崇州市懷遠(yuǎn)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二下期第一次月考物理試題(滿分 100 分,考試時(shí)間 90 分鐘)一、單選題(3×8=24分)1. 下列不符合物理學(xué)史實(shí)的是( ?。?/span>A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系B. 卡文迪許通過(guò)扭稱實(shí)驗(yàn)測(cè)定了靜電力常量C. 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了磁生電的設(shè)想D. 安培提出了著名的分子電流假說(shuō),揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)【答案】B【解析】【詳解】A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系,故A正確;B.卡文迪許通過(guò)扭稱實(shí)驗(yàn)測(cè)定了萬(wàn)有引力常量,故B錯(cuò)誤;C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了磁生電的設(shè)想,故C正確;D.安培提出了著名的分子電流假說(shuō),揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì),故D正確。本題選錯(cuò)誤的,故選B2. 如圖所示,金屬棒ab、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路,金屬棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),則( ?。?/span>
 A. ab棒不受安培力作用B. aba端的電勢(shì)比b端低C. ab棒中感應(yīng)電流的方向由baD. 螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng),A端為N【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),所受安培力方向向左,以“阻礙”其運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)右手定則可知,流過(guò)金屬棒ab的感應(yīng)電流的方向是從b流向a,ab棒相當(dāng)于電路中的電源,在電源內(nèi)部,電流是從負(fù)極(低電勢(shì))流向正極(高電勢(shì)),即a端電勢(shì)更高,故B錯(cuò)誤;CD.流過(guò)螺線管的電流方向是從A端到達(dá)B端,根據(jù)右手螺旋定則可知,螺線管的A端為S極,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。3. 如圖所示,彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,AB間距離是20 cm,從AB運(yùn)動(dòng)時(shí)間是2 s,則( ?。?/span>A. OBO振子做了一次全振動(dòng)B. B開(kāi)始經(jīng)過(guò)6 s,振子通過(guò)的路程是60 cmC. 振動(dòng)周期為2 s,振幅是10 cmD. O開(kāi)始經(jīng)過(guò)3 s,振子處在平衡位置【答案】B【解析】【詳解】A.從OBO振子完成了半個(gè)全振動(dòng),故A錯(cuò)誤;BCAB運(yùn)動(dòng)時(shí)間是2 s,周期因?yàn)?/span>t=6s=1.5T根據(jù)振子完成一次全振動(dòng)通過(guò)的路程是4A,故從B開(kāi)始經(jīng)過(guò)6s,振子通過(guò)的路程是S=1.5×4A=6A=6×10cm=60cmB正確C錯(cuò)誤;D.從O開(kāi)始經(jīng)過(guò)3 s,振子處在位移最大的位置,故D錯(cuò)誤;故選B4. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是( ?。?/span>A. t=0.01 s時(shí)穿過(guò)線框的磁通量最小B. 該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為C. 電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí),線圈平面與磁感線的夾角為D. 從計(jì)時(shí)時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程的平均電動(dòng)勢(shì)為22V【答案】C【解析】【詳解】A.由圖象知,t=0.01s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,則穿過(guò)線框的磁通量最大,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,該交變電動(dòng)勢(shì)的最大值周期為該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為B錯(cuò)誤;C.由瞬時(shí)值表達(dá)式可知,當(dāng)時(shí),有則可知線圈平面與磁感線的夾角為,故C正確;D.從計(jì)時(shí)時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程的平均電動(dòng)勢(shì)又有聯(lián)立方程,解得D錯(cuò)誤。故選C5. 已知某電阻元件在正常工作時(shí),通過(guò)它的電流按如圖所示的規(guī)律變化.今與這個(gè)電阻元件串聯(lián)一個(gè)多用電表(已調(diào)至交變電流電流擋),則多用電表的讀數(shù)為(    ) A. 5 A B. 4 AC. 4A D. 5A【答案】A【解析】【詳解】交流電流測(cè)量有效值,設(shè)該電流的有效值為I,根據(jù)交變電流有效值的定義取一個(gè)周期T.有:,解得所以多用電表的讀數(shù)為5A,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤;故選A.【點(diǎn)睛】有效值的定義為:把直流電和交流電分別通過(guò)兩個(gè)相同的電阻時(shí),如果在相同時(shí)間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,那么就把此直流電的電壓、電流作為此交流電的有效值.根據(jù)有效值的定義求解即可6. 如圖所示,在平行虛線區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粗細(xì)均勻的三角形閉合導(dǎo)線框邊與磁場(chǎng)邊界平行(邊長(zhǎng)度小于磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾龋,F(xiàn)使線框水平向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,且速度方向與邊始終垂直。