高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí) 41-45

高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí)41-45

高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí)41

一、選擇題

1.為測定某一電池的電動勢和內(nèi)電阻，下面幾組器材中，能完

成實驗的是（）

A.一只電流表、一只電壓表、一只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線

B.一只電流表、兩只變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線

C.一只電流表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線

D.一只電壓表、一只電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線

［答案］ACD

［解析］只有電流表和滑動變阻器是不能求出E、r.

2.下面給出多種用伏安法測電池電動勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理方

法，其中既能減小偶然誤差，又直觀、簡便的方法是（）

A.測出兩組/、U的數(shù)據(jù)，代入方程組￡=■+//和￡=S+

I2r,求出E、r

B.多測幾組/、U的數(shù)據(jù)，求出幾組￡、r,最后分別求出其平

均值

C.測出多組/、U的數(shù)據(jù)，畫出〃一/圖象，再根據(jù)圖象求出E、

D.測出多組/、U的數(shù)據(jù)，分別求出1和U的平均值，用電壓

表測出斷路時的路端電壓即為電動勢E,再用閉合電路歐姆定律求出

內(nèi)電阻r

［答案］C

［解析］測出多組/、U的數(shù)據(jù)，畫出U—/圖象可消除某次測量

不準造成的偶然誤差，選C.

3.（2011?東北三校模擬）關(guān)于多用電表的使用，下列操作正確的

是.

A.測電壓時，應(yīng)按圖甲連接方式測量

B.測電流時，應(yīng)按圖乙連接方式測量

C.測電阻時，應(yīng)按圖丙連接方式測量

D.測二極管的正向電阻時，應(yīng)按圖丁連接方式測量

［答案］BD

［解析］測電壓時，紅表筆應(yīng)接電勢高的點，黑表筆應(yīng)接電勢低

的點，所以A錯，同理B對；測電阻時，應(yīng)將電阻從電路中斷開，

C錯；由于黑表筆接的是內(nèi)部電源的正極，所以測二極管的正向電阻

時，黑表筆應(yīng)接二極管的正極，應(yīng)按圖丁連接方式測量，D正確.

4.如圖所示的電路測量電池電動勢和內(nèi)電阻時，若有兩只電壓表

V1>V2量程相同，內(nèi)阻分別為&1、RV2,且Rvi>Rv2；兩只電流表

Al、A2量程相同，內(nèi)阻分別為&1、RA2,且KAI>RA2在實驗中，為

了使￡、r的測量值更精確一些，選擇的電表可以是（）

A.Vi與AiB.Vi與A2

C.V2與AiD.V2與A?

［答案］AB

［解析］本實驗的系統(tǒng)誤差主要來源于電壓表內(nèi)阻對電路的影

響，電壓表內(nèi)阻越大，電流表所測電流越接近于干路中的電流的真實

值，所測電池的內(nèi)阻也越接近電池內(nèi)阻的真實值，故電壓表選用內(nèi)阻

大的好，而電流表內(nèi)阻對本實驗無影響，因為電流表內(nèi)阻與星是串

聯(lián)，不需知道A與&的值，故電流表選用哪一個都可以.故選A、

B.

二、非選擇題

5.（2011?南昌模擬）如圖（甲）所示，用螺旋測微器測得某金屬絲

的直徑d=mm,如圖（乙）所示，用多用電表的“XI”歐姆

擋，調(diào)零后測得某電阻的阻值尺=Q.

圖甲

［答案］0.7308

［解析］①螺旋測微器的示數(shù)=固定刻度+可動刻度X0.01

mm,圖（甲）中螺旋測微器的固定刻度為0.5mm,可動刻度為23.0,

所以圖（甲）中螺旋測微器讀數(shù)為0.730mm；（0.728?0.732mm均對）；

②歐姆表讀數(shù)=示數(shù)X歐姆擋位，圖（乙）中歐姆表示數(shù)是8,由于歐

姆表用的是“XI”歐姆擋，故電阻讀數(shù)為80.

6.（20H?荊州模擬）用多用電表研究熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)

系.

（1）應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于擋（選填“電壓”、

“電流”、“歐姆”）;

（2）多用電表使用時，將紅表筆插入接線孔（選填“+”

或“一”）;

（3）正確選擇多用電表的擋位后，將一熱敏電阻接在多用電表兩

表筆上，把熱敏電阻放入盛有溫度為100攝氏度熱水的杯子中，表針

的偏角為〃；若將杯子中加入冷水，發(fā)現(xiàn)表針的偏角減小，這說明熱

敏電阻的阻值隨溫度降低而（選填“增大”、“減小”或

“不變”）；

（4）多用電表使用后，應(yīng)將選擇開關(guān)置于擋（選填”電

流”、“直流電壓”、“歐姆”、”交流電壓最高”）.

［答案］（1）歐姆⑵+（3）增大（4）交流電壓最高

［解析］用多用電表研究熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系實質(zhì)是

測量不同溫度下熱敏電阻的阻值，所以應(yīng)將多用電表的選擇開關(guān)置于

歐姆擋；多用電表使用時，將紅表筆插入“+”接線孔，黑表筆插入

“一”接線孔；由多用電表原理可知，表針的偏角越大，通過電表的

電流越大，待測電阻的阻值越小.將杯子中加入冷水，發(fā)現(xiàn)表針的偏

角減小，這說明熱敏電阻的阻值增大，熱敏電阻的阻值隨溫度降低而

增大；多用電表使用后，應(yīng)將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或OFF

擋.

