电磁综合练习含答案.docx
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电磁综合练习含答案.docx
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电磁综合练习含答案
一、选择题:
在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1、.如图所示,两个带电小球A、B分别用细丝线悬吊在同一点O,静止后两小球在同一水平线上,丝线与竖直方向的夹角分别为α、β(α>β),关于两小球的质量m1、m2和带电量q1、q2,下列说法中正确的是
A.一定有m1
C.可能有m1=m2,q1=q2D.可能有m1>m2,q1=q2
2、一电池外电路断开时的路端电压为3V,接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V,则可以判定电池的电动势E和内阻r为( )
A.E=2.4V,r=1ΩB.E=3V,r=2Ω
C.E=2.4V,r=2ΩD.E=3V,r=1Ω
3.(2007全国Ⅰ,20)a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行.已知a点的电势为20V,b点的电势为24V,d点的电势为4V,由此可知c点的电势为()
A.4VB.8VC.12VD.24V
4.如图11-24所示,有a、b、c、d四个粒子,它们带同种等量电荷,速率关系为va 种离子从速度选择器射出,由此可以确定() A.射向P1的是a粒子 B.射向P2的是b粒子 C.射向A1的是c粒子 D.射向A2的是d粒子 5.如图12-32所示,边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘.现使线框以初速度v0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从开始进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流(以逆时针方向为正)的变化的是( ) 6.(2007海南物理,6)一平行板电容器中存在匀强电场,电场沿竖直方向.两个比荷(即粒子的电荷量与质量之比)不同的带正电的粒子a和b,从电容器边缘的P点(如图9-42)以相同的水平速度射入两平行板之间.测得a和b与电容器极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为1∶2.若不计重力,则a和b的比荷之比是() A.1∶2B.1∶8C.2∶1D.4∶1 7.如图所示,平行板电容器两极板处于水平位置,M板带正电,N板带负电并接地.一个带有少量正电荷的质点被固定在两板间的P点(由于该质点带电量很少,不影响平行板电容器间的电场).这时两极板间的电压为U,场强为E,质点具有的电势能为W.保持N极板的位置不变,而将M极板向下移到图中虚线所示的位置,则下列结论中正确的是 A.U变小,E不变B.E变大,W变大 C.U变小,W变大D.U不变,W不变 8.(2010·课标全国·19)电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图18所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为 A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 9.(2001北京、内蒙古、安徽卷2)初速为 的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图11-27所示,则() A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变 10、.如图所示,虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面.两个带电粒子M、N(重力忽略不计)以平行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示.已知M是带正电的带电粒子.则下列说法中正确的是 A.N一定也带正电 B.a点的电势高于b点的电势,a点的场强大于b点的场强 C.带电粒子N的动能减小电势能增大 D.带电粒子N的动能增大电势能减小 11、.如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。 许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。 不计重力,不计粒子间的相互影响。 下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中 。 哪个图是正确的? A.B.C.D. 12.如图所示,一个固定的超导体圆环P.在其右方固定一个条形磁铁.此时圆环内没有电流.把条形磁铁向右方移走时,由于电磁感应现象,在超导体圆环中将产生一个感应电流.关于这个电流的下列说法中正确的是 A.该电流方向如图中箭头方向所示,磁铁移走后,该电流很快消失 B.该电流方向如图中箭头方向所示,磁铁移走后,该电流将继续维持下去 C.该电流方向和图中箭头方向相反,磁铁移走后,该电流很快消失 D.该电流方向和图中箭头方向相反,磁铁移走后,该电流将继续维持下去 13.在水平桌面上,一个圆形金属框置于匀强磁场B1中,线框平面与磁场垂直,圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接,导轨上放置一根导体棒ab,导体棒与导轨接触良好,导体棒处于另一匀强磁场B2中,该磁场的磁感应强度恒定,方向垂直导轨平面向下,如图10甲所示。 磁感应强度B1随时间t的变化关系如图10乙所示。 0~1.0s内磁场方向垂直线框平面向下。 若导体棒始终保持静止,并设向右为静摩擦力的正方向,则导体棒所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图11中的() 14.竖直放置的弹簧振子,当振子运动到平衡位置时 A.振子的重力势能最小B.弹簧的弹性势能最小 C.振子的机械能最小D.振子的重力势能和弹簧的弹性势能的和最小 15.声波属于机械波。 下列有关声波的描述中正确的是 A.同一列声波在各种介质中的波长是相同的 B.声波的频率越高,它在空气中传播的速度越快 C.