若規(guī)定電流在線框中沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?,在該過(guò)程中,導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律,可能如下面哪一圖線所示?( ?。?/span>A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【詳解】磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,三角形閉合導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁通量增大,根據(jù)楞次定律“增反減同”的“增反”可知,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,也就是電流為正;三角形閉合導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)磁通量減小,根據(jù)楞次定律“增反減同”的“減同”可知,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,也就是電流為負(fù)。根據(jù)三角形閉合導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中“有效長(zhǎng)度L”逐漸減小,故電動(dòng)勢(shì)逐漸減小,電流逐漸減?。蝗切伍]合導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中“有效長(zhǎng)度L”逐漸減小,故電動(dòng)勢(shì)逐漸減小,電流逐漸減小。三角形閉合導(dǎo)線框全部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,磁通量不變,無(wú)感應(yīng)電流。故BCD錯(cuò)誤;A正確。故選A7. 如圖,MNPQ是電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好,其間距為L,右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處?kù)o止釋放,到達(dá)磁場(chǎng)右邊界處恰好停止。則金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中( ?。?/span>
 A. 通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺?/span>NQB. 金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為C. 通過(guò)金屬棒電荷量為D. 金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為mgh【答案】B【解析】【詳解】A.金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,磁通量變小,根據(jù)楞次定律,通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閺?/span>QN,故A錯(cuò)誤;B.金屬棒從釋放到剛進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,機(jī)械能守恒得金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B正確;C.通過(guò)金屬棒的電荷量C錯(cuò)誤;D.根據(jù)能量守恒,電路中產(chǎn)生的總焦耳熱金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱D錯(cuò)誤。故選B。8. 在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n=1000匝,橫截面積S=20cm2。螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0ΩC=30μF。在一段時(shí)間內(nèi),垂直穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向如圖甲所示,大小按如圖乙所示的規(guī)律變化,則下列說(shuō)法中正確的是( ?。?/span>A. 螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1.2VB. 閉合K,電路中的電流穩(wěn)定后,電容器的下極板帶負(fù)電C. 閉合K,電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為2.56×10-2WD. 閉合K,電路中的電流穩(wěn)定后,斷開(kāi)K,則K斷開(kāi)后,流經(jīng)R2的電荷量為1.8×10-2C【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為A錯(cuò)誤;B.根據(jù)楞次定律可以判斷回路中感應(yīng)電流的方向應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较?,所以電容器的下極板帶正電,故B錯(cuò)誤;C.閉合K,電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為C正確;D.閉合K,電路中的電流穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為K斷開(kāi)后,流經(jīng)R2的電荷量即為K閉合時(shí)電容器一個(gè)極板上所帶的電荷量Q=CU=1.2×10-5CD錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題(4×5=20分)9. 下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是(  )A. 穿過(guò)閉合電路的磁通量越大,閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大B. 穿過(guò)閉合電路的磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定為零C. 穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快,閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D. 只要穿過(guò)閉合電路磁通量不為零,閉合電路中就一定有感應(yīng)電流【答案】BC【解析】【詳解】穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快,磁通量變化率越大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。