北京市2009年高考專題強(qiáng)化訓(xùn)練(四)
電磁學(xué)
一.選擇題(在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確)
1.如圖所示,一個(gè)不帶電的導(dǎo)體球A放在帶負(fù)電的可以看做是點(diǎn)電荷的導(dǎo)體B附近,達(dá)到靜電平衡后,則有( )
A.導(dǎo)體球A左端的電勢(shì)高于右端的電勢(shì)
B.導(dǎo)體球A左端的電勢(shì)等于右端的電勢(shì)
C.當(dāng)導(dǎo)體球A接地后,導(dǎo)體B的電勢(shì)將降低
D.當(dāng)導(dǎo)體球A接地后,導(dǎo)體B的電勢(shì)將升高
2.一負(fù)電荷從電場(chǎng)中A點(diǎn)由靜止釋放,只受電場(chǎng)力作用,沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),它運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖甲所示,則兩點(diǎn)A、B所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是圖乙中的 ( )
3.如圖所示,圓O在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)方向與圓O所在平面平行,帶正電的微粒以相同的初動(dòng)能沿著各個(gè)方向從A點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域中,只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),從圓周上不同點(diǎn)離開(kāi)圓形區(qū)域,其中從C點(diǎn)離開(kāi)圓形區(qū)域的帶電微粒的動(dòng)能最大,圖中O是圓心,AB是圓的直徑,AC是與AB成角的弦,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向?yàn)椋?nbsp; )
A.沿AB方向 B.沿AC方向
C.沿BC方向 D.沿OC方向
4.圖中虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn),則下述判斷正確的是( )
A.b點(diǎn)的電勢(shì)一定高于a點(diǎn)
B.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于a點(diǎn)
C.帶電粒子一定帶正電
D.帶電粒子在b點(diǎn)的速率一定小于在a點(diǎn)的速率
5.如圖(a)所示,AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.若有一電 子以某一初速度并且僅在電場(chǎng)力的作用下,沿AB由點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B,其速度圖象如圖(b)所示.下列關(guān)于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度E大小的判斷正確的是( )
A. B.
C. D.
6.如圖所示,平行直線、、、、,分別表示電勢(shì)為-4 V、-2 V、0、2 V、4
V的等勢(shì)線,若AB=BC=CD= DE=
A.該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于,且左斜下
B.該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=2 V/m
C.該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),距C點(diǎn)距離為
4V,最低電勢(shì)為-4V
D.該電場(chǎng)可能不是勻強(qiáng)電場(chǎng),E=U/d不適用
7.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中,一帶電量 為+q、質(zhì)量為m的小球以初速度v0從斜面底端A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑,當(dāng)?shù)竭_(dá)斜面頂端B點(diǎn)時(shí),速度仍為v0,則( )
A.A、B兩點(diǎn)間的電壓一定等于mgL sin/q
B.小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于在A點(diǎn)的電勢(shì)能
C.若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng),則該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值一定為mg/ q
D.若該電場(chǎng)是斜面中點(diǎn)正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的,則Q一定是正電荷
8.如圖所示,a、b是兩個(gè)帶有同種電荷的小球,用絕緣細(xì)線懸掛于同一點(diǎn),兩球靜止時(shí),它們距水平地面的高度相等,繩與豎直方向的夾角分別為、。若同時(shí)剪斷兩根細(xì)線,空氣阻力不計(jì),兩球帶電量不變,則( )
A.兩球a、b同時(shí)落地
B.球a先落地
C.球a水平飛行的距離比b球大
D.兩球a、b水平飛行的距離相等
9.如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一根磁鐵,磁鐵正下方不遠(yuǎn)處的水平面上放一個(gè)質(zhì)量為m,電阻為R的閉合線圈.將磁鐵慢慢托起到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)放開(kāi),磁鐵開(kāi)始上下振動(dòng),線圈始終靜止在水平面上,不計(jì)空氣阻力,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.磁鐵做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
B.磁鐵最終能靜止
C.在磁鐵振動(dòng)過(guò)程中線圈對(duì)水平面的壓力有時(shí)大于mg,有時(shí)小于mg
D.若線圈為超導(dǎo)線圈,磁鐵最終也能靜止
10.如圖所示,AB是一個(gè)接地的很大的薄金屬板,其右側(cè)P點(diǎn)有一帶電量為Q的正電荷,N為金屬板外表面上的一點(diǎn),P到金屬板的垂直距離=d,M為點(diǎn)P、N連線的中點(diǎn),關(guān)于M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì),下列說(shuō)法正確的是( )
A.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)電勢(shì)高,M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大
B. M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為4kQ/d2
C.N點(diǎn)的電勢(shì)為零,場(chǎng)強(qiáng)不為零
D.N點(diǎn)的電勢(shì)和場(chǎng)強(qiáng)都為零
