電磁場與直流電路

電磁場與直流電路第Ⅰ卷（選擇題共40分）選擇題部分共10小題。每題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對的得4分，選錯或不答得0分，選對但不全的得2分。1．如圖所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關系圖象，直線B為電源b的路端電壓與電流的關系圖象，直線C為一電阻R兩端電壓與電流的關系圖象，將這個電阻分別接到a、b兩個電源上，由圖可知這兩次相比 ()A．R接到電源a上，電源效率較高B．R接到電源b上，電源輸出功率較大C．R接到電源a上，電源輸出功率較大，但效率較低D．R接到電源b上，電源內阻發(fā)熱功率較小2．每時每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，幸好地球磁場可以有效地改變這些宇宙射線中大多數(shù)射線粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有十分重要的意義。假設有一個帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來（如圖，地球由西向東轉，虛線表示地球自轉軸，上方為地理北極），在地球磁場的作用下，它將向什么方向偏轉？（） A．向東 B．向南 C．向西 D．向北3．等量異種點電荷的連線和中垂線如圖所示?，F(xiàn)將一個帶負電的檢驗電荷先從圖中a點沿直線移到b點，再從b點沿直線移到c點。則檢驗電荷在這全過程中（）A．所受的電場力方向不變B．所受的電場力的大小一直增大C．電勢能一直減小D．電勢能先不變后減小4．一帶電粒子在垂直于勻強磁場方向的平面內，在磁場力的作用下做圓周運動.要想確定帶電粒子電荷與質量之比，則下列說法中正確的是（）A．只需要知道磁感強度B和運動周期TB．只需要知道軌道半徑R和磁感強度BC．只需要知道軌道半徑R和運動速度vD．只需要知道運動速度v和磁感強度B5．在點電荷-Q的電場中的某位置，質子具有E0的動能即可逃逸此電場的束縛，那么α粒子要從該位置逃逸此電場的束縛，需要的動能至少為()A．E0/2B．2E0C．E0/4D．4E06．如圖所示，電路中電源的電動勢為E，內阻為r，A為電壓表，內阻為10kΩ，B為靜電計，兩個電容器的電容分別為C1和C2，下列說法正確的是()A．若C1=C2，則靜電計兩端電壓和電壓表的示數(shù)相等B．若C1＞C2，則電壓表兩端的電勢差大于靜電計兩端的電勢差C．不論C1、C2是否相等，電壓表兩端的電勢差均為零D．C1上帶電量為零7．如圖所示電路，總電壓U保持不變，滑動變阻器總電阻為2R，當滑動片位于變阻器中點O時，理想電流表A1、A2、A3、A4的示數(shù)相等，都等于I0，當滑動片向左移到O′點時 ()A．A1的示數(shù)大于I0B．A2的示數(shù)大于I0C．A3的示數(shù)大于I0D．A4的示數(shù)大于I08．如圖所示，場強為E的水平方向勻強電場中，有一質量為m、電量為＋q的微粒，在外力作用下，從A點豎直向上移至B點，且速度不變，若AB長為h，則這一過程中外力的大小和外力做的功為 （）A．mg，mghB．mg+qE，mghC．，mghD．，9．如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知 （）A．三個等勢面中，a的電勢最高B．帶電質點通過P點時電勢能較大C．帶電質點通過P點時的動能較大D．帶電質點通過P點時的加速度較大10．空間某一區(qū)域中只存在著勻強磁場和勻強電場，在這個區(qū)域內有一個帶電粒子（不計重力），關于電場和磁場的情況，下列敘述正確的是（） （A）如果電場與磁場方向相同或相反，則帶電粒子的動量方向一定改變（B）如果電場與磁場方向相同或相反，則帶電粒子的動能一定改變（C）如果帶電粒子的動量的方向保持不變，則電場與磁場方向一定互相垂直（D）如果帶電粒子的動能保持不變，則電場與磁場方向一定互相垂直第Ⅱ卷（非選擇題共110分）非選擇題部分共8小題，110分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11．