高考物理专项分类预热试卷8电磁学1 14页

电磁学第I卷（选择题）一、选择题1．某电场的电场线分布如图所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是（）A.A点的电场强度大于B点的电场强度，B点的电势低于A点的电势B.若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C.一个负电荷处于A点的电势能大于它处于B点的电势能D.若将一个正电荷由B点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动2．如图所示，一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为3:1，原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R，原线圈接220V的正弦交流电，副线圈n2回路中电阻两端的电压为U2，原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率之比均为k。则（）A.B.C.D.3．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平方向成θ角，极板间距为d，两极板M、N与一直流电源相连，且M板接电源正极，MN间电势差为U，现有一带电粒子以初速度v0进入并恰能沿图中所示水平直线从左向右通过电容器。若将电容器撤走，在该区域重新加上一个垂直于纸面的匀强磁场，使该粒子仍以原来初速度进入该区域后的运动轨迹不发生改变，则所加匀强磁场的磁感应强度方向和大小正确的是（）A.垂直于纸面向里,B.垂直于纸面向里, C.垂直于纸面向外,D.垂直于纸面向外,4．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，灯泡的额定功率为22W。现闭合开关，灯泡正常发光。则A.t＝0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B.交流发电机的转速为100r/sC.变压器原线圈中电流表示数为1AD.灯泡的额定电压为220V5．如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的时间和速率，下列正确的是()A.两板间距越大，则加速的时间越长，获得的速率越小B.两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率越小C.两板间距越小，则加速的时间越短，获得的速率不变D.两板间距越小，则加速的时间不变，获得的速率不变6．有一电子束焊接机，焊接机中的电场线如图中虚线所示。其中K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止开始在K、A之间被加速。不考虑电子重力，电子的质量为m,元电荷为e，则下列说法正确的是（） A.由K沿直线到A电势逐渐降低B.由K沿直线到A场强逐渐减小C.电子在由K沿直线运动到A的过程中电势能减小了eUD.电子由K沿直线运动到A的时间为7．如图所示，面积为S的N匝矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以角速度ω匀速转动，就可在线圈中产生正弦交流电，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（）A.线圈从图示位置转90°的过程磁通量的变化为NBSB.线圈转到中性面位置时产生的感应电动势为NBSωC.线圈转到图示位置时磁通量的变化率为BSωD.线圈从图示位置开始计时，感应电动势e随时间t变化的函数为e=NBSωsinωt8．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下面说法中正确的是()A.穿过线圈a的磁通量变大B.线圈a有收缩的趋势 C.线圈a对水平桌面的压力FN将增大D.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流第II卷（非选择题）二、实验题9．测量金属丝的电阻率，要先测出它的电阻（约为10），备用器材如下：A.电源，电动势3V左右。B.电流表，量程0-500mA,内阻。C.电流表，量程0-3A,内阻。D.电压表，量程0-3V,内阻约3K。E.电压表，量程0-15V,内阻约15K。F.阻值变化范围0-10，额定电流为0.3A的滑动变阻器H.开关S(1)为了准确测出电阻，电流表选________,电压表选__________.(2)画出测量电路图.10．某研究小组要测量电压表的内阻，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据，现提供如下器材。A．电压表：量程3V，内阻待测（约2000Ω）；B．电压表：量程6V，内阻；C．电压表：量程4V，内阻；D．