A. 甲圖如果加速電壓減小,那么粒子最終的最大動(dòng)能也會(huì)減小
B. 乙圖可通過增加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度來增大電源電動(dòng)勢(shì)
C. 丙圖可以判斷出帶電粒子的電性,粒子只能從左側(cè)沿直線勻速通過速度選擇器
D. 丁圖中產(chǎn)生霍爾效應(yīng)時(shí),穩(wěn)定時(shí)一定是D側(cè)面電勢(shì)高
【答案】B
【解析】
【詳解】A.粒子在磁場(chǎng)中滿足
設(shè)回旋加速器D型盒的半徑為R,可推導(dǎo)出粒子的最大動(dòng)能為
由此可知,粒子的最大動(dòng)能為加速電壓無關(guān),故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)磁流體發(fā)電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電荷在A、B板間受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,即
得電源電動(dòng)勢(shì)為
由此可知,增加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度來增大電源電動(dòng)勢(shì),故B正確;
C.粒子從左側(cè)沿直線勻速通過速度選擇器時(shí),電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反,但無法確定粒子的電性,故C錯(cuò)誤;
D.若載流子帶負(fù)電,洛倫茲力指向D板,載流子向D板聚集,D板電勢(shì)低,故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 如圖所示,在直角三角形ABC的B、C處分別有垂直于三角形平面的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線,導(dǎo)線中電流的大小相等,方向相反,∠ABC=30°,D為AB邊中點(diǎn),已知C處的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,則D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( )
A. 0B. B0C. D. 2B0
【答案】C
【解析】
【詳解】如圖
C處的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0,方向與CD垂直;B處的電流在D點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1,方向與AB垂直;由于D點(diǎn)到B、C點(diǎn)的距離相等,則
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知與的夾角為,則D點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
故選C。
3. 將面積為的圓面放入水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,圓面與磁感線之間的夾角為,如圖所示,若穿過該圓面的磁通量為,則此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】由題可得,穿過該圓面的磁通量為
則此勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為
故選B。
4. 高壓直流輸電是利用穩(wěn)定的直流電具有無感抗、容抗影響小、無同步問題等優(yōu)點(diǎn)而采用的大功率遠(yuǎn)距離輸電方式。沈陽(yáng)徐家變電所----沈本新城高壓直流輸電工程就采用了這種輸電方式。其中有一段東西走向的水平輸電線,電流方向由西到東,該處地磁場(chǎng)所受安培力的方向是:( )
A. 豎直向上B. 斜向上,且偏北
C. 豎直向下D. 斜向下,且偏南
【答案】D
【解析】
【詳解】根據(jù)地磁場(chǎng)的特點(diǎn)可知,沈陽(yáng)附近處的磁場(chǎng)方向向北偏下,根據(jù)左手定則可知電流受到的安培力方向斜向上,且偏北,由牛頓第三定律判斷地磁場(chǎng)受力的方向?yàn)樾毕蛳?,且偏南,故ABC錯(cuò)誤,D正確;
故選D。
5. 均勻帶正電的薄圓盤的右側(cè),用絕緣細(xì)線A、B 懸掛一根水平通電直導(dǎo)線ab,電流方向由a 到b,導(dǎo)線平行于圓盤平面?,F(xiàn)圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),細(xì)線仍然豎直,與圓盤靜止時(shí)相比,下列說法正確的是()
A. 細(xì)線所受彈力變小
B. 細(xì)線所受彈力不變
C. 細(xì)線所受彈力變大
D. 若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,細(xì)線所受彈力變大
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.圓盤繞過圓心的水平軸沿如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生環(huán)形電流,在導(dǎo)體棒ab處會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),根據(jù)右手螺旋定則可知,磁場(chǎng)垂直于ab向右,根據(jù)左手定則可知,受到的安培力豎直向下,根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知,細(xì)線所受到的彈力變大,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤,C正確。
D.同理可知,若改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向,圓盤在ab導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)向左,導(dǎo)線所受安培力變?yōu)橄蛏?,則細(xì)線所受彈力變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖所示、電源電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻不計(jì),電阻,,,電容器電容,下列說法正確的是( )
A. S斷開時(shí)電容器的電壓為
B. S斷開時(shí)電容器a極板帶負(fù)電
C. S閉合至電路穩(wěn)定的過程中,電流表中有向下的電流
D. S閉合電路穩(wěn)定后,電容器所帶電荷量為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.S斷開時(shí),兩端電壓為
電容器的電壓為
A錯(cuò)誤;
B.S斷開時(shí),電源順時(shí)針給電容器充電,所以電容器a極板帶正電,B錯(cuò)誤;
C.S閉合前,a極板帶正電;S閉合后,電容器與并聯(lián),電容器a極板帶負(fù)電,電流表中有向上的電流流過,C錯(cuò)誤;
D.干路電流為
電容器的電壓為
電容器的電量為
解得
D正確。
故選D。
7. 如圖連接電動(dòng)機(jī)的電路,閉合開關(guān),當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭從一端滑到另一端的整個(gè)過程中,兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化清況如圖乙所示,已知當(dāng)電流小于時(shí),電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),若不考慮電表對(duì)電路的影響,則( )
A. 該電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為
B. 該電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為