7.（2011?四川）為測量一電源的電動勢及內(nèi)阻

⑴在下列三個電壓表中選一個改裝成量程為9V的電壓表

A.量程為IV、內(nèi)阻大約為Ik。的電壓表⑨

B.量程為2V、內(nèi)阻大約為2ko的電壓表?

C.量程為3V、內(nèi)阻為3k。的電壓表?

選擇電壓表串聯(lián)k。的電阻可以改裝成量程為

9V的電壓表.

(2)利用一個電阻箱、一只開關(guān)、若干導(dǎo)線和改裝好的電壓表(此

表用符號⑨、可或?與一個電阻串聯(lián)來表示，且可視為理想電壓

表)，在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動勢及內(nèi)阻的實驗原理電路圖.

(3)根據(jù)以上實驗原理電路圖進行實驗，讀出電壓表示數(shù)為1.50V

時、電阻箱的阻值為15.0。；電壓表示數(shù)為2.00V時，電阻箱的阻值

為40.0。，則電源的電動勢后=V、內(nèi)阻r=Q.

［答案］(1)6)或C6

(2)如圖所示

(3)7.510

［解析］考查電壓表的改裝、電表的選擇.考查學(xué)生實驗原理的

分析、靈活處理實際問題的能力.電壓表的改裝，需已知待改裝電表

的內(nèi)阻，故電壓表選擇⑨；電壓表滿偏時，串聯(lián)電阻兩端電壓為6V,

根據(jù)串聯(lián)分壓原理，串聯(lián)電阻應(yīng)為待改裝電表內(nèi)阻的2倍，即6k。,

改裝后電壓表所測電壓為其示數(shù)的3倍，由閉合電路歐姆定律可知，

E=U+*,代入已知數(shù)據(jù)解得：E=7.5V,r=10Q.

8.（2011?江西九校模擬）聽說水果也能做電池，某興趣小組的同

學(xué)用一個檸檬做成電池，他們猜想水果電池的內(nèi)阻可能較大，于是設(shè)

計了一個如圖所示的電路來測定該檸檬電池的電動勢和內(nèi)阻.實驗中

他們多次改變電阻箱的電阻值，記錄下電阻箱的阻值及相應(yīng)的電流表

示數(shù)，并算出電流的倒數(shù)，將數(shù)據(jù)填在如下的表格中.

外電阻砥。）電流/

(mA)電流倒數(shù)/mA-1）

90000.050219.92

80000.052818.93

60000.059416.84

50000.063315.80

40000.068014.71

(1)利用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小實驗誤差.在討論作圖方案時,

甲同學(xué)認為應(yīng)作￡一/圖，而乙同學(xué)認為應(yīng)該作/?一：圖，你認為哪個

同學(xué)的想法更科學(xué)？(填“甲”或“乙”)，其簡單理由是：

(2)按照⑴中你選擇的方案，在給出的坐標紙上作出圖象.

(3)利用你作出的圖象，可求出該檸檬電池的電動勢為

V,內(nèi)阻為Q.

［答案］(1)乙畫出的￡一；圖線是一條直線，容易求出電池的

電動勢和內(nèi)阻

(2)如圖所示

(3)0.9(0.75?1.2均可)10500(9000?11000均可)

［解析］(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：￡=/(K+r),整理得：

p

R=J-r,畫出尺一1押象是一條直線，斜率表示電源的電動勢，縱

軸截距為電源的內(nèi)阻.

(2)在縱橫坐標上選擇合適的標度，用描跡法畫出區(qū)一：圖象，圖

象如圖所示.

⑶圖象與縱軸的截距大小表示電源內(nèi)阻，從圖象可看出電源內(nèi)

(4.5-0)X103_

阻r=10500。，圖象斜率表示電源的電動勢E=(15-10)X103V=

0.90V.

9.（2011?長沙模擬）如圖甲所示為一黑箱裝置，盒內(nèi)有由兩節(jié)干

電池和幾個電阻等元件組成的電路，。、b為黑箱的兩個輸出端，?

端連接盒內(nèi)電池的正極.

⑴為了探測黑箱，某同學(xué)準備進行以下幾步測量：

①用多用電表的電阻擋測量。、b間的電阻.

②用多用電表的直流電壓擋測量。、方間的輸出電壓.

③用多用電表的直流電流擋測量。、b間的輸出電流.

你認為以上測量中不妥的有：（填序號），理由是

（2）若他用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“X10”擋位的多用

電表測量其電阻，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，這時他應(yīng)將選擇開關(guān)換

成歐姆擋的“”（填“X100”或“XI”）擋位；調(diào)零后測量，

其表盤及指針所指位置如圖乙所示，則此電阻的阻值為Q.

（3）黑箱內(nèi)的電路可看成一個“等效電源”，。、b是等效電源的

兩極.為了測定這個等效電源的電動勢和內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計了如圖丙

所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，記錄下電壓表和電流表的示數(shù),

并在方格紙上建立了U―/坐標，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了坐標點，如圖

丁所示.請你作進一步處理，并由圖求出等效電源的電動勢E=

V,內(nèi)阻r=Q.

［答案］⑴①、③

①用歐姆擋不能直接測量帶電源電路的電阻；

③用電流擋直接測量可能會造成電源短路

(2)X112

(3)圖象見解析1.45(±0.02)0.75(±0.03)

［解析］(1)測量中不妥的有：①、③，理由是：①用歐姆擋不能

直接測量帶電源電路中的電阻;③用電流擋直接測量可能會造成電源

短路

(2)多用電表用歐姆擋測量時，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明所

測電阻的阻值小，應(yīng)當(dāng)選用“XI”擋進行測量；圖中所示讀數(shù)為

12d

(3)如圖所示，作出伏安特性曲線，圖線與軸的交點表示電源

的電動勢E,約為1.45V；圖線的斜率表示等效電源的內(nèi)阻，取縱坐

標為1.45V和1.15V的兩個點，則==方=----西----=0.750.

