高中物理44电磁波家族试题.docx

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高中物理44电磁波家族试题

高中物理4.4电磁波家族试题2019.09

1,家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是（）

A．通电后其功率先增大后减小

B．通电后其功率先减小后增大

C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1至t2的某一值不变

D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变

2,一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示．由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．

有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．试根据图线分析：

（1）为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？

（2）通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在T_____

3,如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。

实验表明，当磁场不太强时电势差U，电流I和B的关系为U=k

，式中的比例系数k称为霍尔系数。

霍尔效应可解释如下：

外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。

设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：

（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势下侧面Ａ的电势（填高于、低于或等于）。

（2）电子所受的洛伦兹力的大小为。

（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为．

（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k=

，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。

4,磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为

．式中B是磁感应强度，

是磁导率，在空气中

为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B，一学生用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离

，并测出拉力F，如图所示．因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B与F、A之间的关系为B=_______

5,如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往Rt上擦一些酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________（填“左”或“右”）移动。

6,如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（）

A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大

C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱

7,如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）

A．电压表的示数增大B．R2中电流减小

C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大

8,如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。

求：

（1）托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离xl．

（2）托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2．

（3）在托盘上未放物体时通常先核准零点，其方法是：

调节P2，使P2离A的距离也为xl，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．

9,如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆档”，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”移动）；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”移动）．

【特别提示】

（1）热敏电阻的阻值随温度的变化而变化．阻值随温度的升高而增大的我们称之为正温度系数热敏电阻（PTC）．阻值随温度的升高而减小的我们称之为负温度系数热敏电阻（NTC）．

（2）欧姆表的表盘刻度最右侧为0Ω，最左侧为最大值．

10,无线广播的中波段波长的范围是187m～560m，为了避免临近电台的干扰，两个电台的频率范围至少相差

Hz，则在此波段中最多容纳的电台数约为多少？

11,一个LC振荡电路能与波长为

的电磁波发生谐振，为了使它能与波长为3

的电磁波发生谐振，保持电容不变，线圈的自感系数应是原来的（）

A、9倍　　B、

倍　　C、

倍　　D、

倍

12,如图是LC振荡电路中产生的振荡电流，该电路中电感为

H．求振荡电路在真空中激发的电磁波波长及振荡电路中电容器的电容．

13,如图所示，是一种测定角度变化的传感器，当彼此绝缘的金属构成的动片和定片之间的角度0发生变化时，试分析传感器是如何将这种变化转化为电学量的？

14,根据安培假设的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该

A．带负电B．带正电C．不带电D．无法确定

15,两平行直导线有方向相反的电流，导线把空间分成a、b、c三个区域，如题图所示，则合磁场为零的区域：

①只可能出现在b区；

②可能同时出现在a，c区；

③只可能出现在a，c区中的一个区域；

④有可能无合磁场为零的区域；

A．①B．②④C．③D．③④

16,垂直纸面放置的两根长直导线a和b，它们位置固定并通有相等的电流I；在a、b沿纸面的连线的中垂线上放有另一直导线c，c可以自由运动。

当c中通以电流I1时，如题图所示，c并未发生运动，则可判定a、b中的电流方向：

A．方向相同都向里；

B．方向相同都向外；

C．相反；

D．只要a、b中有电流，c就不可能静止；

17,如题图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点是运动的最低点，则以下说法中所有正确的选项应是：

①液滴一定带负电；

②液滴在C点时动能最大；

③液滴受摩擦力不计则机械能守恒；

④液滴在C点机械能最小。

A．①②B．②④C．①②④D．③

18,关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是：

A．磁感线从磁体的N极出发，终止于S极；

B．磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向；

C．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱；

D．在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小；

19,如题图所示，有绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐振动，则：

①当小球每次通过平衡位置时，动能相同；

④当小球每次通过平衡位置时，动量相同；

③当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同；

④撤消磁场后，小球摆动周期不变。

A．①④B．①②C．②④D．②③

20,如题图所示，一个质子和一个α粒子垂直于磁场方向从同一点射入一个匀强磁场，若它们在磁场中的运动轨迹是重合的，则它们

A．在磁场中运动的过程中：

B．磁场对它们的冲量为零；

C．磁场对它们的冲量相等；

D．磁场对质子的冲量是对α粒子冲量的2倍；

试题答案

1,A、C

解析：

根据PTC元件的电阻率随温度变化的曲线，可知在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小，温度保持在在t1至t2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题正确答案为A、C。

2,

（1）冷态时PTC电阻很小，电功率很大，所以升温很快

（2）67

3,解析：

霍尔效应对学生来说是课本里没有出现过的一个新知识，但试题给出了霍尔效应的解释，要求学生在理解的基础上，调动所学知识解决问题，这实际上是对学生学习潜能的测试，具有较好的信度和效度。

（1）首先分析电流通过导体板时的微观物理过程。

由于导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，电流是电子的定向运动形成的，电流方向从左到右，电子运动的方向从右到左。

根据左手定则可判断电子受到的洛仑兹力的方向向上，电子向A板聚集，A¹板出现多余的正电荷，所以A板电势低于A¹板电势，应填“低于”。

（2）电子所受洛仑兹力的大小为

（3）横向电场可认为是匀强电场，电场强度

，电子所受电场力的大小为

（4）电子受到横向静电力与洛伦兹力的作用，由两力平衡有

e

＝evB可得Ｕ＝hvB

通过导体的电流强度微观表达式为

由题目给出的霍尔效应公式

，有

得

4,简析：

在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离

的过程中，拉力F可认为不变，因此，F所做的功

．

以w表示间隙中磁场的能量密度，则间隙中磁场的能量

．

由题给条件得

．故

因为F所做的功等于间隙中磁场的能量，即W=E，故有

解得

5,左右

分析：

若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，所以电流减少，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻Rt温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏．

6,C

分析：

R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，其余各项均错．

7,ABC

当光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A项正确，D项错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大．

8,分析：

托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀的滑线电阻，则其阻值与长度成正比．

解：

（1）由力的平衡知识知：

解得

（2）放上重物重新平衡后，

解得

（3）由闭合电路欧姆定律知E=IR

由部分电路欧姆定律：

U=IRx

由

，其中x为P1、P2间的距离，Rx为P1、P2间的电阻，则

联立解得

9,

（1）热敏电阻的阻值随温度的变化而变化．阻值随温度的升高而增大的我们称之为正温度系数热敏电阻（PTC）．阻值随温度的升高而减小的我们称之为负温度系数热敏电阻（NTC）．

（2）欧姆表的表盘刻度最右侧为0Ω，最左侧为最大值．

10,解：

11,A

由于电磁波谐振条件是频率（周期）相同，即

中LC相同即可．

而电磁波频率可通过光速

算出：

，

若波长变为3

，则：

由于电容：

，则：

12,根据：

得：

电容

而由光速解得：

13,夹角θ的变化，引起电容器的变化，若电容器始终与电源相接，即电压一定时，电容器在角度θ变化时，就会充或放电，产生电流，这样就将这种变化转化为电学量。

14,A

15,D

16,C

17,C

18,D

19,A

20,D