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文檔簡介
1、決勝高考物理五年經典題匯編交變電流與電磁學一、選擇題1.(09·天津·9)(1)如圖所示,單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度勻速轉動,線框中感應電流的有效值I= 。線框從中性面開始轉過的過程中,通過導線橫截面的電荷量q= 。答案:(1),解析:本題考查交變流電的產生和最大值、有效值、平均值的關系及交變電流中有關電荷量的計算等知識。電動勢的最大值,電動勢的有效值,電流的有效值;。2.(09·廣東物理·9)圖為遠距離高壓輸電的示意圖。關于遠距離輸電,下列表述正確的
2、是 ( ABD )A增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發熱損耗C在輸送電壓一定時,輸送的電功率越大,輸電過程中的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素,不一定是電壓越高越好解析:依據輸電原理,電路中的功率損耗,而,增大輸電線的橫截面積,減小輸電線的電阻,則能夠減小輸電線上的功率損耗,A正確;由P=UI來看在輸送功率一定的情況下,輸送電壓U越大,則輸電電流越小,則功率損耗越小,B正確;若輸電電壓一定,輸送功率越大,則電流I越大,電路中損耗的電功率越大,C錯誤;輸電電壓并不是電壓越高越好,因為電壓越高,對于安全和技術的要求越高,因此并不
3、是輸電電壓越高越好,D正確。3.(09·江蘇物理·6)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數比為1:5,原線圈兩端的交變電壓為 氖泡在兩端電壓達到100V時開始發光,下列說法中正確的有 ( AB ) A開關接通后,氖泡的發光頻率為100Hz B開關接通后,電壓表的示數為100 V C開關斷開后,電壓表的示數變大 D開關斷開后,變壓器的輸出功率不變解析:本題主要考查變壓器的知識,要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時值以及變壓器變壓原理、功率等問題徹底理解。由交變電壓的瞬時值表達式知,原線圈兩端電壓的有效值為V=20V,由得副線圈兩端的電壓為V,電壓表的示數為交流電的有效值,B項正
4、確;交變電壓的頻率為 Hz,一個周期內電壓兩次大于100V,即一個周期內氖泡能兩次發光,所以其發光頻率為100Hz,A項正確;開關斷開前后,輸入電壓不變,變壓器的變壓比不變,故輸出電壓不變,C項錯誤;斷開后,電路消耗的功率減小,輸出功率決定輸入功率,D項錯誤。4.(09·海南物理·9)一臺發電機最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V,經變壓器升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻到目的地經變壓器降壓,負載為多個正常發光的燈泡(220V、60W)。若在輸電線路上消耗的功率為發電機輸出功率的10%,變壓器和的耗損可忽略,發電機處于滿負荷工作狀態,則( ABD )A原、副線圈電流
5、分別為和20AB原、副線圈電壓分別為和220VC和的變壓比分別為1:50和40:1D有盞燈泡(220V、60W)正常發光5.(09·海南物理·12)鉗型表的工作原理如圖所示。當通有交流電的導線從環形鐵芯的中間穿過時,與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發生偏轉。由于通過環形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比,所以通過偏轉角度的大小可以測量導線中的電流。日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50Hz和60Hz。現用一鉗型電流表在中國測量某一電流,電表讀數為10A;若用同一電表在英國測量同樣大小的電流,則讀數將是 A。若此表在中國的測量值是準確的,且量程為30A;為使其在英國的測量
6、值變為準確,應重新將其量程標定為 A答案:12 256.(09·山東·19)某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發電機的輸出電壓為200V,輸電線總電阻為r,升壓變壓器原副線圈匝數分別為n,n2。降壓變壓器原副線匝數分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為220V的用電器正常工作,則 ( AD )ABC升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析:根據變壓器工作原理可知,由于輸電線上損失一部分電壓,升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓,有,所以,A正確,BC不正確。升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸
7、入功率加上輸電線損失功率,D正確??键c:變壓器工作原理、遠距離輸電提示:理想變壓器的兩個基本公式是: ,即對同一變壓器的任意兩個線圈,都有電壓和匝數成正比。,即無論有幾個副線圈在工作,變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當變壓器只有一個副線圈工作時,才有。遠距離輸電,從圖中應該看出功率之間的關系是:P1=P2,P3=P4,P1/=Pr=P2。電壓之間的關系是:。電流之間的關系是:。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用,而不能用。特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失。7.(09·四川·17)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數比為1
