板的電勢,A錯誤;
B.空氣被電離成正離子和電子;煤粉等粉塵吸附電子帶負電,向正極運動即吸附在A上,B錯誤;
C.設回旋加速器的最大半徑為加速后最大速度為根據
可得
所以粒子的最大動能與加速電場的電壓U無關;C錯誤;
D.根據左手定則正離子向B板偏轉;負離子向A板偏轉,所以B板為正極可得通過電阻的電流方向向上,D正確。
故選D。7、A【分析】【分析】
【詳解】
圖示位置線圈中通過的磁通量最大,線圈平面處于中性面,感應電流為零;線圈順時針轉動,在線圈中產生感應電流的方向是從a到b;通過電流表的電流,從右到左,為負方向,故A正確,BCD錯誤。
故選A。二、多選題(共7題,共14分)8、A:C【分析】【分析】
【詳解】
因電路中的電流正在增大;可知電容器正在放電,電容器上極板為正極帶正電,下極板帶負電,電場能正在向磁場能轉化,則選項AC正確,BD錯誤。
故選AC。9、A:D【分析】【詳解】
A.當線圈轉到圖示位置時;線圈中磁通量為零,但是磁通量的變化率最大,感應電動勢最大,感應電流最大,故A正確;
B.由于電流表的示數為I,根據閉合電路歐姆定律有
線圈轉動產生的感應電動勢最大值為
有效值
聯立解得
故B錯誤;
C.線圈轉動產生的感應電動勢最大值為
最大值、有效值與轉軸位置無關,電流表示數仍為I;故C錯誤;
D.轉動角速度變為時,最大值、有效值變為原來的2倍,電流表的示數變為2I;故D正確。
故選AD。10、A:C:D【分析】【詳解】
A.圖甲中,將一束等離子體按圖示方向噴入磁場,根據左手定則,正離子所受洛侖茲力向下,正離子向下偏轉,負離子所受洛倫茲力向上,負離子向上偏轉,A、B間產生電勢差,B板電勢高;故A正確;
B.圖乙中,加速電場中,根據動能定理有
偏轉磁場中,根據牛頓第二定律有
由幾何關系得
聯立解得
比荷小的粒子打的遠,所以打到位置的粒子比打到位置的粒子的比荷小;故B錯誤;
C.圖丙中,電場強度為E,磁感應強度為B,根據平衡條件有
解得
故C正確;
D.圖丁中,根據動能定理有
磁場中根據牛頓第二定律有
解得
所以
故D正確。
故選ACD。11、B:C:D【分析】【詳解】
A、B項:粒子做勻速直線運進入磁場,根據電場力與洛倫茲力大小相等,方向相反,由于原子核帶正電,所以磁場B1的方向垂直于紙面向里,由解得:故A錯誤,B正確;
C項:若某原子核的原子序數為Z,實驗中接收器在θ所對應位置能接收原子核,則粒子的軌跡剛好與OP相切即粒子的偏轉角為由幾何知識可得:粒子做圓周運動的半徑為:根據聯立解得:故C正確;
D項:由C分析可知:由于氕核的比荷為1,氚核的比荷為所以。
氕核偏轉角一半的正切為氚核偏轉角一半的正切的3倍,由數學知識可知,若在θ=120°的位置能接收到氕核,那么應該將接收器放于θ=60°的位置能接收到氚核;故D正確.
【點睛】
解決本題關鍵理解粒子能通過速度選器的條件:電場力與洛倫茲力大小相等,方向相反即.12、A:B:D【分析】【分析】
線框進出磁場;由楞次定律判斷感應電流,由能量守恒可知道線圈的發熱量,線圈進出磁場的過程中安培力在變化,因此不做勻變速直線運動.
【詳解】
設線圈進出磁場通過的電荷量為q,由可知線圈進出磁場的電荷量相同,對進出磁場寫動量定理,有結合電荷量一樣,于是有由能量守恒可知進出線圈的過程中減少的動能轉化為發熱量,
線框進出磁場的過程一直在減速,因此有故A對,進出線框的發熱總量故B對,進出磁場安培力發生變化,因此不是勻變速運動,故C錯誤,線框離開磁場由楞次定律知電流方向順時針,D正確.