11.如圖所示,地面上某區(qū)域存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球以水平方向的初速度v0由O點(diǎn)射入該區(qū)域,剛好通過(guò)豎直平面中的P點(diǎn),已知連線OP與初速度方向的夾角為450,則此帶電小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為( )
A. B. /2
C. 2 D.5/2
12.如圖所示,在重力加速度為g的空間,有一個(gè)帶電量為+Q的點(diǎn)電荷固定在O點(diǎn),點(diǎn)B、C為以O(shè)為圓心,半徑為R的豎直圓周上的兩點(diǎn),點(diǎn)A、B、O在同一豎直線上,=R,點(diǎn)O、C在同一水平線上.現(xiàn)在有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的有孔小球,沿光滑絕緣細(xì)桿AC從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下,滑至C點(diǎn)時(shí)速度大小為,下列說(shuō)法正確的是( )
A.從點(diǎn)A到點(diǎn)C小球做勻加速運(yùn)動(dòng)
B.從點(diǎn)A到點(diǎn)C小球的機(jī)械能守恒
C.兩點(diǎn)B、A間的電勢(shì)差為mgR/2q
D.若從點(diǎn)A自由釋放,則小球下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
13.如圖所示,兩個(gè)閉合圓形線圈A, B的圓心重合,放在同一個(gè)水平面內(nèi),線圈B中通以如圖所示的交變電流,設(shè)t=0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示).對(duì)于線圈A在t1~t2時(shí)間內(nèi)的下列說(shuō)法中正確的是( )
A.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)
B.有順時(shí)針?lè)较虻碾娏,且有收縮的趨勢(shì)
C.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏,且有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)
14.如圖所示,寬h=
A.右邊界:
B.右邊界:y>
C.左邊界:y>
D.左邊界:0<y<
15.在光滑絕緣水平面上,一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針?lè)较虻乃絼蛩賵A周運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)方向豎直向下,其俯視圖如圖所示.若小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),繩子突然斷開(kāi),關(guān)于小球在繩斷開(kāi)后可能的運(yùn)動(dòng)情況,以下說(shuō)法正確的是( )
A.小球做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),半徑不變
B.小球做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),周期一定不變
C.小球仍做逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),速度增大
D.小球仍做逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),但半徑減小
16.如圖所示,絕緣細(xì)線拴住一帶負(fù)電的小球,在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).則正確的說(shuō)法是( )
A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí),細(xì)線的張力一定最小
B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí),小球的速度一定最大
C.小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
D.小球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
17.如圖所示,在豎直放置的光滑絕緣的半圓形細(xì)管的圓心O處放一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m、帶電量為q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無(wú)壓力,則放于圓心處的電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為( )
A. E=mg/q B. E=2mg/q
C. E=3mg/q D.不能確定
18.如圖所示,質(zhì)量為m1、帶有正電荷q的金屬小球和質(zhì)量為m2、不帶電的小木球之間用絕緣細(xì)線相連后,置于豎直向上、場(chǎng)強(qiáng)為E、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,兩球恰能以速度v勻速豎直上升.當(dāng)小木球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)細(xì)線突然斷開(kāi),小木球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零,則( )
A.小木球的速度為零時(shí),金屬小球的速度也為零
B.小木球的速度為零時(shí),金屬小球的速度大小為m2v/m1
C.兩點(diǎn)A、B之間的電勢(shì)差為Ev2 /(
D.小木球從點(diǎn)A到點(diǎn)B的過(guò)程中,其動(dòng)能的減少量等于兩球重力勢(shì)能的增加量
19.質(zhì)子和一價(jià)的鈉離子分別垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如果它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑恰好相等,說(shuō)明它們進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)( )
A.速度相等 B.動(dòng)量大小相等
C.動(dòng)能相等 D.質(zhì)量相等
20.如圖所示,有一帶電粒子貼A板沿水平方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U1時(shí),帶電粒子沿軌跡①?gòu)膬砂逭虚g飛出;當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為U2時(shí),帶電粒子沿軌跡②落到B板中間;設(shè)兩次射入電場(chǎng)的水平速度相同,則電壓U1 、U2之比為( )
A.1:8
B.1:
21.手電筒的兩節(jié)干電池已經(jīng)用了較長(zhǎng)時(shí)間,小燈泡只能發(fā)出微弱的光,把電池取出,用電壓表測(cè)電壓,電壓表示數(shù)接近3V,若把此電池作為一個(gè)電子鐘的電源,電子鐘能正常工作,下列說(shuō)法正確的是( )