10.（2011?瀘州模擬）圖甲是測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻的

實驗電路,實驗時會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,

電壓表，原因是_______________________________________

從而影響測量的準確性.為了較準確地測量一節(jié)新干電池的內(nèi)

阻，可用以下器材連成圖乙所示的電路完成實驗，器材：量程3V的

理想電壓表V,量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），定值電阻%（%

=1.50。），滑動變阻器R（0?10。），滑動變阻器&（0-200。），開關(guān)

（1）在圖乙的實驗電路中，加接電阻Ro有兩方面的作用，一是方

便實驗操作和數(shù)據(jù)測量，二是___________________________________

⑵為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選用

(選填“Ri”或“心”).

(3)實驗中，改變滑動變阻器的阻值，測出當(dāng)電流表讀數(shù)為八時,

電壓表讀數(shù)為G;當(dāng)電流表讀數(shù)為心時，電壓表讀數(shù)為心，則新干

電池內(nèi)阻的表達式r=.(用八、八、Ui、和表示)

［答案］讀數(shù)變化很小新干電池的內(nèi)阻很小，內(nèi)電路的電壓降

很小

(1)防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞(或限流,

防止電源短路)

Ui-U

⑵"(3廠二廠2一品

/2<1

［解析］由于新干電池的內(nèi)阻很小，內(nèi)電路的電壓降很小，故電

壓表讀數(shù)變化很小.

(1)在電路中接入心的目的是：防止滑動變阻器電阻過小時，電

池被短路或電流表被燒壞.

(2)由于電源內(nèi)阻較小，故所選滑動變阻器的阻值應(yīng)小一些，所

以選用R.

(3)由閉合電路歐姆定律：￡=Ui+/i(r+￡o)

解得：

r12Tl0,

11.(2011?銀川模擬)用電流表和電壓表測1節(jié)干電池的電動勢和

內(nèi)電阻，圖中給出了(a)、(b)兩個供選用的電路圖，為了較精確地測

定電動勢和內(nèi)電阻，實驗中應(yīng)選用電路.正確選用電路后,

根據(jù)圖?所示的器材，請用實線表示導(dǎo)線，將圖(c)中器材連成實驗

用電路，實驗時經(jīng)測量得出的數(shù)據(jù)如表，請在圖(d)的方格紙上畫出

U-I圖線，利用圖線可求出電源電動勢和內(nèi)電阻分別為、

123456

Z/A0.120.200.310.320.500.57

UN1.371.321.241.181.101.05

若不作出圖線，只選用其中兩組U和1的數(shù)據(jù)，利用公式￡=U

+〃列方程求￡和「，這樣做可能得出的結(jié)果誤差很大，其中選用第

組和第組的數(shù)據(jù)，求得的E和r誤差最大.

［答案］(b)實驗電路見解析圖線見解析

1.45V0.70。34

［解析］電流表與電源的內(nèi)阻相差不大，圖(a)測出的是電流表與

電源的內(nèi)阻之和，故誤差太大，應(yīng)選圖(b)測量，實驗電路如圖所示.

作圖線時應(yīng)使盡可能多的點落在直線上，個別偏離太大的點應(yīng)舍

由圖線與縱軸的交點可得電動勢F=1.45V,再讀出圖線與橫軸

交點的坐標(0.64,1.00),由￡=U+/r得

E-U1.45-1.00

0.64￡1=0.700

由圖線可以看出第4組數(shù)據(jù)點偏離直線最大，應(yīng)舍去，若選用第

3組和第4組數(shù)據(jù)求￡和「，相當(dāng)于過圖中3和4兩點作一直線求￡

和r,而此直線與所畫的直線偏離最大，所以選用第3組和第4組數(shù)

據(jù)求得的E和r誤差最大.

高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí)42

一、選擇題

A.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等Ba>Bb

B.a、b兩處的磁感應(yīng)強度的大小不等，Ba<Bb

C.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力大

D.同一通電導(dǎo)線放在a處受力一定比放在b處受力小

［答案］B

［解析］磁感線的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟

該處的B的大小和I、L有關(guān)外，還跟導(dǎo)線放置的方向與B的方向的

夾角有關(guān)，故。、。錯誤；由a、b兩處磁感線的疏密程度可判斷出

Bb>Ba,所以3正確.

2.（2011?新課標全國）為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設(shè)：

地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的.在下列四個圖

中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是（）

［答案］B

［解析］本題考查的是電流的磁效應(yīng)問題，意在考查學(xué)生應(yīng)用物

理知識解決實際問題的能力.由日常知識可知，地球的南極為磁場的

N極，由右手螺旋定則可知，電流方向如上圖3,故選項3正確.

3.（2010?安慶模擬）如下圖所示，在豎直向上的勻強磁場中，水

平放置著一根長直導(dǎo)線，電流方向垂直紙面向外，a、b、c、d是以

直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點，在這四點中（）

A.a、b兩點磁感應(yīng)強度相同

B.c、d兩點磁感應(yīng)強度大小相等

C.a點磁感應(yīng)強度最大

D.b點磁感應(yīng)強度最大

［答案］BD

［解析］磁感應(yīng)強度是矢量，根據(jù)安培定則可確定直導(dǎo)線產(chǎn)生的

磁場在a、b、c、d四點磁感應(yīng)強度的方向.根據(jù)矢量合成法則，可

得A、。錯誤，B、O正確.