声波可以绕过障碍物传播,即它可以发生衍射 D.人能辨别不同乐器同时发生的声音,证明声波不会发生干涉 16.如图所示,匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向水平。 两个带电液滴恰好能在电磁场中,沿竖直面做匀速圆周运动,则 A.它们的运动周期必然不相等 B.若它们的速率相等,则它们的轨迹半径必然相等 C.若它们的动量大小相等,则它们的轨迹半径必然相等 D.若它们的动能不等,则它们的运动周期必然不等 二、实验: 把答案填在答题纸相应的位置。 1.分别用如图1所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值.图甲中两表的示数分别为3V、4mA,图乙中两表的示数分别为4V、3.9mA,则待测电阻Rx的真实值为( ) 图1 A.略小于1kΩB.略小于750Ω C.略大于1kΩD.略大于750Ω 答案 D 2.用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图2所示,此示数为 ________mm.用游标为50分度的卡尺(测量值可准确到0.02mm) 测定某圆柱的直径时,卡尺上的示数如图3所示,可读出圆柱的图2 直径为________mm. 图3 答案 8.116 42.12 解析 螺旋测微器读数时,首先要明确其精确度为0.01mm,读取固定刻度上的数值时,要看半毫米刻度线是否露出;游标卡尺读数时应注意精确度、单位,读法为主尺读数加游标尺读数. 螺旋测微器读数为(8+11.6×0.01)mm=8.116mm. 游标卡尺读数为(42+6×0.02)mm=42.12mm. 3.如图4所示为一正在测量中的多用电表表盘. 图4 (1)如果是用×10Ω挡测量电阻,则读数为________Ω. (2)如果是用直流10mA挡测量电流,则读数为______mA. (3)如果是用直流5V挡测量电压,则读数为________V. 答案 (1)60 (2)7.2 (3)3.57 解析 用欧姆挡测量时,用最上面一排数据读数,读数为6×10Ω=60Ω;用直流电流挡测量时,读取中间的三排数据的最底下一排数据,读数为7.2mA;用直流电压挡测量时,读取中间的三排数据的中间一排数据较好,读数为35.7×0.1V=3.57V. 4. 在利用单摆测定重力加速度的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到g=4π2l/T2.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图象,就可以求出当地的重力加速度.理论上T2-l图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图所示. (1)造成图象不过坐标原点的原因是________; (2)由图象求出的重力加速度g=______m/s2.(取π2=9.87) 解析: (1)由单摆周期公式T=2π 得T2=4π2 5.现有一特殊电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为40Ω,已知该 电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻, 某同学利用如图3所示的电路进行实验,图中电流表的内阻RA已经测图3 出,阻值为5Ω,R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R0为定值电阻,对电路起保护作用. (1)实验室备有的定值电阻R0共有以下几种规格. A.10ΩB.50ΩC.150ΩD.500Ω 本实验选用哪一种规格的定值电阻最好? ________. (2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了如图4所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω. 图4 答案 (1)C (2)10 45 解析 (1)当R=0时,应该有R0+r+RA≥ Ω,即R0≥135Ω时,可保证电路中电流不超过最大允许电流,R0应该选择C. (2)由E=I(r+R0+RA+R),得 = (R+R0)+ (r+RA),结合图象可得 (r+RA)=5A-1,斜率 = V-1,解得E=10V,r=45Ω. 6.(2012·天津理综·9(3))某同学在进行扩大电流表量程的实验时, 需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电 流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的 电路,如图5所示.已知G1的量程略大于G2的量程,图中 R1为滑动变阻器,R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.图5 ①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号); A.合上开关S2 B.分别将R1和R2的阻值调至最大 C.记下R2的最终示数 D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终示数为r E.合上开关S1 F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数 ②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”); ③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出需在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=________. 答案 ①BEFADC ②相等 ③ 解析 ①开关闭合前应使回路中的总电阻值最大,实验时,先闭合S1,调整R1使G2满偏,测出G2的满偏电流,然后利用半偏法(比较法)测出G2的电阻.故合理的顺序依次为BEFADC. ②根据串、并联电路的特点,R2、G2两端的电压相等,即 rg= r,所以rg=r,即测量值与真实值相等. ③改装表的原理图如图所示, 则I1r=(I-I1)RS 所以分流电阻RS= . 7.