A.這臺(tái)電子鐘正常工作時(shí)的電流一定比手電筒里的小燈泡正常工作時(shí)的電流小
B.這臺(tái)電子鐘的額定電壓一定比手電筒里的小燈泡額定電壓小
C.這兩節(jié)干電池的電壓減小很多
D.這兩節(jié)干電池的內(nèi)電阻減少很多
22.許多精密儀器中常常采用如圖所示的電路精確地調(diào)節(jié)某一電阻兩端的電壓,圖中R1、 R2是兩只滑動(dòng)變阻器,通過(guò)它們可以對(duì)負(fù)載電阻R0(阻值約為500Ω)兩端的電壓進(jìn)行粗調(diào)和微調(diào),已知兩滑動(dòng)變阻器的最大電阻分別為200Ω和10Ω,那么,下面關(guān)于R1、 R2的說(shuō)法中正確的是( )
A.如R1 =200Ω, R2 =10Ω,調(diào)節(jié)R1起粗調(diào)作用
B.如R1=10Ω, R2=200Ω,調(diào)節(jié)R1起微調(diào)作用
C.如R1=200Ω, R2=10Ω,調(diào)節(jié)R2起粗調(diào)作用
D.如R1=10Ω, R2=200Ω,調(diào)節(jié)R2起微調(diào)作用
23.如圖所示,豎直面內(nèi)的虛線上方是一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈越過(guò)虛線進(jìn)入磁場(chǎng),最后又落回到原處,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面保持在豎直面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,則( )
A.上升過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功大于下降過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功
B.上升過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功等于下降過(guò)程克服磁場(chǎng)力做的功
C.上升過(guò)程克服重力做功的平均功率大于下降過(guò)程中重力的平均
功率
D.上升過(guò)程克服重力做功的平均功率等于下降過(guò)程中重力的平均功率
24.如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng).兩棒ab、cd的質(zhì)量之比為2:1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉棒cd,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間以后( )
A.棒ab、棒cd都做勻速運(yùn)動(dòng)
B.棒ab上的電流方向是由b向a
C.棒cd所受安培力的大小等于
D.兩棒間距離保持不變
25.如圖所示,示波器的示波管可以視為加速電場(chǎng)與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的組合,若已知加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間距為d,且電子被加速前的初速度可忽略,則關(guān)于示波器的靈敏度(即偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中每單位偏轉(zhuǎn)電壓所引起的偏轉(zhuǎn)量h/ U2)與加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. L越大,靈敏度越高
B. d越大,靈敏度越高
C. U1越大,靈敏度越小
D.靈敏度與U2無(wú)關(guān)
26.如圖所示,在光滑水平面上的O點(diǎn)系一長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線,線的另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球.當(dāng)沿細(xì)線方向加上場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,小球處于平衡狀態(tài).現(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線方向的初速度v0,使小球在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng).若v0很小,則小球再次回到平衡位置所需的時(shí)間為( )
A. B. C. D.
27.如圖甲所示,在
28.地面附近空間中存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知磁方向垂直紙面向里,一個(gè)帶電油滴能沿一條與豎直方向成a角的直線MN運(yùn)動(dòng)(MN在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)),如圖所示.則以下判斷中正確的是( )
A.如果油滴帶正電,它是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)
B.如果油滴帶正電,它是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)
C.如果電場(chǎng)方向水平向左,油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)
D.如果電場(chǎng)方向水平向右,油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的N點(diǎn)
29.如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈軸線OO?與磁場(chǎng)邊界重合.線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(ab向紙外,cd向紙內(nèi)).若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),并規(guī)定電流方向沿a→b→c→d→a為正方向,則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是下圖乙中的哪一個(gè)
30.圖示為一理想變壓器的電路圖,圖中S為單刀雙擲開(kāi)關(guān),P為滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭,Ul為加在原線圈兩端的交變電壓,I1為原線圈中的電流,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.若保持U1及P的位置不變,S由a合到b時(shí),I1將增大
B.若保持U1及P的位置不變,S由b合到a時(shí),R消耗的功率將增大
C.若保持U1不變,S接在a處,使P向上滑時(shí),I1將增大
D.若保持P的位置不變,S接在a處,使Ul增大時(shí),I1將增大
二.實(shí)驗(yàn)題:
1.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示,用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.