4.（2011?武漢模擬）如下圖所示，在傾角為a的光滑斜面上，垂

直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒.當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I

垂直紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可將導(dǎo)體棒置于勻強磁

場中，當(dāng)外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上

逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，關(guān)于B的大小的變化，正確的說法

是（）

A.逐漸增大B.逐漸減小

C.先減小后增大D.先增大后減小

［答案］C

［解析］導(dǎo)體棒受三個力，三力構(gòu)成的矢量三角形如下圖所

示.安培力的大小變化從圖中即可看出是先減小后增大，由F=BIL

知，B的大小應(yīng)是先減小后增大，故只有選項C正確.

5.（2011?綿陽模擬）如下圖所示，一正方形線圈，其中電流I恒

定不變，用兩條長度相等的絕緣細線靜止懸掛于水平長直導(dǎo)線CD的

正下方.當(dāng)導(dǎo)線CD中沒有電流時，兩條細線中拉力都是T,當(dāng)導(dǎo)線

CD中電流為Ii時，兩條細線中拉力都是kiT(O<ki<l),當(dāng)導(dǎo)線CD

中電流為L時，兩條細線中拉力都是k2T化2>1).下列正確的是()

［答案］A

［解析］由同向電流相互吸引，異向電流相互排斥可知，當(dāng)導(dǎo)線

CD中電流為L時，細線拉力減小，故CD與線圈間為引力，所以

CD中電流方向為CfD,4項正確；導(dǎo)線CD中電流為L時，細線

拉力增大，故CD與線圈間為斥力，所以CD中電流方向為D-C,

B項錯；由題中信息無法確定L和I2的大小關(guān)系，C、0項錯.

6.某專家設(shè)計了一種新型電磁船，它不需螺旋槳推進器，航行時

平穩(wěn)而無聲，時速可達100英里.這種船的船體上安裝一組強大的超

導(dǎo)線圈，在兩側(cè)船舷裝上一對電池，導(dǎo)電的海水在磁場力作用下即會

推動船舶前進，如下圖所示是超導(dǎo)電磁船的簡化原理圖，AB和CD

是與電池相連的導(dǎo)體，磁場由超導(dǎo)線圈產(chǎn)生.以下說法正確的是

--------X-X-X-X-X-XX

——玄］買

-二二二XXX二X二TXX

一二二二莢買二又二買二夫X灰

三至；乏；三

A.船體向左運動

B.船體向右運動

C.無法斷定船體向哪個方向運動

D.這種新型電磁船會由于良好的動力性能而提高船速

［答案］BD

［解析］導(dǎo)電的海水的電流方向垂直AB方向從CD板流向AB

板，海水所受的安培力方向水平向左，故船體上的超導(dǎo)體線圈所受的

作用力向右，故推動船體向右運動，5、。正確.

7.（2011?大連模擬）如下圖所示，MN、PQ為水平放置的平行導(dǎo)

軌，通電導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，已知導(dǎo)體棒質(zhì)量m=lkg,

長I=2.0m,通過的電流I=5.0A,方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間

的動摩擦因數(shù)"=芋.若使導(dǎo)體棒水平向右勻速運動，要求軌道內(nèi)所

加與導(dǎo)體棒ab垂直的勻強磁場最小，則磁場的方向與軌道平面的夾

角是（g=10/n/s2）（

PbQ

A.30°B.45°

C.60°D.90°

［答案］C

［解析］對導(dǎo)體棒進行受力分析，如下圖所示，受到豎直向下的

重力、豎直向上的支持力、與運動方向相反的摩擦力，故要使導(dǎo)體棒

勻速直線運動，則安培力需為動力，則設(shè)磁場方向與軌道平面成0

角向左斜向上，由左手定則可知安培力方向與磁場垂直斜向右上方，

如圖所示，則BIk加8=JIFN①，F(xiàn)N+BIIcos8=mg②，聯(lián)立①、②式

11

一gumg22

可付：B=sinQ+［icosQII=工=§加（。+30。）'故0=60°

2s加

時，磁感應(yīng)強度最小，故。正確.

8.（2011?新課標全國）電磁軌道炮工作原理如下圖所示.待發(fā)射彈體

可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸.電流I從一

條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回.軌道電流可形成在

彈體處垂直于軌道面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應(yīng)強度的大小與

I成正比.通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出.現(xiàn)欲

使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是（）

L

A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍

B.只將電流I增加至原來的2倍

C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半

D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍，

其他量不變

［答案］BD

［解析］本題考查的是安培力和動能定理的知識，意在考查學(xué)生

應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力.由題意可知磁感應(yīng)強度B=kl,

安培力F=BId=kI2d,由動能定理可得:FL=￥'，解得v=I\/瞿,

由此式可判斷3。選項正確.

二、非選擇題

9.某興趣小組在研究長直導(dǎo)線周圍的磁場時，為增大電流，用

多根導(dǎo)線捆在一起代替長直導(dǎo)線,不斷改變多根導(dǎo)線中的總電流和測

試點與直導(dǎo)線的距離r,測得下表所示數(shù)據(jù)：

I/A

B/T5.010.020.0

r/m

0.0204.98X10-510.32X10-519.73X10-5

0.0402.54X10-55.12X10-59.95X10-5

0.0601.63X10-53.28X10-56.72X10-5

0.0801.28X10-52.57X10-55.03X10T

由上述數(shù)據(jù)可得出磁感應(yīng)強度B與電流I及距離r的關(guān)系式為B

T-（要求估算出比例系數(shù)，用等式表示）

［答案］2X10號

［解析］分析表格中數(shù)據(jù)可得，B與電流I成正比，與測試點到

直導(dǎo)線的距離r成反比，即B=kp取表格中的第一單元格進行計

算可得k^2Xl（）-7,即B=2X10-7X：T.

