高考物理专项分类预热试卷8电磁学1

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高考物理专项分类预热试卷8电磁学1

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。
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