(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為 mm.
(2)在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí),除被測(cè)電阻絲外,還有如下供
選擇的實(shí)驗(yàn)器材:
A.直流電源:電動(dòng)勢(shì)約4.5 V,內(nèi)阻很;
B.電流表A1:量程0~
C.電流表A2:量程0~3.
D.電壓表V:量程0~3 V,內(nèi)阻3 kΩ;
E.滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值50Ω;
G.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等.
在可供選擇的器材中,應(yīng)該選用的電流表是 ,應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 。
(3)根據(jù)所選的器材,在如圖所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(4)若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為Rx=4. 1Ω,則這種金屬材料的電阻率為 Ω?m.(保留二位有效數(shù)字)
2.一個(gè)標(biāo)有“12 V”字樣,功率未知的燈泡,測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示,利用這條圖線計(jì)算:
(1)在正常發(fā)光情況下,燈泡的電功率P= W.
(2)假設(shè)燈絲電阻與其絕對(duì)溫度成正比,室溫有300 K,在正常發(fā)
光情況下,燈絲的溫度為 K.
(3)若一定值電阻與燈泡串聯(lián),接在20 V的電壓上,燈泡能正常
發(fā)光,則串聯(lián)電阻的阻值為 Ω。
3.有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品,橫截面如圖所示.此金屬材料重約1~2 N,長(zhǎng)約為
積形狀不規(guī)則,無(wú)法直接測(cè)量,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量中空部分的截面積S0,現(xiàn)有如下器材可選:
A.毫米刻度尺
B.螺旋測(cè)微器
C.電流表(600 mA,1. 0Ω)
D.電流表(
E.電壓表(3 V,6 kΩ)
F.滑動(dòng)變阻器(2 kΩ,0.
G.滑動(dòng)變阻器(10 kΩ,
H.蓄電池(6 V,0.05Ω)
I.開(kāi)關(guān)一個(gè),帶夾子的導(dǎo)線若千.
(1)除待測(cè)金屬管線外,還應(yīng)選用的器材有 (只填代號(hào)字母).
(2)在圖中畫出你所設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖,并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路.
(3)實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有: ,計(jì)算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為S0=
。
4.有一待測(cè)的電阻器Rx,其阻值約在40~50Ω之間,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材有:
電壓表V(量程0~10 V,內(nèi)電阻約20 kΩ) ;
電流表A,(量程0~500 mA,內(nèi)電阻約20Ω);
電流表A,(量程0~300 mA,內(nèi)電阻約4Ω) ;
滑動(dòng)變阻器R,(最大阻值為10Ω,額定電流為
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為250Ω,額定電流為
直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)電阻約為0. 5Ω);
開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線.
實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化,并能多測(cè)出幾組電流、電壓值,以便畫出I-U圖線.
(1)電流表應(yīng)選用 .(2)滑動(dòng)變阻器選用 (選填器材代號(hào))). (3)請(qǐng)?jiān)谌鐖D甲所示的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并將圖乙中器材連成符合要求的電路.
5.在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,備有下列器材:
A.待測(cè)的干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1. 5 V,內(nèi)電阻小于1. 0Ω)
B.電流表G(滿偏電流3 mA,內(nèi)阻Rg=10Ω)
C.電流表A(0~0.
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω,
E.滑動(dòng)變阻器R2(0~200Ω,l A)
F.定值電阻R0 (990Ω)
G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒(méi)有電壓表,但給出了兩個(gè)電流表,于是他設(shè)計(jì)了如圖所示中甲的(a)、 (b)兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路,其中合理的是 圖所示的電路;在該電路中,為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (填寫器材前的字母代號(hào)).