（10分）為了研究一個“”小燈泡的伏安特性，現(xiàn)有4V蓄電池1只，電鍵1個，導線若干，其它可供選擇的器材如下： A．量程為0—3A，內阻為的電流表1只； B．量程為0—，內阻為Ω的電流表1只； C．量程為0—100mA，內阻為5Ω的電流表1只； D．量程為0—3V，內阻為10kΩ的電壓表1只； E．量程為0—15V，內阻為50k的電壓表1只； F．額定電流為1A，阻值為0—5Ω的滑動變阻器1只.（1）要正確完成這個實驗，電流表應選，電壓表應選（選填相應器材的代號）.（2）在虛線框內畫出實驗的電路原理圖.12．（10分）如圖甲所示的電路中S2為單刀雙擲開關，R1、R2為電阻箱，電流表G1、G2的量程相同?，F(xiàn)用該電路測量電流表G1的內電阻。（1）請根據(jù)電路圖在圖乙中連接實物電路。甲乙（2）正確連接電路后，某同學進行如下操作實驗：A．閉合開關S1，將單刀雙擲開關S2撥到位置1，調節(jié)R1使電流表G2指針指到某一位置，并記錄此讀數(shù)I；B．將單刀雙擲開關S2撥到位置2，調節(jié)R2和R1，使電流表G2指針仍指到原來的讀數(shù)I；此時R2的讀數(shù)即等于電流表G1的內電阻；C．斷開電源，整理好器材。請指出上述操作步驟中存在的遺漏或錯誤：① ；② 。13．(13分)如圖所示，兩平行光滑導軌相距為20cm，導軌所在平面與水平面的夾角θ=370，金屬棒MN的質量為10g，電阻R=8Ω，假設金屬棒與兩導軌間的最大靜摩擦力總為，勻強磁場磁感應強度B方向豎直向下，大小為，電源電動勢為10V，內阻r=1Ω．當電鍵S閉合時，MN處于平衡，求變阻器R1的可能取值。(g取10m/s2)14．(13分)如圖所示，電源電動勢ε=9V，內電阻r=Ω，電阻R1=Ω、R2=Ω、R3=Ω、R4=Ω，電容C=μF。當電鍵K由與a接觸到與b接觸，通過R3的電量是多少？15．(14分)如圖為電磁流量計的示意圖，在非磁性材料制成的圓管所在的區(qū)域加一磁感應強度為B的勻強磁場，當管中的導電液體向左流過圓管時，測出上下管壁的a、b兩點的電勢差為U，就可測得管中的液體的流量Q（單位時間內流過的液體的體積）．圖中a、b兩點哪點電勢較高？若管的直徑為d，試導出液體的流量Q的表達式．16．(16分)如圖所示，AB為一段光滑絕緣水平軌道，BCD為一段光滑的圓弧軌道，半徑為R，今有一質量為m、帶電為+q的絕緣小球，以速度v0從A點向B點運動，后又沿弧BC做圓周運動，由于v0較小，故到C點后難運動到最高點．如果當其運動至C點時，忽然在軌道區(qū)域加一勻強電場和勻強磁場，使其能運動到最高點時軌道對球的彈力為0，且貼著軌道做勻速圓周運動，求：（1）勻強電場的方向和強度；（2）磁場的方向和磁感應強度．17．(16分)1951年，物理學家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”，所謂“電子偶數(shù)”就是由一個負電子和一個正電子繞它們的質量中心旋轉形成的相對穩(wěn)定的系統(tǒng)，已知正、負電子的質量均為me，普朗克常數(shù)為h，靜電力常量為k，假設“電子偶數(shù)”中正、負電子繞它們質量中心做勻速圓周運動的軌道半徑r、運動速度v及電子的質量滿足量子化理論：2mevnrn=nh/(2π)，n=1,2……，“電子偶數(shù)”的能量為正負電子運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和，已知兩正負電子相距為L時的電勢能為Ep=-k，試求n=1時“電子偶數(shù)”的能量.18．（18分）如圖所示，質量為m、帶電量為q（正電）的小滑塊靜止于水平絕緣板上，與豎直擋板MN的水平距離為L，小滑塊與水平絕緣板間的滑動摩擦因數(shù)為μ．現(xiàn)加一方向水平向右的場強為E勻強電場和垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，小滑塊即開始向右運動．求：（1）小滑塊剛起動時的加速度？（2）當小滑塊在水平板上滑行速度為v時的加速度？（3）若小滑塊從靜止開始滑行距離d后脫離水平板向上飛升起來，并最后擊中擋板上的P點，P點的豎直高度為h，則小滑塊擊中P點時的速度多大？