某同学在探究规格为“6V、3W”的小电珠伏安特性曲线实验中: ①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至________挡进行测量.(填选项前的字母) A.直流电压10VB.直流电流5mA C.欧姆×100D.欧姆×1 实图8-3 ②该同学采用实图8-3所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,为电压表(量程6V,电阻20kΩ), 为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关. Ⅰ.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最________端;(填“左”或“右”) 实图8-4 Ⅱ.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是________点至________点的导线没有连接好;(实图8-4中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“____2____点至____3____点”的导线) Ⅲ.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图748所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而________.(填“不变”、“增大”或“减小”) 解析 ①因小电珠正常发光时的电阻R= = Ω=12Ω,小电珠未接入电路的电阻要比正常发光时小得多(因温度的影响),故用多用电表测未接入电路的小电珠的电阻,应选D. ②Ⅰ.在实验时,闭合开关前,应使用电器的电压、电流为最小值,故应使滑片P置于最左端. Ⅱ.若1点到5点未接好,则电路成为滑动变阻器的限流式电路. Ⅲ.在IU图象中的每一点与O点的连线的斜率逐渐减小,即电阻的倒数减小,所以电阻增大. 答案 ①D ②Ⅰ.左 Ⅱ.1 5(或5 1) Ⅲ.增大 三、计算题: 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。 只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 把答案填在答题纸相应的位置。 1.(7分)如图14所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直遇导轨所在平面的匀强磁场。 金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。 现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。 导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。 已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,求: (1)通过导体棒的电流; (2)导体棒受到的安培力大小; (3)导体棒受到的摩擦力。 2.(7分)两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.60m,磁感应强度为0.5OT的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图13所示.在ab棒上施加水平拉力F使其以1Om/s的水平速度向右匀速运动.设金属导轨足够长.求: ⑴金属棒ab两端的电压. ⑵拉力F的大小. ⑶电阻R上消耗的电功率. 3.如图9-56所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场.一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中.管的水平部分长为 1=0.2m,管的水平部分离水平地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为 2=0.1m.一带正电的小球从管口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半.(g=10m/s2)求: (1)小球运动到管口B时的速度vB的大小; (2)小球着地点与管口B的水平距离s. 94如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。 一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y= 处的P3点。 不计重力。 求: ⑴电场强度的大小。 ⑵粒子到达P2时速度的大小和方向。 ⑶磁感应强度的大小。 9.⑴ ⑵ ,45º⑶ 1 5.相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图9-3-10(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑,cd棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上,大小按图9-3-10(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放. 图9-3-10 (1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小; (2)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热. 解析 (1)经过时间t,金属棒ab的速率v=at 此时,回路中的感应电流为I= = 对金属棒ab,由牛顿第二定律得 F-BIL-m1g=m1a 由以上各式整理得: F=m1a+m1g+ at 在图线上取两点: t1=0,F1=11N;t2=2s,F2=14.6N 代入上式得a=1m/s2 B=1.2T (2)在2s末金属棒ab的速率vt=at=2m/s 所发生的位移 s= at2=2m 由动能定理得WF-m1gs-W安= m1v 又Q=W安,联立以上方程,解得 Q=WF-m1gs- m1v =(40-1×10×2- ×1×22)J=18J 答案 (1)1.2T 1m/s2 (2)18J
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