电学综合试题.docx
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电学综合试题
电学试题一(附答案)
卷I(选择题共48分)
一、选择题(本题共12小题,每题4分,共48分。
)
1、(基本概念)关于电场和磁场,下列说法正确的是()
A、一段通电导线在磁场某处受的力等于零,则该处的磁感应强度一定等于零
B、线圈匝数越多,穿过闭合回路的磁通量也越大
C、电场中电势为零的地方,场强也一定为零
D、在静电场中,电场线越密的地方,电场强度越大
2、(交变电流图像)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知()
A、该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V
B、该交流电的频率为25Hz
C、该交流电的电压的有效值为100
D、若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50W
3、(电容器量间关系)传感器是一种采集信息的重要器件,如图所示,是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路.那么()
A、当F向上压膜片电极时,电容将减小
B、当F向上压膜片电极时,电容将增大
C、若电流计有示数,则压力F发生变化
D、若电流计有示数,则压力F不发生变化
4、(动态电路)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。
当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。
现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()
A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小
5、(楞次定律)在条形磁铁的中央位置的正上方固定一铜质圆环如图所示,以下判断中正确的是()
A、释放圆环,环下落时环的机械能守恒
B、释放圆环,环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大
C、给磁铁水平向右的初速度,磁铁滑出时做减速运动
D、给磁铁水平向右的初速度,圆环产生向左的运动趋势
6、(电势、场强、电场力做功特点)如图所示匀强电场E的区域内,在O点处放置一点电
荷+Q,a、b、c、d、e、f为以O点为球心的球面上的点,aecf平面与电场平行,bedf平面
与电场垂直,则下列说法中正确的是()
A、b、d两点的电场强度相同
B、a点的电势等于f点的电势
C、点电荷+q在球面上任意两点之间移动时,电场力
一定做功
D、将点电荷+q在球面上任意两点之间移动,从球面上a
点移动到c点的电势能变化量一定最大
7、(变压器特点)如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=180匝,交流电源的电压
电阻R=45Ω,电压表、电流表均为理想电表,则()
A、交流电的频率为50HzB、A1的示数约为0.13A
C、A2的示数约为1.1AD、V的示数为36V
8、(自感现象)如图所示的电路中,L是自感系数足够大的线圈,它的电阻可忽略不计,D1和D2是两个完全相同的灯泡,将电键K闭合,带灯泡亮度稳定后,再将电键K断开,则下列说法正确的是()
A、K闭合瞬间,两灯同时亮,以后D1熄灭,D2变亮
B、K断开时,两灯都亮一下再慢慢熄灭
C、K闭合瞬间,D1先亮,D2后亮,最后亮灯亮度一样
D、K断开时,D2立即熄灭,D1亮一下再慢慢熄灭
9、(感生电动势)一闭合线圈置于磁场中,若磁感应强度B随时间变化的规律如下图所示,则A、B、C、D四副图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图象是()
10、(场强、电势差计算)如图所示,长为L,倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中.一电荷量为+q,质量为m的小球,以初速度v0由斜面底端的M点沿斜面上滑,到达斜面顶端N的速度仍为v0则:
()
A、小球在N点的电势能小于在M点的电势能
B、M、N两点的电势差为mgL/q
C、电场强度等于mgtanθ/q
D、电强于度场等于mgsinθ/q
11、(洛仑兹力应用)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电。
让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。
已知磁场方向垂直纸面向里。
以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是()
12、(电磁感应中能量转化)两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可以忽略不计。
斜面处在一垂直于斜面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻可以忽略不计的金属棒ab,在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速向上滑动,并上升h高度,如图所示。
在这个过程中()
A、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B、作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R
上产生的焦耳热之和
C、恒力F与安培力的合力所做的功等于零
D、恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
卷II(非选择题共52分)
二、实验题(共12分)
13、(多用电表使用)(4分)一位同学使用多用表测电阻,它在实验中的主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×1”的欧姆档上;
②把表笔插入测试笔插孔中,先把两表笔相接触,旋转调零旋钮,使指针指在零欧姆处;
③把两表笔分别与待测电阻的两端相接,发现这时指针偏转较小;
④换用“×100”欧姆档测量,发现这时指针偏转适中,随即记下电阻数值;
⑤把表笔从测试笔插孔拔出后,把多用表放回桌上原处,实验完毕。
这个学生在测量时已注意到:
待测电阻与其他元件的电源断开,不用手碰表笔的金属杆。
这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方?