C. 此電路中,電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為
D. 若電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng),需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值小于
【答案】D
【解析】
【詳解】A.當(dāng)電流小于0.2A時(shí),電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),為純電阻,則該電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為
選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)
E=U2+Ir
當(dāng)U2=3.4V時(shí)I=0.1A;當(dāng)U2=3.0V時(shí)I=0.3A;帶入方程解得該電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為
r=2Ω
選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.此電路中,電動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為
選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)電動(dòng)機(jī)兩端電壓超過U1=0.8V時(shí)電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)電路中的電流為I=0.2A,則由電路可知
解得
即若電動(dòng)機(jī)能轉(zhuǎn)動(dòng),需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值小于,選項(xiàng)D正確。
故選D。
8. 某種小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,三個(gè)完全相同的這種小燈泡連接成如圖乙所示的電路,電源的內(nèi)阻為1.0 Ω.現(xiàn)閉合開關(guān)S,理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,則( )
A. 三個(gè)燈泡的總電阻為8.3 Ω
B. 電源的電動(dòng)勢(shì)為5.6 V
C. 電源消耗的熱功率為3.0 W
D. 電源的效率為89.3%
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A項(xiàng):電壓表的示數(shù)為:U1=4V,由U-I圖象得到干路中燈泡的電流為:I1=0.6A,該燈泡的電阻為:,另外兩個(gè)并聯(lián)燈泡的電流均為:I2=0.3A,再根據(jù)U-I圖象得到電壓為:U2=1V,則并聯(lián)電阻為:,故三個(gè)燈泡的總電阻為:R=R1+R并≈8.3Ω,故A正確;
B項(xiàng):電源的電動(dòng)勢(shì)為:E=U1+U2+I1r=4+1+0.6×1=5.6V,故B正確;
C項(xiàng):電源消耗的熱功率為:,故C錯(cuò)誤;
D項(xiàng):電源的效率為:,故D正確.
9. 如圖所示,圓心為O、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。氦核()和質(zhì)子()先后從A點(diǎn)沿AO的方向射入磁場(chǎng),均從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),OA與OC的夾角為106°。氦核()的質(zhì)量為、電荷量為,不計(jì)粒子的重力,sin53°=0.8,下列說法正確的是( )
A. 質(zhì)子與氦核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等
B. 氦核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是質(zhì)子的2 倍
C. 氦核(e)的速度大小為
D. 質(zhì)子()的速度大小為
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.作出質(zhì)子()和氦核()在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示
根據(jù)題意可知質(zhì)子()和氦核()在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心角相等,運(yùn)動(dòng)周期為
運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
可知氦核()和質(zhì)子()在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.對(duì)質(zhì)子()和氦核(),根據(jù)幾何關(guān)系可得

可得氦核()的速度大小為
由于質(zhì)子的質(zhì)量和電荷量分別為

則質(zhì)子()的速度大小為
故C正確,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
10. 如圖所示,在真空中豎直平面(紙面)內(nèi)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形ABCD區(qū)域,存在方向沿CB(水平),大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)。一帶電小球以的速率從A點(diǎn)沿AC方向射入正方形區(qū)域,恰好能沿直線運(yùn)動(dòng)。(g為重力加速度)下列說法正確的是( )
A. 該小球可能帶正電,也可能帶負(fù)電
B. 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一定垂直紙面向里
C. 該小球的比荷為
D. 若電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變、方向變?yōu)樨Q直向上,該小球從C點(diǎn)沿CA方向以速率射入正方形區(qū)域,則小球?qū)腂點(diǎn)射出
【答案】BCD
【解析】
【詳解】AB.小球做直線運(yùn)動(dòng),說明小球受力平衡,根據(jù)受力分析可知,小球一定帶正電,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里,故B正確,A錯(cuò)誤;
C.根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知
解得
故C正確;
D.由物體的平衡條件有
(其中)
qE=mg
電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變、方向變?yōu)樨Q直向上后,電場(chǎng)力與重力平衡,小球沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)軌道半徑為r,有
解得
根據(jù)幾何關(guān)系可知,小球?qū)腂點(diǎn)射出,故D正確。
故選BCD。
二、實(shí)驗(yàn)題: (本題共2小題,第11題6分,第12題 10分, 共16分)
11. 某興趣小組嘗試測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻:
(1)已知電源內(nèi)阻比較小,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí),為了使電壓表示數(shù)變化比較明顯,該小組同學(xué)在思考后將的定值電阻串入圖甲電路中的________(選填“A”或“B”),可以解決該問題。