穿過(guò)閉合電路的磁通量越大,磁通量變化率不一定大,磁通量為零時(shí),磁通量可能在變,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零。磁通量不為零時(shí),磁通量變化才有感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),故BC正確AD錯(cuò)誤。故選BC。10. 在如圖所示的電路中,燈泡A1A2的規(guī)格相同,L為自感系數(shù)較大的線圈,其直流電阻為RL。周同學(xué)先閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R、R1,使A1A2都正常發(fā)光,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。吳同學(xué)在周同學(xué)走后,接通該電路繼續(xù)實(shí)驗(yàn),就吳同學(xué)觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( ?。?/span>A. 閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡A1、A2逐漸亮起來(lái)B. 閉合開(kāi)關(guān)S后,燈泡A1逐漸亮起來(lái),燈泡A2立即亮起C. 閉合開(kāi)關(guān)S待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈泡A1立即熄滅,燈泡A2逐漸熄滅D. 閉合開(kāi)關(guān)S待電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,燈泡A1、A2逐漸熄滅【答案】BD【解析】【詳解】AB.閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡A2與電源構(gòu)成的回路沒(méi)有線圈,直接亮起,燈泡A1與線圈串聯(lián),逐漸亮起,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,由于自感現(xiàn)象,線圈中電流會(huì)逐漸減小,燈泡A1A2與線圈構(gòu)成閉合回路,燈泡A1、A2逐漸熄滅,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD。11. 如圖甲所示為某一理想變壓器,原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電源,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,圖中各電表均為理想電表,t=0時(shí)刻滑片處于最下端,下列說(shuō)法正確的是( ?。?/span>A. 副線圈兩端電壓的變化頻率為0.5HzB. t=0時(shí)刻,電流表A2的示數(shù)不為0C. 滑片向上移動(dòng)過(guò)程中,電壓表V1V2的示數(shù)不變,V3的示數(shù)變大D. 滑片向上移動(dòng)過(guò)程中,電流表A1示數(shù)變小,滑動(dòng)變阻器R消耗的功率變大【答案】BC【解析】【詳解】A.由圖乙可知交流電周期為0.02s,因此頻率為50Hz,理想變壓器不改變交流電源的頻率,副線圈兩端電壓的變化頻率應(yīng)為50Hz,故A錯(cuò)誤;B.電流表測(cè)量的是交流電的有效值,而不是瞬時(shí)值,故在時(shí)刻,電流表A2的示數(shù)不為0,故B正確;C.理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,由于輸入電壓和匝數(shù)比不變,故電壓表的示數(shù)不變,當(dāng)滑片向上移動(dòng)時(shí),副線圈電阻變大,電路中的電流減小,定值電阻上的電壓減小,因此電壓表的示數(shù)變大,故C正確;D.由于理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,副線圈電路中電流減小,結(jié)合原副線圈電流與匝數(shù)比的關(guān)系可知,電流表示數(shù)變小,在副線圈電路中,定值電阻可看作等效內(nèi)阻,滑動(dòng)變阻器R可看作外電阻,根據(jù)由于不確定滑動(dòng)變阻器R與定值電阻的大小關(guān)系,因此無(wú)法判斷滑動(dòng)變阻器R的功率變化,故D錯(cuò)誤。故選BC。12. 如圖所示,半徑為r,匝數(shù)為n的金屬線圈下半部分置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,總電阻為R,線圈固定不動(dòng),磁場(chǎng)以圓的直徑AC為界。當(dāng)時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖甲所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,則( ?。?/span>A. 線圈中的感應(yīng)電流方向始終為順時(shí)針?lè)较?/span>B. 時(shí)刻,線圈受到的安培力大小為C. 通過(guò)導(dǎo)線某橫截面的電荷量為D. 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為【答案】BD【解析】【詳解】A.由題意可知線圈中磁通量先垂直紙面向外減小,再垂直紙面向里增大,根據(jù)楞次定律可知線圈中的感應(yīng)電流方向始終為逆時(shí)針?lè)较颍?/span>A錯(cuò)誤;B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為根據(jù)閉合電路歐姆定律可得線圈中的電流大小為時(shí)刻,線圈受到的安培力大小為B正確;C時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某橫截面的電荷量為C錯(cuò)誤;DBt的變化率不變,所以回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒為,故D正確。故選BD13. 如圖所示,MN、PQ為兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌的間距L=1.0m,導(dǎo)軌所在平面與水平面間夾角θ=37°,N、Q間連接一阻值R=0.3Ω的定值電阻,在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。將一根質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.2Ω的金屬棒ab垂直于MN、PQ方向置于導(dǎo)軌上。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌的電阻以及接觸電阻可忽略不計(jì),當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑4.05m時(shí),速度達(dá)到5m/s。