10.（2011?江西師大附中、臨川一中模擬）兩條金屬導(dǎo)軌上水平放

置一根導(dǎo)電棒ab,處于豎直向上的勻強磁場中，如下圖所示，導(dǎo)電

棒質(zhì)量為1.2kg,長1m.當(dāng)導(dǎo)電棒中通入3A電流時，它可在導(dǎo)軌上勻

速滑動，若電流強度增大為5A時，導(dǎo)電棒可獲得2〃/—的加速度，

求裝置所在處的磁感應(yīng)強度的大小.

［答案］1.2T

［解析］導(dǎo)電棒勻速運動有：摩擦力等于安培力：f=F］=BLL

導(dǎo)電棒加速運動時，安培力和摩擦力的合力提供加速度：F2-f

=ma

即BI2L—f=ma

BLL-BLL=ma即5B-3B=1.2X2T

解之得B=1.2T

11.如下圖所示，在傾角為37。的光滑斜面上有一根長為0.4處

質(zhì)量為6義10-2版的通電直導(dǎo)線，電流強度1=14,方向垂直于紙面

向外，導(dǎo)線用平行斜面的輕繩拴住不動，整個裝置放在磁感應(yīng)強度每

秒增加0.4T,方向豎直向上的磁場中.設(shè)t=0時，B=0,則需要多

長時間，斜面對導(dǎo)線的支持力為零？（g取10Ms'

［答案］5s

［解析］斜面對導(dǎo)線的支持力為零時導(dǎo)線的受力如下圖所示.

由平衡條件FTCOS37°=F①

FTs/n37°=mg②

由①②解得：F=.

代入數(shù)值得：F=0.8N

由F=BIL得：

B與t的變化關(guān)系為B=0.4t

所以：t=5s

12.(2011?濰坊模擬)如下圖所示，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN兩

端分別放在兩個固定的光滑圓形導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌平行且間距為L,導(dǎo)

軌處在豎直向上的勻強磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒中通一自右向左的電流I

時，導(dǎo)體棒靜止在與豎直方向成37。角的導(dǎo)軌上，取s加37。=0.6,

cos37°=0.8,求：

AA

⑴磁場的磁感應(yīng)強度B；

(2)每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小FN.

［答案］（1）罌（2）1mg

［解析］

（1）從右向左看受力分析如上圖所示，由受力平衡得：

^^=337。①

mg

解得：B=^②

（2）兩導(dǎo)軌對棒的支持力2FN,滿足：

2FNCOs37o=mg③

解得：FN=|mg（4）

即每個圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小為*ng

13.（2011?北京東城模擬）如下圖所示，在傾角為9=30。的斜面

上，固定一寬L=0.25機的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑

動變阻器R.電源電動勢E=12匕內(nèi)阻r=10,一質(zhì)量m=20g的金

屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好.整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=

0.80T、垂直于斜面向上的勻強磁場中（導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計）.金

屬導(dǎo)軌是光滑的，取g=10m/s2,要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：

(1)金屬棒所受到的安培力；

(2)通過金屬棒的電流；

⑶滑動變阻器R接入電路中的阻值.

［答案］(1)O.1N(2)0.5A(3)23。

［解析］(1)F安=mgs加30°,得F安=0.1N

(2)金屬棒靜止在金屬軌道上受力平衡，如下圖所示

解得I=BL=0?5A

(3)設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為Ro,根據(jù)閉合電路歐姆定律

得:E=I(R0+r)

解得R()=j—r=230

高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí)43

一、選擇題

1.帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作

用.下列表述正確的是（）

A.洛倫茲力對帶電粒子做功

B.洛倫茲力不改變帶電粒子的動能

C.洛倫茲力的大小與速度無關(guān)

D.洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向

［答案］B

［解析］根據(jù)洛倫茲力的特點，洛倫茲力對帶電粒子不做功，A

錯B對；根據(jù)F=qvB,可知洛倫茲力大小與速度有關(guān)，。錯；洛倫

茲力的作用效果就是改變粒子的運動方向，不改變速度的大小，。錯.

2.（2011?北京海淀模擬）在我們生活的地球周圍，每時每刻都會

有大量的由帶電粒子組成的宇宙射線向地球射來，地球磁場可以有效

地改變這些宇宙射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，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.若有一束宇宙射線在赤

道上方沿垂直于地磁場方向射向地球，如下圖所示.在地磁場的作用

下，射線方向發(fā)生改變的情況是（）

A.若這束射線由帶正電荷的粒子組成，它將向南偏移

B.若這束射線由帶正電荷的粒子組成，它將向北偏移

C.若這束射線由帶負電荷的粒子組成，它將向東偏移

D.若這束射線由帶負電荷的粒子組成，它將向西偏移

［答案］D

［解析］本題考查地磁場的分布以及帶電粒子在磁場中的運

動.由地磁場的分布可知，在赤道地區(qū)的磁場分布特點為：與地面平

行由南指向北.若這束射線由帶正電荷的粒子組成，由左手定則可得

所受的安培力向東，所以將向東偏移，A、B錯誤；若這束射線由帶

負電荷的粒子組成，由左手定則可得所受的安培力向西，所以將向西

偏移，C錯誤，。正確.