電磁場與直流電路參考答案第Ⅰ卷（選擇題共40分）1．CD2．A3．ABD4．A5．B6．CD7．BC8．C9．BD10．BD第Ⅱ卷（非選擇題共110分）11．（10分）（1）C、D（2）實驗電路圖如圖所示，變阻器應接成分壓器電路，電流表應采用外接法12．（10分）（1）如圖（2）①閉合開關S1前應將R1的阻值調到最大；②將單刀雙擲開關S2撥到位置2后，應保持R1的值不變，調節(jié)R2。13．(13分)Ω≤R1≤55Ω14．(13分)×10－5C15．(14分)⑴b端電勢高⑵Q=16．(16分)⑴E豎直向上，mg/q⑵B垂直于紙面向外，17．(16分)E1=-π2mek2e4／h218．（18分）（1）（2）（3）備用題：1．在如圖所示的電路中，當電鍵K閉合后，電流表A的示數(shù)為零，電壓表V1的示數(shù)為6伏，電壓表V2的示數(shù)為零．導線、電表、電鍵及各接線處均無問題，這說明斷路的是(A)A．電阻R1B．電阻R2C．電阻R3D．串聯(lián)電池阻2．關于電場強度和磁感應強度概念的比較，下列說法正確的是（AC）A．電荷在某處不受電場力作用，則該處電場強度為零B．一小段通電導線在某處不受磁場力作用，則該處磁感強度一定為零C．表征電場中某點的強度，是把一個檢驗電荷放到該點時，受到的電場力與檢驗電荷本身電量的比值D．表征磁場中某點強弱，是把一小段通電導線放在該點時受到的磁場力與該小段導線的長度和電流的乘積的比值3．如圖所示，一帶電物體a以一定的初速度從絕緣粗糙水平面上的P點向固定的帶電體b運動，b與a電性相同，當a向右移動s時，速度減為零，那么當a以同樣的初速度從P點向右的位移為s／2時，a的動能為(AD)A．大于初動能的一半B．等于初動能的一半C．小于初動能的一半D．動能的減少量等于電勢能的增加量與摩擦生熱之和4．某學生為了測定一物體的質量，找到一傳感器——力電轉換器．該轉換器的輸出電壓正比于受壓面所受的壓力（設比例系數(shù)用k表示），如圖所示．測量時先調節(jié)輸入端的電壓，使轉換器空載時輸出電壓為零；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U．現(xiàn)有下列器材：力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池（以上各1個）、電鍵及導線若干、待測物體（可置于力電轉換器的受壓面上）．請完成對該物體質量的測量．（1）（4分）設計一電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節(jié)范圍盡可能大；在方框內完成相應的測量電路圖；（2）（4分）簡要說明測量的步驟和相應的測量量（用有關常規(guī)字母表示）：；寫出比例系數(shù)k及待測物體質量m的表達式k=，m=.（3）（2分）請設想實驗中可能會出現(xiàn)的問題：．（寫出其中的一個即可）．答：（1）(4分)（2）(4分)A．調節(jié)變阻器，使電壓表讀數(shù)為零；B．將砝碼m0置于受壓面上，讀出此時電壓表的示數(shù)U1；C．將待測物體置于受壓面上，讀出此時電壓表的示數(shù)U2；k=；m=．（3）(2分)因電池太舊而無法使輸出電壓調至零；m0或m過大致使輸出電壓超過電壓表量程；5．（10分）在“把電流表改裝為電壓表的實驗”中，需要利用如圖所示的電路測定電流表的內阻，步驟如下：①接通S2，調節(jié)R1，使電流表指針偏轉到滿刻度；②再接通S1，調節(jié)R2，使電流表指針偏轉到滿刻度的一半；③讀出的阻值R2，即認為rg=R2.已知電流表滿偏電流為500μA，其內阻約在100Ω左右．實驗室配有的可變電阻有：A．電阻箱（0～10Ω）B．電阻箱（0～9999Ω）C．滑動變阻器（0～200Ω）D．滑動變阻器（0～20kΩ）（1）電路圖中R1應選______，R2應選_______．（2）若上述實驗中，讀得R2阻值為100Ω，則電流表內阻的測量值和真實值相比_______［填“偏大”或“偏小”］．（3）若將此電流表改裝成量程為2V的電壓表，應______聯(lián)一個阻值為______Ω的電阻．5答：.(1)D,B(2)