重力加速度g10m/s2sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列說(shuō)法正確的是(  )A. 金屬棒中的電流從a流向bB. 當(dāng)金屬棒的速度為5m/s時(shí),金屬棒兩端的電勢(shì)差=0.6VC. 從金屬棒出發(fā)到速度達(dá)到5m/s,金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為1.18JD. 從金屬棒出發(fā)到速度達(dá)到5m/s,通過(guò)金屬棒電荷量為1.62C【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A.由右手定則可判斷出,金屬棒中的電流從b流向a,故A錯(cuò)誤;B.當(dāng)金屬棒的速度為5m/s時(shí),金屬棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為金屬棒兩端的電勢(shì)差為B正確; C.根據(jù)能量守恒定律可得可得金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為C錯(cuò)誤;D.由D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題14. 某校物理探究小組探究電磁感應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)器材和電路如圖所示回答下列問(wèn)題:
 1)連接如圖所示2)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):閉合開(kāi)關(guān)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。閉合開(kāi)關(guān)后,若將線圈A快速插入線圈B中,靈敏電流計(jì)的指針會(huì)___________(選填“向左偏”、“不偏轉(zhuǎn)”或“向右偏”);開(kāi)關(guān)保持閉合,線圈A保持靜止,若把滑動(dòng)變阻器的滑片快速向左滑動(dòng),靈敏電流計(jì)的指針會(huì)___________(選填“向左偏”、“不偏轉(zhuǎn)”或“向右偏”);3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出:當(dāng)穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。【答案】    向左偏    ②. 向右偏【解析】【詳解】2[1]閉合開(kāi)關(guān),穿過(guò)線圈B的磁通量增大,靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。若將線圈A快速插入線圈B中,則穿過(guò)線圈B的磁通量增大,靈敏電流計(jì)的指針也應(yīng)向左偏轉(zhuǎn);[2]開(kāi)關(guān)保持閉合,線圈A保持靜止,若把滑動(dòng)變阻器的滑片快速向左滑動(dòng),電流迅速減小,則穿過(guò)線圈B的磁通量減小,靈敏電流計(jì)的指針向應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)。15. 圖甲為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖。1)已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10Ω,滿偏電流為3mA;R1滑動(dòng)變阻器,R2為電阻箱(0-9999.9Ω),若將電阻箱R2的阻值調(diào)為990Ω,改裝后的電壓表的量程為___________V;2)電流表A有兩種規(guī)格,A1(量程0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω)和A2(量程3A,內(nèi)阻約為0.05Ω;滑動(dòng)變阻器R1有兩種規(guī)格,最大阻值分別為20Ω200Ω。則電流表應(yīng)選用___________填(“A1“A2),R1應(yīng)選用最大阻值為___________Ω的滑動(dòng)變阻器;3)實(shí)驗(yàn)步驟如下:①閉合開(kāi)關(guān)S前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)片移到左端;②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片,記下電流表的示數(shù)I2和毫安表表頭的示數(shù)I1;③以I1為縱坐標(biāo),I2為橫坐標(biāo),作I1-I2圖線圖線,如圖乙所示;④根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=___________V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻r=___________Ω(保留兩位有效數(shù)字。)【答案】    ①. 3. 0    ②. A1    ③. 20    ④. 1.481.44~1.52之間均對(duì))    ⑤. 0.880.84~0.92之間均對(duì))【解析】【詳解】1[1]將電阻箱R2與毫安表串聯(lián)后改裝成電壓表,當(dāng)阻值調(diào)為R2=990,改裝后的電表的量程為2[2][3]根據(jù)圖像可知,整個(gè)過(guò)程的電流不超過(guò)0.5A,故電流表選A1;因電源內(nèi)阻較小,為了便于調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇20Ω的;3[4] 改裝后的電壓表的量程為3.0V,電壓表的內(nèi)阻為由閉合電路歐姆定律可知乙圖中圖象與縱軸的交點(diǎn)為解得電源的電動(dòng)勢(shì)為E=1.48V由于存在作圖和讀數(shù)誤差,1.441.52之間均對(duì);[5]由乙圖中圖象的斜率為解得r=0.88由于存在誤差,0.840.92之間均對(duì)。四、計(jì)算題16. 地面上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為帶電量為的小球用絕緣絲線懸掛在電場(chǎng)中,當(dāng)小球靜止時(shí)絲線與豎直方向的夾角為,此時(shí)小球到地面的高度為h。求:1)小球的電性;2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng);3)若絲線突然斷掉,小球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落地。【答案】1)小球帶正電;(2;(3【解析】【詳解】1)小球受力情況如圖故小球帶正電。2)對(duì)小球受力分析可得解得3)絲線斷裂后,小球在豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng),由17. 