(2)圖乙為該同學(xué)根據(jù)(1)中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I1―I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),則由圖線可以得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)
E= V,內(nèi)阻r= Ω。
6.某同學(xué)為了測(cè)電流表A的內(nèi)阻精確值,有如下器材:
電流表A1(量程300 mA,內(nèi)阻約為5Ω);
電流表A2(量程600 mA,內(nèi)阻約為1Ω) ;
電壓表V(量程15 V,內(nèi)阻約為3 kΩ) ;
定值電阻R0 (5Ω) ;
滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,額定電流為
滑動(dòng)變阻器R2(0~250Ω,額定電流為0.
電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻較。
導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干.
(1)要求電流表 A1的示數(shù)從零開(kāi)始變化,且多測(cè)幾組數(shù)據(jù),盡可能的減少誤差.在如圖所示線框內(nèi)畫出測(cè)量用的電路圖,并在圖中標(biāo)出所用儀器的代號(hào).
(2)若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算電流表A1的內(nèi)阻r1,則所用電流表A1的內(nèi)阻r1表達(dá)式為r1 = ;式中各符號(hào)的意義是 。
三.計(jì)算題:
1.如圖所示,距離為L(zhǎng)的兩塊平行金屬板A、B豎直固定在表面光滑的絕緣小車上,并與車內(nèi)電動(dòng)勢(shì)為U的電池兩極相連,金屬板B下開(kāi)有小孔,整個(gè)裝置質(zhì)量為M,靜止放在光滑水平面上,一個(gè)質(zhì)量為m帶正電q的小球以初速度v0沿垂直于金屬板的方向射入小孔,若小球始終未與A板相碰,且小球不影響金屬板間的電場(chǎng).
(1)當(dāng)小球在A、 B板之間運(yùn)動(dòng)時(shí),車和小球各做什么運(yùn)動(dòng)?加速度各是多少?
(2)假設(shè)小球經(jīng)過(guò)小孔時(shí)系統(tǒng)電勢(shì)能為零,則系統(tǒng)電勢(shì)能的最大值是多少?從小球剛進(jìn)入小孔,到系統(tǒng)電勢(shì)能最大時(shí),小車和小球相對(duì)于地面的位移各是多少?
2.如圖所示,在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),同時(shí)存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在這個(gè)電、磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置,桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán).已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,且mg<gE.現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放,設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬環(huán)所帶電荷量不變.
(1)試定性說(shuō)明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)情況;
(2)求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大加速度的大;
(3)求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小.
3.如圖所示,長(zhǎng)L=O.
(1)試通過(guò)計(jì)算判斷此滿偏的電表是哪個(gè)表;
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大;
(3)在金屬棒CD達(dá)到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后電阻R消耗的電能.
4.如圖所示,為某一裝置的俯視圖,PQ、MN為豎直放置的很長(zhǎng)的平行金屬薄板,兩板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下,金屬棒AB擱置在兩板上緣,并與兩板垂直良好接觸,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量大小為q,其重力不計(jì)的粒子,以初速度v0水平射入兩板間.問(wèn):
(1)金屬棒AB應(yīng)朝什么方向、以多大的速度運(yùn)動(dòng),可以使帶電粒子做勻速運(yùn)動(dòng)?
(2)若金屬棒運(yùn)動(dòng)突然停止,帶電粒子在磁場(chǎng)中繼續(xù)運(yùn)動(dòng),從這刻開(kāi)始位移第一次達(dá)到mv0/(qB)時(shí)的時(shí)間間隔是多少?(磁場(chǎng)足夠大)
5.如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立xOy直角坐標(biāo)系,Oy表示豎直向上的方向.已知該平面內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)有一個(gè)帶電量為2. 5×10
(1)指出小球帶何種電荷;
(2)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大。
(3)求小球從O點(diǎn)拋出到落回z軸的過(guò)程中電勢(shì)能的改變量.
6.在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一條與電場(chǎng)線平行的幾何線,如圖中虛線所示,幾何線上有兩個(gè)靜止的小球A和B(均可看做質(zhì)點(diǎn)),兩小球的質(zhì)量均為m,A球帶電荷量+Q,B球不帶電,開(kāi)始時(shí)兩球相距L,在電場(chǎng)力的作用下,A球開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng),并與B球發(fā)生對(duì)碰撞,碰撞中A、B兩球的總動(dòng)能無(wú)損失,設(shè)在各次碰撞過(guò)程中,A、B兩球間無(wú)電量轉(zhuǎn)移,且不考慮重力及兩球間的萬(wàn)有引力,問(wèn):
(1)A球經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與B球發(fā)生第一次碰撞?
