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电场电流磁场电感题
高三物理期末四章总复习提纲
一选择题
1.如图所示,在水平方向的匀强电场中,一绝缘细线的一端固定在O点,另一端系一带正电的小球,小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动,小球所受的电场力大小等于重力大小.比较a、b、c、d这四点,小球( )
A.在最高点a处的动能最小
B.在最低点c处的机械能最小
C.在水平直径右端b处的机械能最大
D.在水平直径左端d处的机械能最大
2.如图2所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况(电场线方向未标出)。
图中O点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,OM=ON。
下列说法中正确的是
A.O、M、N三点的电场强度方向不相同
B.O、M、N三点的电势相同,在一个等势面上
C.O、M、N三点的电场强度大小关系是EM=EN>EO
D.把另一自由电荷从M点静止释放,只在电场力作用下将沿MON做直线运动
3.如图所示,a、b是两个电荷量都为Q的正点电荷。
O是它们连线的中点,P、P′是它们连线中垂线上的两个点。
从P点由静止释放一个质子,质子将向P′运动。
不计质子重力。
则质子由P向P′运动的情况是
A.一直做加速运动,加速度一定是逐渐减小
B.一直做加速运动,加速度一定是逐渐增大
C.一直做加速运动,加速度可能是先增大后减小
D.先做加速运动,后做减速运动
4.如图,a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个梯形的四个顶点.电场线与梯形所在的平面平行.ab边长为cd边长的一半,已知a点的电势是3V,b点的电势是5V,c点的电势是7V.由此可知,d点的电势为( )
A.1VB.2V
C.3VD.4V
5.一个平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,两极板间有一正电荷(电荷量少)固定在P点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器两极板间的电压,Ep表示正电荷在P点的电势能.若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,那么( )
A.U变小,E不变
B.E变大,Ep变大
C.U变小,Ep不变
D.U不变,Ep不变
6.如图7-2-12所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )
A.R1接在电源上时,电源的效率高
B.R2接在电源上时,电源的效率高
C.R1接在电源上时,电源的输出功率大
D.电源的输出功率一样大
7.在如图7-2-13所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E、内阻为r.当R5的滑动触点向图中的a端移动时( )
A.电流表的读数变大,电压表的读数变小
B.通过R5的电流增大
C.R1中的热功率减小
D.电流表的读数变小,电压表的读数变小
8.有一小段通电导线,长0.01m,电流强度为5A,把它放入磁场中某一位置,受到的磁场力是0.1N,则该处磁感应强度B的大小为()
A.B=1TB.B=2TC.B≥2TD.B≤2T
9.关于洛伦兹力的理解,下列说法中正确的是()
A.洛伦兹力是运动电荷受到的磁场力,运动的电荷在磁场中必定受到洛伦兹力
B.洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向,可以不垂直于磁场方向
C.洛伦兹力的方向总是既垂直于运动电荷的速度方向,又垂直于磁场方向
D.洛伦兹力只能改变电荷的速度方向,对运动电荷不做功
10.如图8所示,在x>0、y>0空间存在一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B。
现把α粒子(
的原子核)和质子(
)在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁场,两粒子在磁场中运动轨迹如图中虚线所示,其中一个粒子由坐标原点垂直于x轴射出磁场,另一个粒子在y轴上的Q点垂直于y轴射出磁场。
以下关于上述过程的说法正确的是
A.从O点射出磁场的是α粒子,从Q点射出磁场的是质子
B.α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为1∶2
C.α粒子与质子在磁场中运动轨迹的长度相等
D.α粒子与质子在磁场中运动时间相等
11如图8所示,水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动。
现在使小球从稍低些的b点由静止释放,经过轨道端点P进入两板之间的场区。
关于小球和小球现在运动的情况以下判断中正确的是()
A.小球可能带负电
B.小球在电、磁场中运动的过程动能增大
C.小球在电、磁场中运动的过程电势能增大
D.小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变
12.如图9所示,电容器C两端接有单匝圆形线圈,线圈内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场。
已知圆的半径r=5cm,电容C=20μF,当磁场的磁感应强度以4×10-2T/s的变化率均匀增加时,则