3.如下圖所示，一束電子流沿管的軸線進入螺線管，忽略重力，電子

在管內(nèi)的運動應(yīng)該是（）

A.當(dāng)從a端通入電流時,電子做勻加速直線運動

B.當(dāng)從b端通入電流時,電子做勻加速直線運動

C.不管從哪端通入電流,電子都做勻速直線運動

D.不管從哪端通入電流,電子都做勻速圓周運動

［答案］C

［解析］通電螺線管內(nèi)部磁感線方向與螺線管軸線平行，電子束

不受洛倫茲力，故做勻速直線運動，。項正確.

4.（2011?深圳五校模擬）如下圖所示，在x>0,y>0的空間中有

恒定的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的方向垂直于xOy平面向里.現(xiàn)有一

帶正電粒子，在x軸上到原點的距離為X。的P點，以平行于y軸的

初速度v射入此磁場，在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁

場.不計重力的影響，由這些條件可知（）

,XxxBx

xxxx

XxX

A.能確定粒子通過y軸時的位置

B.能確定粒子的質(zhì)量

C.能確定粒子在磁場中運動的時間

D.能確定粒子的比荷

［答案］AC

［解析］由于初速度與x軸垂直，粒子做勻速圓周運動的圓心為

O點，半徑r=x0,故粒子從y軸上射出的位置距離O點為x0,A對;

由Bqv=詈0^r=器，由于B未知，則比荷不能求，質(zhì)量也不能

求，但時間為t=T/4,而T=2m/v,故。對，B、。錯.

5.（2011?深圳模擬汝口下圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面.在沒有

磁場的情況下，帶電粒子（不計重力）以某一初速度沿截面直徑方向入

射時，穿過此區(qū)域的時間為t；若該區(qū)域加垂直該區(qū)域的勻強磁場，

磁感應(yīng)強度為B,帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛

出此區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)了多根據(jù)上述條件可求得的物理量為

()

A.帶電粒子的初速度

B.帶電粒子在磁場中運動的半徑

C.帶電粒子在磁場中運動的周期

D.帶電粒子的比荷

［答案］CD

［解析］①假設(shè)圓柱截面半徑為R,則沒有磁場時2R=v0t；加

上磁場時，由幾何關(guān)系可知，粒子運動的半徑為r=*R,已知速度

71

偏轉(zhuǎn)角為l可知粒子在磁場中的運動時間為=^T=-,可求得

36Vo

周期T,故C正確；②由周期丁=黑，可求得帶電粒子的比荷，選

qB

項O正確；③因半徑R不知，因此無法求出帶電粒子的初速度及帶

電粒子在磁場中運動的半徑，故選項A、3錯誤.

6.(2011?安徽六校聯(lián)考)如下圖所示，Li和LZ為兩平行的虛線，

L上方和L2下方都是范圍足夠大，且磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，

A、B兩點都在L2上.帶電粒子從A點以初速度V。與L2成30。角斜

向右上方射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點，經(jīng)過B點時速度方向也斜

向上，不計重力，下列說法不正確的是（）

XXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXX

A.帶電粒子經(jīng)過B點時速度一定跟在A點時速度相同

B.若將帶電粒子在A點時的初速度變大（方向不變），它仍能經(jīng)

過B點

C.若將帶電粒子在A點時的初速度方向改為與L2成60。角斜向

右上方，它將不能經(jīng)過B點

D.此粒子既可以是正電荷，也可以是負電荷

［答案］C

［解析］帶電粒子在運動的過程中，洛倫茲力對電荷不做功，故

速度的大小不變，根據(jù)左手定則、畫出粒子運動的軌跡，可知A正

確；帶電粒子沿直線運動，進入上方磁場做圓周運動，出磁場時的速

度大小不變，沿直線運動后又進入下邊磁場，繼續(xù)做圓周運動，兩次

圓周運動的圓弧剛好組成一個完整的圓周，所以無論是正電荷還是負

電荷都能經(jīng)過B點，又粒子向右的偏移量只與入射的角度有關(guān)，與

速度的大小無關(guān)，故B、。正確；若斜向上的角度改變?yōu)?0。，則通

過計算可知粒子此時運動一個周期的偏移量是角度為30。時粒子運動

一個周期的偏移量的;，所以粒子仍能回到B點，。錯誤.

7.（2011?鄭州模擬）如下圖所示，直角三角形框架ABC豎直放置,

比荷相同的E、F兩個帶電粒子（不計重力）從A點沿AB方向入射，

分別打在AC邊的P、Q兩點.質(zhì)量相同的兩個不帶電的小球M、N

分別以不同的速度從A點水平拋出，也恰好分別落在P、Q兩點，

則下列說法正確的是（）

A.E、F兩粒子到達P、Q的時間相同

B.E、F兩粒子到達P、Q兩點的速度方向相同

C.M、N兩小球到達P、Q兩點的時間相同

D.M、N兩小球到達P、Q兩點的速度方向相同

［答案］ABD

［解析］做圓周運動的E、F兩個帶電粒子具有相同的弦切角，

所以有相同的圓心角，又因兩粒子的周期相同，所以到達P、Q兩點

的時間相同；作圖可知兩粒子圓心均在過A點垂直于AB的直線上,

又因軌跡對應(yīng)的圓心角相同，所以兩粒子出磁場的速度方向相同；平

拋運動的時間由高度決定，顯然平拋的兩小球下落高度不同，所以到

達P、Q兩點時間不同；平拋運動存在特點勿〃（p=2a,（p為末速

度與初速度的夾角，偏轉(zhuǎn)角a為位移與初速度的夾角，兩小球具有

相同的a,所以二者在P、Q兩點的速度方向相同.