14、(电路设计性实验)(8分)某课题小组通过实验测量潍河水的电阻率。
现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计)、电压表(量程12V,内阻约为100Ω)、电流表(量程100µA,内阻约为50Ω)、滑动变阻器(0~10Ω,1A)、电池组(电动势12V,内阻不计)、开关、导线若干、直尺、待测的水样品。
如图a是他们用伏安法多次测量并计算出对应的水柱长度L与水柱电阻R描点画出的图像。
实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图b所示。
请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为cm;
(2)请在虚线框内画出测量水柱电阻的电路图;
(3)所测水的电阻率为Ω·m
三、计算题(本题有4小题,共40分,要求写出必要的文字分析说明)
15、(含电动机的电路功率计算)(8分)如图所示,是用直流电动机提升重物的装置示意图,电源电动势E=100V,内电阻r1=1
,电动机的线圈电阻r2=4
。
重物质量m=36kg,重物被电动机以v=0.5m/s的速度匀速提起,不计重物运动中所受的阻力,取g=10m/s2,求:
电路中的电流I和电源的输出功率P。
16、(远距离输电)(10分)小型发电机输出功率为50KW,输出电压为240V,用一台升压变压器使其升压,用户再用一台降压变压器降到所需要的220V电压,输电线总电阻30欧姆,损失电功率为总功率的6%,变压器是理想变压器。
(1)求这两台变压器原,副线圈的匝数比各是多少?
(2)画出送电电路示意图。
17、(电磁感应综合)(10分)如图所示,一根电阻为R=0.6Ω的导线弯成一个圆形线圈,圆半径r=1m,圆形线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平面B=0.5T的匀强磁场若线圈以初动能E0=0.5J沿x轴方向滑进磁场,当进入磁场0.5m时,线圈中产生电能为Ee=3J,求:
(1)此时线圈的运动速度;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压;
(3)此时线圈加速度的大小。
18、(带电粒子在复合场中的运动)(12分)如图所示,在真空中,半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为b,板长为2b,两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上.有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进人磁场,当从圆周上的O1点水平飞出磁场时,给M、N板加上如右边图所示电压u.当电压恰好变化一个周期时,粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出.不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力.
(1)求磁场的磁感应强度B的大小;
(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;
(3)若
时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射人M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.
参考答案
一、选择题(本题共12小题,每题4分,共48分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
BD
BC
B
AC
D
BD
AD
A
AC
A
AD
二、实验题(共12分)
13.有两处违反使用规则:
(1)选择开关从“×1”档拨到“×100”档时,必须重新调零;
(2)多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档。
习惯上应置于交流电压最高档,以免后者用欧姆档误测交流电压时烧坏电表。
14.①2.27
②采用电流表内接、滑动变阻器分压接法
③81
三、计算题(本题有4小题,共40分,要求写出必要的文字分析说明)
15、解析:
电源的输出功率:
P=UI
由闭合电路欧姆定律 E=U+Ir1 即 P=I(E-Ir1)
电动机的热功率:
P热=I2r2
电动机的输出机械功率:
P出=mgv 则:
P=mgv+I2r2
所以得:
I2(r2+r1)-IE+mgv=0代入数据化简,得:
I2-20I+36=0
所以I=2(A) (I=18A舍去)得P=196(W)
16、解析:
输电线损失的功率:
输送的电压:
升压变压器匝数比:
到用户所在地电压:
降压变压器匝数比:
送电电路简图如下图所示。
17、解析:
(1)由能量守恒定律有:
,解得:
(2)切割磁感线的有效长度
,
感应电动势
在磁场内的圆弧长度为线圈总长的
,故内电阻为
外电路电阻
,故
(3)
,则
18、解析:
(1)粒子自P点进入磁场,从O1点水平飞出磁场,运动的半径必为b,则
解得:
(2)粒子自O1点进入磁场,最后恰好从N板的边缘平行飞出,设运动时间为t,则
水平方向上2b=v0T解得:
T=2b/v0
竖直方向上解得
(3)当t=
粒子以速度v0沿O2O1射入电场时,则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场,且进入磁场的速度仍为v0,运动的轨道半径仍为b.
设进入磁场的点为Q,离开磁场的点为R,圆心为O3,如图所示,四边形OQO3R是菱形,故OR∥QO3.所以P、O、R三点共线,即POR为圆的直径.即PR间的距离为2b.
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- 电学 综合 试题