【點睛】
本題的難點在于通過進出磁場的電荷量一樣判斷速度關系,在電磁感應類線框進出磁場問題中通常會用到動量定理結合電荷量判斷速度關系知識點.13、A:D:E【分析】【分析】
【詳解】
A.頻率越大折射率越大;在同種介質中的速度越小,故A項正確;
B.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉;故B項錯誤;
C.麥克斯韋預言了電磁波的存在;赫茲用實驗證實了電磁波的存在,故C項錯誤;
D.交警通過發射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應;故D項正確;
E.根據狹義相對論原理;在所有關系中,物理規律有相同的表達式,即一切物理規律都是相同的,故E項正確;
故選ADE。14、B:D【分析】【分析】
【詳解】
A.偏振現象是橫波的特性;因此偏振光一定是橫波,不是縱波,所以A錯誤;
B.光學鏡頭上的增透膜利用了光的干涉現象;所以B正確;
C.在LC振蕩電路中;當電流最小時,電容器充電完畢,線圈兩端電勢差最大,所以C錯誤;
D.聲源與觀察者相對靠近時;根據多普勒效應可知,觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率,所以D正確;
故選BD。三、填空題(共7題,共14分)15、略
【分析】【詳解】
根據電流I=P/U,線路上損失的電壓U線=IR=
110V輸電線電壓損失U線1=PR/U1
11KV輸電線電壓損失U線2=PR/U2
故U線1:U線2=U2:U1=100:1;
輸電線上的功率損失P線=I2R=
110V輸電線的功率損失P線1=
11KV輸電線的功率損失P線2=
故P線1:P線2==10000:1.【解析】100:110000:116、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,發熱器工作。【解析】與遠大于見解析17、略
【分析】【詳解】
(1)[1]規定電流方向與負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即上側面偏轉;故上側面的電勢低于下側面的電勢。
(2)[2]發生霍爾效應時,根據受力平衡可知
根據電流的微觀表達式有
聯立解得【解析】低18、略
【分析】【詳解】
(1)[1]規定電流方向與負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即上側面偏轉;故上側面的電勢低于下側面的電勢。
(2)[2]發生霍爾效應時,根據受力平衡可知
根據電流的微觀表達式有
聯立解得【解析】低19、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]線框進入磁場過程中,線框中感應電流沿逆時針方向(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生的感應電動勢大小相等,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,感應電流為零,bc兩端的電壓為零。
線框穿出磁場過程中感應電流沿順時針方向,bc兩端電壓為
bc兩端電壓的Ubc-t圖線為。
【解析】見詳解20、略
【分析】【詳解】
(1)[1]把微安表改裝成電壓表,需要串聯一個分壓電阻;故選填“串聯”。
[2]已知微安表的滿偏電流為
分壓電阻的阻值為
(2)[3]圖2的讀數為
所測電壓為
(3)[4]微安表在運輸過程中由于振動會使指針不停的擺動,可能導致指針損壞,若將正負接線柱接在一起,就相當于把電表的線圈電路組成閉合回路,當指針擺動時,產生感應電流,進而就有安培力作用,安培力會阻礙指針的擺動,保護指針。這就是利用電磁阻尼原理,目的是保護電表指針,防止指針打壞。【解析】串聯利用電磁阻尼原理,目的是保護電表指針,防止指針打壞21、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。【解析】220500.02四、作圖題(共4題,共32分)22、略
【分析】【詳解】
根據左手定則,畫出通過電導線I所受磁場力的方向如圖所示。
【解析】23、略
【分析】【分析】
根據題中“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后連入電路;根據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】24、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】25、略
【分析】【詳解】
當條形磁鐵向右靠近圓環時;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1題,共3分)26、略
【分析】(1).在實驗中;電流表指針偏轉的原因是穿過線圈的磁通量發生變化,在線圈中產生了感應電流;
(2).感應電動勢越大;則感應電流越大,電流表指針偏轉角越大,故電流表指針偏轉角跟感應電動勢的大小成正比關系.
(3).第一個成功實驗(如圖a)中;將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置,快速插入和慢速插入磁通量的變化量是相同的,但是由于快插入時間短,故磁通量的變化率較大,故兩次磁通量的變化率不同.
(4).從三個成功的演示實驗可歸納出的結論是:只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有感應電流產生.【解析】穿過線圈的磁通量發生變化正比磁通量的變化量磁通量的變化率只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有感應電流產生六、解答題(共4題,共16分)27、略
【分析】【詳解】
(1)粒子在第二象限做勻加速直線運動,則有
由牛頓第二定律得
聯立解得粒子經過C點的速度大小
(2)在第一象限,粒子做類平拋運動,沿軸正方向有
沿軸負方向有
由牛頓第二定律可得
聯立解得
粒子經過P點沿沿軸負方向的分速度大小為
因此,粒子經過P點的速度大小為
設速度方向與軸正向夾角為則有
可得
(3)粒子在圓形磁場中做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力可得
解得
粒子在磁場中的軌跡如圖所示。
可知四邊形為菱形,則粒子從M點射出磁場時速度沿軸負向;從P到M,圓心角為粒子在磁場中的運動時間為
又
聯立解得【解析】(1)(2)(3)28、略
【分析】【詳解】
(1)剛開始小球受到豎直方向上的重力和平板的支持力;接著隨著平板一起以5m/s的速度豎直向上做勻速直線運動,小球一段時間后從平板左側飛出
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