(2)根據(jù)(1)問中選擇的電路,多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R阻值,讀出相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I,將測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖像,蓄電池的內(nèi)阻________(此空結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)該小組同學(xué)根據(jù)(1)問中選擇的電路,分析了實(shí)驗(yàn)中由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。下圖中,實(shí)線是根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的圖像:虛線是該電源在沒有電表內(nèi)阻影響的理想情況下所對(duì)應(yīng)的圖像,則可能正確的是_________。
【答案】 ①. A ②. 2.0 ③. B
【解析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
由于r太小,U值變化較小,所以串聯(lián)電阻應(yīng)置于干路。
故選A。
(2)[2]A圖中,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
結(jié)合圖線可知,縱截距表示電動(dòng)勢(shì),即
斜率絕對(duì)值為
可得蓄電池的內(nèi)阻為
(3)[3]由電路圖可知,由于電壓表的分流作用,電流的測(cè)量值小于真實(shí)值,因此虛線在實(shí)線的上方,當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí),電流測(cè)量值與真實(shí)值相等,因此虛線與實(shí)線在軸相交。
故選B。
12. 實(shí)驗(yàn)室中常用指針式多用電表作為測(cè)量?jī)x器。
(1)如圖所示為多用電表原理示意圖,虛線框中S為一個(gè)單刀多擲開關(guān),通過操作開關(guān),接線柱B可以分別與觸點(diǎn)1、2、3接通,從而實(shí)現(xiàn)使用多用電表測(cè)量不同物理量的功能,關(guān)于此多用電表,下列說法中正確的是____________(選填選項(xiàng)前面的字母)
A.當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí),多用電表處于測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是紅表筆
B.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),多用電表處于測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
C.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),多用電表處于測(cè)量電阻的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
D.當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí),多用電表處于測(cè)量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
(2)用實(shí)驗(yàn)室的多用電表進(jìn)行某次測(cè)量時(shí),指針在表盤的位置如圖所示:
①若所選擋位為直流10A擋,則示數(shù)為__________A;
②若所選擋位為電阻擋,則示數(shù)為__________Ω。
(3)用表盤如圖所示的多用電表正確測(cè)量了一個(gè)約為150Ω的電阻后,需要繼續(xù)測(cè)量一個(gè)阻值約為2kΩ的電阻,在用紅黑表筆接觸這個(gè)電阻兩端之前,請(qǐng)選擇以下必須的步驟,并按操作順序逐一寫出步驟的序號(hào)_____________
A.將紅表筆和黑表筆接觸
B.把選擇開關(guān)旋至“”位置
C.把選擇開關(guān)旋至“”位置
D.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)
(4)某小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻度不均勻,分析在同一個(gè)擋位下通過待測(cè)電阻的電流I和它的阻值Rx關(guān)系,他們分別畫出了如圖所示的圖像,其中可能正確的是__________(選填選項(xiàng)下面的字母)
A. B. C. D.
【答案】 ①. CD ②. 4.2 ③. 1900 ④. BAD ⑤. AC
【解析】
【分析】
【詳解】(1)[1] A.當(dāng)S接觸點(diǎn)3時(shí),表頭與分壓電阻串聯(lián),此時(shí)多用電表處于測(cè)量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故A錯(cuò)誤;
BC.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時(shí),表頭與電源相連,此時(shí)多用電表處于測(cè)量電阻的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故B錯(cuò)誤,C正確;
D.當(dāng)S接觸點(diǎn)1時(shí),表頭與分流電阻并聯(lián),此時(shí)多用電表處于測(cè)量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆,故D正確。
故選CD。
(2)[2][3]由圖可知直流10A擋讀數(shù)為4.2A、電阻擋,則示數(shù)為。
(3)[4]把選擇開關(guān)旋至“”位置,將紅表筆和黑表筆接觸,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn),故實(shí)驗(yàn)步驟的順序?yàn)椋築AD。
(4)[5]根據(jù)閉合電路歐姆定律
則有
故選AC。
三、解答題(共 44分)
13. 如圖所示,兩根傾斜直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,它們所構(gòu)成的軌道平面與水平面之間的夾角θ=37°,兩軌道之間的距離L=0.50m。一根質(zhì)量的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好,整套裝置處于與桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在導(dǎo)軌的上端接有電動(dòng)勢(shì)E=36V、內(nèi)阻r=1.6Ω的直流電源和電阻箱R。當(dāng)電阻箱接入電路中的電阻時(shí),金屬桿靜止在軌道上。已知導(dǎo)軌與金屬桿的電阻均可忽略不計(jì),忽略一切摩擦阻力,,,重力加速度。
(1)如果磁場(chǎng)方向豎直向下,求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??;
(2)如果磁場(chǎng)的方向可以隨意調(diào)整,求滿足條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值及方向。
【答案】(1)0.3T;(2)0.24T,方向垂直于軌道平面斜向下
【解析】
【詳解】(1)磁場(chǎng)的方向向下,由左手定則可知,ab棒受到的安培力的方向水平向右,受力如圖所示
電流為
根據(jù)
可得磁感應(yīng)強(qiáng)度為
(2)當(dāng)安培力方向與支持力的方向垂直時(shí),安培力最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度最?。粍t有
可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為
根據(jù)左手定則知,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于軌道平面斜向下
14. 如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy中,0

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