8.（2011?黃岡模擬）如下圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂

直于紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點3(0,

L).一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v()平行于x軸

正方向射入磁場，并從x軸上的b點射出磁場，此時速度方向與x

軸正方向的夾角為60。.下列說法中正確的是()

。'、、、JbX

A.電子在磁場中運動的時間為竽

V。

B.電子在磁場中運動的時間為給

C.磁場區(qū)域的圓心坐標(李L,|)

D.電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標為(0,-2L)

［答案］BC

［解析］由圖可以計算出電子做圓周運動的半徑為2L,故在磁

?-2L

場中運動的時間為t=—二=需，A錯，3正確；ab是磁場區(qū)域圓

VoJV()

的直徑，故圓心坐標為(乎L,y),電子在磁場中做圓周運動的圓心

為O',計算出其坐標為(0,-L),所以C正確，。錯誤.

二、非選擇題

9.如下圖MN表示垂直紙面的平板，它的一側(cè)有勻強磁場，磁場

方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B.一帶電粒子從平板上的狹

縫O處以垂直于平板的初速度v射入磁場區(qū)域,最后到達平板上的P

點.已知B、v以及P到O的距離1.不計重力，則此粒子的比荷為

xxBxxx

XXXXX

XXXX『X

MPON

k*--------------

［答案］m

［解析］因粒子經(jīng)O點時的速度垂直于OP,故OP=2R,

又R=^所以*言

10.水平絕緣桿MN套有質(zhì)量為m,電荷量為+q的帶電小球，

小球與桿的動摩擦因數(shù)為H，將該裝置置于垂直紙面向里的勻強磁場

中，磁場的磁感應(yīng)強度為B,給小球一水平初速度vo,則小球的最終

速度可能為.

X%XBX

__________________N

XXX

［答案］0、V。、器

［解析］給小球初速度后，其所受洛倫茲力向上，如果洛倫茲力

qv0B<mg,則小球一直減速到速度為零；如果洛倫茲力qv0B=mg,

小球一直做勻速運動；如果洛倫茲力qv()B>mg,小球先做減速運動,

當(dāng)qvB=mg時，小球開始做勻速運動.

11.(2011?遼寧六校模擬)許多儀器中可利用磁場控制帶電粒子的

運動軌跡.如下圖所示的真空環(huán)境中，有一半徑r=0.05機的圓形區(qū)

域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場，其右側(cè)相距d=0.05m處

有一足夠大的豎直屏.從S處不斷有比荷t=1*1()8。必的帶正電粒

子以速度v=2X10W沿SQ方向射出，經(jīng)過磁場區(qū)域后打在屏

上.不計粒子重力，求：

(1)粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑；

(2)繞通過P點(P點為SQ與磁場邊界圓的交點)垂直紙面的軸，

將該圓形磁場區(qū)域逆時針緩慢轉(zhuǎn)動90。的過程中，粒子在屏上能打到

的范圍.

［答案］(l)O.lm(2)Q點以上0.16機范圍內(nèi)

2

［解析］(l)qvB=m^

R=0.1/n

(2)粒子在磁場中通過的位移剛好等于磁場區(qū)域直徑時，其速度

方向偏轉(zhuǎn)的角度最大，能打到屏上的點最高，由于R=2r,如圖aOPL

為等邊三角形，可判斷出粒子在磁場中的運動軌跡所對圓心角為

60。(圖上標出圓心角為60。同樣給分)

設(shè)從L點射出磁場的粒子能打在屏上的N點,LN的反向延長線

交PQ于M點，由對稱性可知：

PM=Rton30°

MQ=PQ-PM

NQ=MQton60°

聯(lián)立上式可得：NQ=(3V3-2)r^0.16m

當(dāng)磁場區(qū)域轉(zhuǎn)動90。時，粒子剛好沒有進入磁場.

沿直線運動打在屏上Q點,所以粒子能打在屏上Q點以上0.16機

范圍內(nèi)

12.(2011?鎮(zhèn)江模擬)如下圖所示，在坐標系xOy中，第一象限

內(nèi)充滿著兩個勻強磁場a和b,OP為分界線，在區(qū)域a中，磁感應(yīng)

強度為2B,方向垂直于紙面向里；在區(qū)域b中，磁感應(yīng)強度為B,

方向垂直于紙面向外，P點坐標為(41,31).一質(zhì)量為m、電荷量為q

的帶正電的粒子從P點沿y軸負方向射入?yún)^(qū)域b,經(jīng)過一段時間后，

粒子恰能經(jīng)過原點O,不計粒子重力.(s加37。=0.6,孫37。=0.8)求:

XXXX

xxxP@，3?Qj

一?

XX歹；.

---------------------------------------------------------------------?

0x

(1)粒子從P點運動到o點的時間最少是多少?

⑵粒子運動的速度可能是多少？

537ml25qBl

［答案］(1)(n=1,2,3,)

60qB’12nm…

［解析］(D設(shè)粒子的入射速度為V,用Ra、Rb、Ta、Tb分別表

示粒子在磁場a區(qū)和b區(qū)運動的軌道半徑和周期

則：&=墨

27rm7rm

Ta=2qB=qB

—27rm

粒子先在b區(qū)運動，再進入a區(qū)運動，然后從O點射出，粒子從P

點運動到O點所用時間最短.如下圖所示

勿〃a=^=w侍a=37。

粒子在b區(qū)和a區(qū)運動的時間分別為:

2(90°~?)