(2)第一次碰撞后,A、B兩球的速度各為多大?
(3)試問(wèn)在以后A、B兩球有再次不斷地碰撞的時(shí)間嗎?如果相等,請(qǐng)計(jì)算該時(shí)間間隔T,如果不相等,請(qǐng)說(shuō)明理由.
7.如圖所示,在直角坐系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第Ⅳ象限中存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子(不計(jì)重力)在y軸上的A (0,3)以平行x軸的初速度v0=
8.如圖所示,在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條光滑固定的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),間距為L(zhǎng),其電阻不計(jì),導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直,ab、cd為兩根垂直于導(dǎo)軌水平放置的金屬棒,其接入回路中的電阻分別為R,質(zhì)量分別為m,與金屬導(dǎo)軌平行的水平細(xì)線一端固定,另一端與cd棒的中點(diǎn)連接,細(xì)線能承受的最大拉力為T,一開(kāi)始細(xì)線處于伸直狀態(tài),ab棒在平行導(dǎo)軌的水平拉力F的作用下以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),兩根金屬棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好且與導(dǎo)軌相垂直.
(1)求經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線被拉斷?
(2)若在細(xì)線被拉斷瞬間撤去拉力F,求兩根金屬棒之間距離增量△x的最大值是多少?
.
9.在某一真空空間內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系,從原點(diǎn)O處向第I象限發(fā)射一荷質(zhì)比 的帶正電的粒子(重力不計(jì)).速度大小v0=
(1)若在坐標(biāo)系y軸右側(cè)加有勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,在第I象限,磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向外;在第Ⅳ象限,磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向里;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1 T,如圖(a)所示,求粒子從O點(diǎn)射出后,第2次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)x1.
(2)若將上述磁場(chǎng)均改為如圖(b)所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在t=0到t=s時(shí),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外;在t=s到t=s時(shí),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里,此后該空間不存在磁場(chǎng),在t=0時(shí)刻,粒子仍從O點(diǎn)以與原來(lái)相同的速度v0射入,求粒子從O點(diǎn)射出后第2次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)x2.
10.如圖所示是示波器的示意圖,豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)L1=
(1)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極上,加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的最大偏轉(zhuǎn)電壓U不能超過(guò)多大?
(2)若在偏轉(zhuǎn)電極上加u=27.3sin 100t ( V)的交變電壓,在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀察到多長(zhǎng)的線段?
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
BD
C
D
D
AC
C
A
A
BCD
AC
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
D
CD
D
AD
A
C
C
C
B
A
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
A
D
AC
BC
ACD
A
D
AC
A
AD
二、實(shí)驗(yàn)題:
1、(1)0.520±0.002 (2) A1 R1 (3)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 (4)(1.1±0.1)×10-6
2、(1)24 (2)1 800 (3)4
3、(1)ABCEGHI (2)如圖所示(3)橫截面邊長(zhǎng)a、管線長(zhǎng)度l、電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I
4、(1 )A1 (2)R1 (3)電路圖如圖所示
5、(1 )b D或R1, (2) (1.48士0.02) 0.77(0.75~0.80)
6、(1)電路如圖所示:
(2 ) I1、I2分別為電流表示數(shù),R0是定值電阻大。
三、計(jì)算題:
1、解:(1)小球做勻減速運(yùn)動(dòng),,小車做勻加速運(yùn)動(dòng),.
(2)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大時(shí),小球相對(duì)小車靜止,設(shè)此時(shí)小車與小球的速度均為v,由動(dòng)量守恒,得,即。
則系統(tǒng)的最大電勢(shì)能為。
小球位移為,
小車位移為。
2、解:(1)金屬環(huán)在電場(chǎng)力和摩擦力的共同作用下由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng).隨著速度的增大,洛倫茲力從零逐漸增大,金屬環(huán)所受的摩擦力逐漸變大,合外力減。越饘侪h(huán)將做一個(gè)加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng).
(2)開(kāi)始時(shí)金屬環(huán)速度為零,所受的摩擦力為最小,此時(shí)
金屬環(huán)所受的合外力最大,根據(jù)牛頓第二定律,得金屬環(huán)的最大加速度.