某水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW,發(fā)電機(jī)的電壓為250V。通過(guò)升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電,輸電線總電阻為,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為200V。要求在輸電線上損失的功率控制為5kW(即用戶得到的功率為95kW)。請(qǐng)你設(shè)計(jì)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比。為此,請(qǐng)你計(jì)算:1)畫(huà)出該輸電電路圖2)輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?3)兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少?【答案】12200V4000V;(3)升壓變壓器匝數(shù)比為1:16,降壓變壓器匝數(shù)比為19:1【解析】【詳解】1)輸電線路示意圖如圖所示2)輸電線損失的功率為解得輸電線上通過(guò)的電流為輸電線上損失的電壓為升壓變壓器的輸出功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率,所以解得3)降壓變壓器的輸入電壓為根據(jù)理想變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系,可得升壓變壓器的匝數(shù)比為降壓變壓器的匝數(shù)比為18. 如圖所示,足夠長(zhǎng)的粗糙絕緣斜面與水平面成θ=37°放置,在斜面上虛線aabb與斜面底邊平行,在aa、bb圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T;現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.1kg、總電阻R=20Ω、邊長(zhǎng)L=1m的正方形金屬線圈MNQP,讓PQ邊與斜面底邊平行,從斜面上端靜止釋放,線圈剛好勻速穿過(guò)整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。已知線圈與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:1)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大??;2)線圈釋放時(shí),PQ邊到bb的時(shí)間;3)整個(gè)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。
 【答案】14m/s;(22s;(30.4J【解析】【詳解】1)對(duì)線圈受力分析,根據(jù)平衡條件得F+μmgcosθ=mgsinθ安培力的計(jì)算公式F=BIL根據(jù)歐姆定律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v=4m/s2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθμmgcosθ=ma解得a=2m/s2線圈釋放時(shí),PQ邊到bb的速度v=at解得t=2s3)由于線圈剛好勻速穿過(guò)磁場(chǎng),則磁場(chǎng)寬度等于L=1m,根據(jù)功能關(guān)系可得Q=W=F×2L代入數(shù)據(jù)解得Q=0.4J19. 如圖所示,平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成,且二者平滑連接。導(dǎo)軌水平部分MN的右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.4 T。在距離磁場(chǎng)左邊界線MNd1.2 m處垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)導(dǎo)體棒a,在傾斜導(dǎo)軌高h0.8 m處垂直于導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒b。將b棒由靜止釋放,最終導(dǎo)體棒ab速度保持穩(wěn)定。已知導(dǎo)軌間距L0.5 m,兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m0.1 kg,電阻均為R0.1 Ω,g10 m/s2,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好,忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求:1)導(dǎo)體棒b剛過(guò)邊界線MN時(shí)導(dǎo)體棒a的加速度大?。?/span>2)從初始位置開(kāi)始到兩棒速度穩(wěn)定的過(guò)程中,感應(yīng)電流在導(dǎo)體棒a中產(chǎn)生的熱量Q;3)兩棒速度穩(wěn)定后二者之間的距離。【答案】18 m/s2;(20.2 J;(30.2 m【解析】【詳解】1)設(shè)導(dǎo)體棒b滑到邊界線MN時(shí)的速度大小為,在其到達(dá)MN過(guò)程中機(jī)械能守恒,則有導(dǎo)體棒b剛過(guò)邊界線MN時(shí),導(dǎo)體棒a受到安培力作用而產(chǎn)生加速度即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng),由法拉第電磁感應(yīng)定律和牛頓第二定律可得解得2)當(dāng)導(dǎo)體棒b進(jìn)入磁場(chǎng)后,a、b棒組成的系統(tǒng)在水平方向所受合力為零,系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律,設(shè)v0的方向?yàn)檎较颍?/span>a、b共速時(shí)的速度大小為v,當(dāng)導(dǎo)體棒a、b速度穩(wěn)定時(shí),兩者做速度相等的勻速直線運(yùn)動(dòng),則有a、b棒串聯(lián)且電阻大小相等,則從初始位置開(kāi)始到兩棒速度穩(wěn)定的過(guò)程中,ab棒中產(chǎn)生的電熱均為,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知解得3)設(shè)兩棒速度穩(wěn)定后兩棒之間的距離為l,從b棒進(jìn)入磁場(chǎng)到二者剛共速的過(guò)程中,所用時(shí)間為t,對(duì)導(dǎo)體棒a由動(dòng)量定理可得根據(jù)閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可得聯(lián)立可得
 

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