360°lb

_2(900-g)

3—360°la

故從P點運動到O點所用最短時間內(nèi)：

537rm

t=ta+tb=60qB，

(2)由題意及圖可知

22

n(2Racosa+2Rbcosa)=^/(31)+(41)

解得：v=^j^(n=1,2,3-).

13.(2011?新課標全國)如下圖所示，在區(qū)域I(OWxWd)和區(qū)域

n(d<xW2d)內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B,

方向相反，且都垂直于Oxy平面.一質(zhì)量為m、帶電荷量q(q>0)的

粒子a于某時刻從y軸上的P點射入?yún)^(qū)域I,其速度方向沿x軸正

向.已知a在離開區(qū)域I時，速度方向與x軸正向的夾角為30。；此

時，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從P點沿x軸正向射

入?yún)^(qū)域I,其速度大小是a的1/3,不計重力和兩粒子之間的相互作

用力，求

y

B2B

x

In

°d\2d\

(1)粒子a射入?yún)^(qū)域I時速度的大小；

(2)當(dāng)a離開區(qū)域II時，a、b兩粒子的y坐標之差.

2d2dqB2V3—4

［答r案］⑴(2)弋—d

［解析］(1)設(shè)粒子a在磁場I中運動的半徑為門，速度為v,運

動軌跡如下圖所示，由幾何關(guān)系知，

ri=2d①

由牛頓第二定律，得：qvB=-②

聯(lián)立①②解得：丫=鬻

⑵設(shè)粒子a在磁場n中運動的半徑為rj,周期為Ta

粒子b在磁場I中運動的半徑為功，周期為

由牛頓第二定律得:

mv2

對a：qv(2B)=—③

n

2出'

T'=?、?/p>

⑤

2門2

LU⑥

3

聯(lián)立①②③⑤得：門'=d,r2=|d

聯(lián)立④⑥解得：Ta=^

經(jīng)分析，粒子a在磁場n中運動，所對圓心角為60。，射出磁場

n的位置與射入磁場n的位置等高.運動時間為

600-1-If

ta=360°Ta=6Ta=12Tb

360°冗

此時粒子b在磁場I中運動的圓心角為瓦==30。，未出

Tb12

磁場I,由幾何關(guān)系此時兩粒子y坐標之差為Ay=ri—(r2—r2cos30°)

4—2y[3

—ricos30。=-

b兩粒子的y坐標之差ya-yb=-Ay=2g4d.

所以a、

J

高中物理高考總復(fù)習(xí)強化練習(xí)44

一、選擇題

1.如下圖所示，MN是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間充滿與

紙面平行的勻強電場或與紙面垂直的勻強磁場（場區(qū)都足夠大），現(xiàn)有

一重力不計的帶電粒子從MN上的O點以水平初速度V。射入場區(qū)，

下列有關(guān)判斷正確的是（）

A.如果粒子回到MN上時速度增大，則空間存在的一定是電場

B.如果粒子回到MN上時速度大小不變，則該空間存在的一定

是電場

C.若只改變粒子的速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上時與其所

成夾角不變，則該空間存在的一定是磁場

D.若只改變粒子的速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN所用的時間

不變，則該空間存在的一定是磁場

［答案］AD

［解析］洛倫茲力對帶電粒子不做功，不能使粒子速度增大，電

場力可對帶電粒子做功，動能增大，故A項正確.若帶電粒子以與

電場線平行的速度V。射入，粒子返回速率不變，故3、C項錯.由T

=誓知，粒子在磁場中運動的時間與速率無關(guān)，故。項正確.

Bq

2.（2011?江西九校模擬）如下圖所示，有一重力不計的混合正離

子束先后通過正交的電場、磁場區(qū)域I和勻強磁場區(qū)域n,如果這束

正離子束在區(qū)域I中不偏轉(zhuǎn)，進入?yún)^(qū)域n后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們

一定具有相同的（）

XXX?5???

B\.2.

XX

XEX

!xTxX????

A.速度B.質(zhì)量

D.比荷

［答案］AD

［解析］混合正離子束不偏轉(zhuǎn)，說明它們在區(qū)域I有Eq=Bqv,

則v=合，進入?yún)^(qū)域n的混合正離子速度都相同.在區(qū)域n中正離子

15

偏轉(zhuǎn)半徑「=霍，速度v相同，半徑r相同，則T必定相同，即比

Bqq

荷相同，A、D正確.

3.如下圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和

豎直向下的勻強電場.一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左

邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O'

點（圖中未標出）穿出.若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保持電場不變，另一

個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊

界穿出，則粒子b（）

XXXX

B

XXXX

0\xxXX

XXXX

v

E

A.穿出位置一定在O'點下方

B.穿出位置一定在O'點上方

C.運動時，在電場中的電勢能一定減小

D.在電場中運動時，動能一定減小

［答案］C

［解析］本題考查帶電粒子在磁場和電場中的運動，意在考查考

生發(fā)散思維的能力.帶電粒子的電性可正也可負，當(dāng)只有電場作用時,

粒子穿出位置可能在O'點上方，也可能在O'點下方.電場力一

定對粒子做正功，粒子的電勢能減小，動能一定增加.

4.（2011?豫南九校模擬）如下圖所示，在沿水平方向向里的勻強磁

場中，帶電小球A與B在同一直線上，其中小球B帶正電荷并被固

定，小球A與一水平放置的光滑絕緣板C接觸（不粘連）而處于靜止

狀態(tài).若將絕緣板C沿水平方向抽去后，以下說法正確的是（）

XXXX