A.电容器a板带正电,电荷量为2π×10-9C
B.电容器a板带负电,电荷量为2π×10-9C
C.电容器b板带正电,电荷量为4π×10-9C
D.电容器b板带负电,电荷量为4π×10-9C
13.如图所示,光滑绝缘水平面上有一个静止的小导体环,现在将一个条形磁铁从导体环的右上方较高处突然向下移动,则在此过程中,关于导体环的运动方向以及导体环中的电流方向,下列说法中正确的是
A.导体环向左运动;从上向下看,电流方向是顺时针方向
B.导体环向右运动;从上向下看,电流方向是顺时针方向
C.导体环向右运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向
D.导体环向左运动;从上向下看,电流方向是逆时针方向
14.如图9-2-29所示,两个相同的线圈从同一高度自由下落,途中在不同高度处通过两处高度d相同、磁感应强度B相等的匀强磁场区域后落到水平地面上,则两线圈着地时动能EKa、EKb的大小和运动时间ta、tb的长短关系是( )
A.EKa=EKb,ta=tb
B.EKa>EKb,ta>tb
C.EKa>EKb,ta<tb
D.EKa<EKb,ta<tb
15.如图所示线圈L的自感系数足够大,直流电阻为零,两灯D1、D2及电阻R的阻值相同.下述说法中正确的是()
A.K闭合的瞬间,两灯亮度一样
B.K闭合的瞬间,D1较亮,D2较暗
C.电路稳定后,两灯的亮度一样
D.K断开的瞬间,D2立即熄灭,D1亮一下后熄灭
二实验专题
1.通过实验,要描绘一个“2.5V,2W”小灯泡的伏安特性曲线,可供选择的仪器有:
A、量程为0~0.6安,内阻为0.2欧的电流表A1
B、量程为0~3安,内阻为5欧的电流表A2
C、量程为0~3伏,内阻为10千欧的电压表V1
D、量程为0~15伏,内阻为50千欧的电压表V2
E、最大值为20欧,额定电流为0.1安的滑动变阻器R1
F、最大值为1千欧,额定电流为0.1安的滑动变阻器R2
G、学生电源、导线、电键等
(1)电流表应选,电压表应选,滑动变阻器应选。
(填代号)
(2)画出实验电路图并连接实物图
2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图5所示,用米尺测量金属丝的长度L=0.810m。
金属丝的电阻大约为4Ω。
先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图5中读出金属丝的直径为mm.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:
电动势约4.5V,内阻很小;
电流表A1:
量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
图5
电流表A2:
量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
电压表V:
量程0~3V,内阻3kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值50Ω;
开关、导线等。
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是__,应该选用的滑动变阻器是_______。
(3)根据所选的器材,画出实验电路图并连接实物图:
3.在用电流表和伏特表测电池电动势和内电阻的实验中,
①请设计实验电路图并连接实物图:
②一位同学记录的6组数据见表,试根据这些数据在下图中画出U—I图线。
根据图线读出电池的电动势ε=________伏,根据图线求出内阻r=____________欧姆。
4.多用电表表面的示意图如右。
在正确操作的情况下:
⑴若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。
⑵若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。
⑶若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量是______,测量结果为___________。
⑷若选择开关的位置如黑箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的正确操作步骤应该依次为:
___________,____________,____________。
⑸全部测量结束后,应将选择开关拨到__________或者___________。
⑹无论用多用电表进行何种测量(限于直流),电流都应该从_____表笔经______插孔流入电表。
5.一毫安表头
满偏电流为9.90mA,内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表,其电路原理如图所示.图中
是量程为2A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
⑴完善下列实验步骤:
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,
使标准电流表读数为1A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会(填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为,同时毫安表指针满偏.
⑦在完成全部实验步骤后,电阻箱有效阻值的读数
为3.1Ω,由此可知毫安表头的内阻为.