(3)當(dāng)摩擦力時(shí),金屬環(huán)所受的合外力為零,金屬環(huán)達(dá)到最大速度,則此時(shí)所受的洛倫茲力為,方向垂直紙面向外.因此,桿對(duì)金屬環(huán)的彈力為,
當(dāng)金屬環(huán)達(dá)到最大速度時(shí)有,
解得。
3、解:(1)電壓表 (2)1. 0 T
(3)0.125
J(提示:達(dá)到最大速度時(shí)外力F與安培力平衡,由可得最大速度=
4、解:(1)棒AB向左運(yùn)動(dòng).以正電荷為例:受洛倫茲力方向,垂直 指向板MN,則電場(chǎng)方向垂直指向板PQ,據(jù)右手定則可知棒AB向左運(yùn)動(dòng).
,則。
(2) ,帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑。當(dāng)位移大小第一次達(dá)到時(shí),如圖所示帶電粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為600,其運(yùn)動(dòng)時(shí)間,則。
故帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期,運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
5、解:(1)小球帶負(fù)電.
(2)小球在y方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在x方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)Q 的坐標(biāo)為(1. 6,3.2),則
又。
(3)由可解得上升階段時(shí)間為,所以全過(guò)程時(shí)間為。
x方向發(fā)生的位移為。
由于電場(chǎng)力做正功,所以電勢(shì)能減少,設(shè)減少量為△E,代入數(shù)據(jù)得△E=qEx=1.6 J.
6、解:(1)A球在電場(chǎng)力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則解之得
(2 )A球與B球碰撞,動(dòng)量守恒,則
根據(jù)題意,總能量不損失,則
聯(lián)立解得
(3)取B球?yàn)閰⒖枷担珹、B碰撞后,A球以向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t后,速度減為零,同時(shí)與B球相距L,然后A球向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過(guò)時(shí)間t后,速度增為,與B球發(fā)生第二次碰撞,同理可證,每次總能量無(wú)損失的碰撞均為互換速度,則以后第三、四次碰撞情況可看成與第一、二次碰撞的情況重復(fù),以此類推可知A、B兩球不斷碰撞的時(shí)間間隔相等,均為T=2t=2
7、解:(1)若先運(yùn)動(dòng)到P再運(yùn)動(dòng)到Q.則,
則v=
由幾何關(guān)系得。
由得,方向垂直紙面向里.
(2)若先運(yùn)動(dòng)到Q再運(yùn)動(dòng)到P,則,
tan=,.
,垂直底面向外?
8、解:(1)ab棒以加速度a向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)細(xì)線斷時(shí),ab棒運(yùn)動(dòng)的速度為v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E= BLv,
回路中的感應(yīng)電流為I= E/2R,
cd棒受到的安培力為FB=BIL,
經(jīng)t時(shí)間細(xì)線被拉斷,得FB=T,v=at,
聯(lián)立解得t=2RT/(B
(2)細(xì)線斷后,ab棒做減速運(yùn)動(dòng),cd棒做加速運(yùn)動(dòng),兩棒之間的距離增大,當(dāng)兩棒達(dá)相同速度而穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí),兩棒之間的距離增量△x達(dá)到最大值,整個(gè)過(guò)程回路中磁通量的變化量為= BL△x,
由動(dòng)量守恒定律得mv=
回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為,
回路中電流的平均值I= El /2R,
對(duì)于cd棒,由動(dòng)量定理得BIL=m,
聯(lián)立解得
9、解:(1)粒子在x軸上方和下方的磁場(chǎng)中做半徑相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 (a)所示.設(shè)粒子的軌道半徑r,有
由幾何關(guān)系知粒子第二次經(jīng)過(guò)x軸的坐標(biāo) 為x1=2r=0.
(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T.則.
據(jù)題意,知粒子在t=0到t內(nèi)和在t到t時(shí)間內(nèi)在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓弧所對(duì)的圓心角均為,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)如圖 (b)所示。
由幾何關(guān)系得x2=6r=
10、解:(1) ,
由以上三式,解得
(2)偏轉(zhuǎn)電壓的最大值U1=27. 3 V,電子通過(guò)偏轉(zhuǎn)極板
后,在垂直極板方向上的最大偏轉(zhuǎn)距離,
設(shè)打在熒光屏上時(shí),亮點(diǎn)距的距離為,則,
熒光屏上亮線的長(zhǎng)度為,代入數(shù)據(jù),解得l=
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