电压表：量程0.5A，内阻；E．滑动变阻器：总电阻约50Ω；F．电源E：电动势15V，内阻很小G．电键一个（S），导线若干。 (1)请从所给器材中选出适当的器材，设计电路，在虚线方框中画出电路图；并标明所用器材的符号；(2)根据你所设计的电路图，写出测量电压表的内阻的表达式，即=_____________。式中各符号的物理意义是：___________________。11．如图1所示是一种常用的力传感器，它是利用金属电阻应变片将力的大小转换为电阻大小变化的传感器。常用的力传感器由金属梁和应变片组成，且力F越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为，为了准确地测量该阻值，设计了以下实验，实验原理图如图2所示。实验室提供以下器材：A.定值电阻（）B.滑动变阻器（阻值为，额定功率为）C.电流表（，内阻）D.电流表（，内阻约为）E.直流电源（电动势，内阻约为）F.直流电源（电动势，内阻约为）G.开关S及导线若干（1）当金属梁没有受到压力时，两应变片的电阻相等，通过两应变片的电流相等，则输出的电压差________（填“大于零”“小于零”或“等于零”）； （2）图2中①.②为电流表，其中电流表①选_______（填“”或“”），电源选___（填“”或“”）；（3）在供电电路中滑动变阻器有两种连接方式：一种是限流式，另一种是分压式，本实验应选择的方式为_____________；（4）在图3中，将原电路B.C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计的电路A、B、C端的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图3中正确连接电路；（5）结合上述实验步骤可以得出电阻的表达式为_______（两电流表的电流分别用、表示）。三、计算题12．一质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0沿两板中线水平射入匀强电场，如图所示。设两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L，且粒子不会击中极板，不考虑带电粒子所受到的重力。求：（1）粒子在电场中的加速度大小a；（2）粒子在电场中的飞行时间t；（3）粒子在竖直方向的位移大小y；13．如图所示，在x轴下方的区域内存在沿y轴正向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴上方存在以O为圆心、半径为R的半圆形匀强磁场（MN为直径），磁感应强度大小为B、方向垂直于xoy平面向外，y轴上的A点与O点的距离为d。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场，不计粒子的重力。（1）求粒子在磁场中运动的速度大小和轨道半径； （2）要使粒子进入磁场后从ON穿出磁场，求电场强度的最大值Em；（3）若电场强度大小为2Em，求粒子在磁场中运动的时间。14．如图，以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为B，线段是圆的一条直径，有一个质量为m、电荷量为+q的离子在纸面内从P点射入磁场，射入磁场时速度方向与的夹角为30°．重力不计．（1）若离子在点离开圆形磁场区域，求离子的速度大小v0；（2）现有大量该种离子，速率大小都是，在纸面内沿各个方向通过P点进入圆形磁场区域，试通过计算找出离子只能在圆周的哪一部分射出圆形区域（不计离子间相互作用）；（3）若在圆形区域左侧还存在一个以、为边界的条形区域磁场，磁感应强度大小与圆形区域内相同，两边界间距，且有，其中与圆形区域相切．研究（2）问中离子的运动，求“射出圆形区域时的位置”与P点相距最远的那些离子，它们从P点进入圆形区域直到离开条形区域所用的时间．参考答案1．C2．A 【解析】设原线圈电流为I，则根据可得：I2=1.5I；由题意可知，解得；设原线圈和副线圈电阻R上的电压分别为UR1、UR1，则即,又，解得UR2=60V；故选项A正确，BCD错误；故选A.3．C【解析】加电场时粒子沿直线运动，可知粒子受到竖直向下的重力和垂直极板向上的电场力，其合力方向水平向左，可知粒子带负电且；加磁场时，粒子受洛伦兹力方向竖直向上，由左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外，且，解得，故选项C正确，ABD错误；故选C.4．C【解析】t＝0.01s时刻感应电动势为零，故此时穿过线框回路的磁通量最大，选项A错误；交流电的频率，故交流发电机的转速为n=f=50r/s，选项B错误；变压器原线圈中电压有效值为22V，则根据I1U1=P=22W，解得I1=1A，即电流表示数为1A，选项C正确；变压器次级电压有效值为，则灯泡的额定电压为220V，选项D错误；故选C.5．