6.某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时,实验台上摆有以下器材:
待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω)
一个阻值未知的电阻R0
电压表有两只(内阻很大,各有5V、15V两个量程)
电流表一只(内阻约为5Ω,量程500mA)
滑动变阻器A(0~20Ω,3A)
滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)
电键一个,导线若干。
该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值,设计了如图12-21所示的电路。
实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。
在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。
根据题中所给信息解答下列问题:
(1)在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________,滑动变阻器应选择_________(填器材代号“A”或“B”);
(2)在画图像时,用来计算电源电动势和内阻的图像的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示;用来计算定值电阻R0的图像的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。
(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)
(3)若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值________(填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值。
三计算题
1.如图所示,用长为l的绝缘细线悬挂一带电小球,小球质量为m。
现加一水平向右、场强为E的匀强电场,平衡时小球静止于A点,细线与竖直方向成θ角。
(1)求小球所带电荷量的大小;
(2)若将细线剪断,小球将在时间t内由A点运动到电场中的P点(图中未画出),求A、P两点间的距离;
(3)求时间t内小球电势能的变化。
2.如图14所示,ABCD表示竖直的放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点,而且
把一质量m=100g、带电q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动。
(g=10m/s2)求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)它到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球所能获得的最大动能是多少?
3.如图所示的匀强电场E=4v/m,水平向左,匀强磁场B=2T,垂直纸面向里,有m=1g带正电的小物块,从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑,它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动,在P点时恰好受力平衡,此时其速度与水平方向成45°角.设P与M的高度差为1.6m.(g=10m/s2)求:
(1)A沿壁下滑时摩擦力做的功.
(2)P与M两点的水平距离.
4.如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。
一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场。
不计粒子重力。
求
(1)电场强度大小E;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t。
5.如图所示,水平放置的平行金属板,长为L=120cm,两板之间的距离d=30cm,板间有图示方向的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=1.3×10-3T.两板之间的电压按图中所示的规律随时间变化(上板电势高为正).t=0时,某粒子以速度v=4×103m/s从两板(左端)正中央平行于金属板射入,已知粒子质量m=6.64×10-27kg,带电量q=3.2×10-19C.
试通过分析计算,看粒子能否穿越两块金属板间的空间,如不能穿越,粒子将打在金属板上什么地方?
如能穿越,则共花多少时间?
6.一个半径r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.0×10-2m-1。
如图19甲所示,圆环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直圆环所在平面向外,磁感应强度大小随时间变化情况如图19乙所示。
(1)分别求0~0.3s和0.3s~0.5s时间内圆环中感应电动势的大小;
(2)在图19丙中画出圆环中感应电流随时间变化的i-t图象(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期,标明纵坐标值);
(3)求0~10s内圆环中产生的焦耳热。
7.用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。
线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度仍为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′和bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。
某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。
若当地的重力加速度为g,求:
(1)线框通过磁场时的运动速度;
(2)开始释放时,MN与bb′之间的距离;
(3)线框在通过磁场的过程中所生的热。
8.如图所示,两根相距为L的金属轨道固定于水平面上,导轨电阻不计;一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ,棒与导轨的接触电阻不计。
导轨左端连有阻值为2R的电阻。
轨道平面上有n段竖直向下的宽度为a、间距为b的匀强磁场(a>b),磁感应强度为B。
金属棒初始位于OO’处,与第一段磁场相距2a。
求:
(1)若金属棒有向右的初速度v0,为使金属棒保持v0的速度一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力。
求金属棒不在磁场中受到的拉力F1和在磁场中受到的拉力F2的大小;
(2)在
(1)的情况下,求金属棒从OO’开始运动到刚离开第n段磁场过程中,拉力所做的功;
(3)若金属棒初速度为零,现对其施以水平向右的恒定拉力F,使棒进入各磁场的速度都相同,求金属棒从OO’开始运动到刚离开第n段磁场整个过程中导轨左端电阻上产生的热量。
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- 电场 电流 磁场 电感
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