C【解析】由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为，电子的加速度为，由此可见，两板间距离越小，加速度越大；电子在电场中一直做匀加速直线运动，由，所以电子加速的时间为，由此可见，两板间距离越小，加速时间越短，对于全程，由动能定理可得，，所以电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与加速电压U有关，故C正确，ABD错误。点睛：根据电子的运动的规律，列出方程来分析电子的加速度、运动的时间和速度分别与哪些物理量有关，根据关系式判断即可。6．C 点睛：本题只要抓住电场线的疏密表示场强的大小，电场力做正功时，电荷的电势能减少，动能增大，就能轻松解答。7．C【解析】A、线圈从图示位置转90°的过程磁通量的变化为，故选项A错误；B、线圈转到中性面位置时瞬时速度方向与磁场方向平行，该时刻产生的感应电动势为0，故选项B错误；C、根据法拉第电磁感应定律：，故磁通量的变化量为：，故选项C正确；D、线圈从图示位置开始计时，感应电动势e随时间t变化的函数为，故选项D错误。8．D【解析】当滑动触头P向上移动时电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，b线圈产生的磁场减弱，故穿过线圈a的磁通量变小，故A错误；根据微元法将线圈a无限分割根据左手定则不难判断出线圈a应有扩张的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向上滑动导致穿过线圈a的磁通量减小，故只有线圈面积增大时才能阻碍磁通量的减小，故线圈a应有扩张的趋势，故B错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看做两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a对水平桌面的压力将减小，故C错误；根据b中的电流方向和安培定则可知b产生的磁场方向向下穿过线圈a，根据楞次定律，a中的感应电流的磁场要阻碍原来磁场的减小，故a的感应电流的磁场方向也向下，根据安培定则可知线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针，故D正确。所以D正确，ABC错误。9．BD【解析】（1）电源电动势3V，故电压表选择D；电路可能的最大电流：，故电流表选择B;（2）电流表的内阻已知，故选用电流表内接电路；滑动变阻器与待测电阻阻值相当，故采用限流解法，电路如图； 10．U1表示电压表V1的电压，U2表示电压表V2的电压，r2表示电压表V2的内阻。【解析】（1）电压表V2的内阻已知，内阻和待测电压表相当，故可用电压表V2与待测电压表串联，然后滑动变阻器用分压电路；电路如图：（2）由欧姆定律：解得：；式中：U1表示电压表V1的电压，U2表示电压表V2的电压，r2表示电压表V2的内阻。11．（1）等于零（2）（3）分压式（4）如图所示：（5）（3）滑动变阻器的总阻值约为待测电阻的 ，用限流式时，电流变化范围太小，因此滑动变阻器接成分压式；（4）将原电路B、C间导线断开，A、B两端接全阻值，C端接在变阻器的滑动端，如图所示：（5）由电路图知，通过待测电阻的电流为，加在待测电阻两端的电压为，故待测电阻为。点睛：本题考查欧姆定律的应用和影响电阻大小的因素，关键知道影响电阻大小的因素是导体的材料、长度、横截面积和温度，难点是根据题目所给信息结合我们所学知识解题。12．（1）（2）（3）。【解析】试题分析：（1）因为所以加速度为（2）粒子在水平方向上做匀速直线运动（3）粒子在坚直方向上初速度为0做匀加速直线运动考点：带电粒子在电场中的偏转。13．（1），（2）（3）【解析】试题分析：（1）在电场中时，有得：在磁场中时洛伦兹力充当向心力，故有得： （2）轨迹如图所示，根据几何知识可得，，联立解得（3）得：可知粒子在磁场中运动轨迹为圆如图：由：得：考点：考查了带电粒子在组合场中的运动【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径14．（1）（2）在P左侧磁场圆1/6个圆弧内（3） 【解析】（2）将运动速度为代入，可得离子在磁场中运动的轨迹半径为如图，Q为离子离开圆形区域位置，则根据几何性质，故令Q0为P点左侧圆形区域边界上一点，且PQ0=R，则磁场圆只能在Q0与P之间的一段劣弧上射出圆形区域，，，在P左侧，磁场圆上1/6个圆弧内（3）如图，从Q0飞出圆形区域的离子即本问所说离子，在圆形区域中走过半圆，所以运动时间由几何关系得离子匀速直线运动路程匀速运动时间为 由几何关系得离子在条形磁场中：，可得则转过的圆心角为时间总时间考点：考查带电粒子在混合场中的运动；动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的运动．【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，熟练掌握圆周运动及平抛运动的基本公式。