8、0:1,R120 ,R230 ,C為電容器。已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示,則 ( C )A.交流電的頻率為0.02 HzB.原線圈輸入電壓的最大值為200 VC.電阻R2的電功率約為6.67 WD.通過R3的電流始終為零解析:根據變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同,周期為0.02s、頻率為50赫茲,A錯。由圖乙可知通過R1的電流最大值為Im1A、根據歐姆定律可知其最大電壓為Um20V,再根據原副線圈的電壓之比等于匝數之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V、B錯;因為電容器有通交流、阻直流的作用,則有電流通過R3和電容器,D錯;根據正弦交流電的峰值和有效值關系并聯電路特點可知
9、電阻R2的電流有效值為I、電壓有效值為UUm/V,電阻R2的電功率為P2UIW、C對。9.(09·福建·16)一臺小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖象如圖甲所示。已知發電機線圈內阻為5.0,則外接一只電阻為95.0的燈泡,如圖乙所示,則 ( D )A.電壓表的示數為220v B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實際消耗的功率為484w D.發電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為24.2J解析:電壓表示數為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動勢的最大值Em=V,有效值E=220V,燈泡兩端電壓,A錯;由圖像知T=0.02S,一個周期內電流方向變化兩次,可知1s內電
10、流方向變化100次,B錯;燈泡的實際功率,C錯;電流的有效值,發電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為,D對。20082005年高考題題組一一、選擇題1.(08·北京·18)一理想變壓器原、副線圈匝數比n1:n2=11:5。原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10 的電阻。則 ( D )A流過電阻的電流是20 A B與電阻并聯的電壓表的示數是100VC經過1分鐘電阻發出的熱量是6×103 JD變壓器的輸入功率是1×103W解析 原線圈中電壓的有效值是220V,由變壓比知副線圈中電壓為100V,流過電阻的電流是10A;與電阻并聯的電壓表
11、的示數是100V;經過1分鐘電阻發出的熱量是6×1034J。2.(08·天津·17)一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓,其最大值保持不變,副線圈接有可調電阻R設原線圈的電流為I1,輸入功率為P1,副線圈的電流為I2,輸出功率為P2。當R增大時 ( B )AI1減小,P1增大 BI1減小,P1減小 CI2增大,P2減小 DI2增大,P2增大解析 理想變壓器的特點是輸入功率等于輸出功率,當負載電阻增大時,由于副線圈的電壓不變,所以輸出電流I2減小,導致輸出功率P2減小,所以輸入功率P1減?。惠斎氲碾妷翰蛔?,所以輸入的電流I1減小,B正確3.(08四川·1
12、6)如圖,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻,開關S是閉合的。V1和V2為理想電壓表,讀數分別為U1和U2; A1、A2 和A3為理想電流表,讀數分別為I1、I2和I3?,F斷開S,U1數值不變,下列推斷中正確的是 ( BC )AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大 CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大解析:因為變壓器的匝數與U1不變,所以U2與兩電壓表的示數均不變當S斷開時,因為負載電阻增大,故次級線圈中的電流I2減小,由于輸入功率等于輸出功率,所以I1也將減小,C正確;因為R1的電壓減小,故R2、R3兩端的電壓將增大,I3變大,B正確4
13、.(08寧夏·19)如圖a所示,一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中,并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度 逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角時(如圖b)為計時起點,并規定當電流自a流向b時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是 ( D )【解析】本題考查正弦交流電的產生過程、楞次定律等知識和規律。從a圖可看出線圈從垂直于中性面開始旋轉,由楞次定律可判斷,初始時刻電流方向為b到a,故瞬時電流的表達式為i=imcos(+t),則圖像為D圖像所描述。平時注意線圈繞垂直于磁場的軸旋轉時的瞬時電動勢表達式的理解。5.(08·海南·7)如圖,理想變壓器原副線圈匝數之比為41
14、原線圈接入一電壓為uU0sint的交流電源,副線圈接一個R27.5 的負載電阻若U0220V,100 Hz,則下述結論正確的是 ( AC )VARA副線圈中電壓表的讀數為55 VB副線圈中輸出交流電的周期為C原線圈中電流表的讀數為0.5 AD原線圈中的輸入功率為【解析】:原線圈電壓有效值U1=220V,由電壓比等于匝數比可得副線圈電壓U2=55V,A對;電阻R上的電流為2A,由原副線圈電流比等于匝數的反比,可得電流表示數為0.5A, C對;輸入功率為P=220×0.5W=110W,D錯;周期T= =0.02s,B錯。6.(08·廣東·5)小型交流發電機中,矩形金屬
15、線圈在勻強磁場中勻速轉動,產生的感應電動勢與時間呈正弦函數關系,如圖所示國。此線圈與一個R10的電阻構成閉合電路,不計電路的其他電阻。下列說法正確的是 ( C )A交變電流的周期為0.125sB交變電流的頻率為8HzC交變電流的有效值為AD交變電流的最大值為4A【解析】由et圖像可知,交變電流電流的周期為0.25s,故頻率為4Hz,選項A、B錯誤。根據歐姆定律可知交變電流的最大值為2A,故有效值為A,選項C正確。二、非選擇題7.(08上海物理·20 B)某小型實驗水電站輸出功率是20kW,輸電線路總電阻是6。(1)若采用380 V輸電,求輸電線路損耗的功率。(2)若改用5000 V高
16、壓輸電,用戶端利用n1:n222:1的變壓器降壓,求用戶得到的電壓。答案:見解析解析:(1)輸電線上的電流強度為IA52.63A輸電線路損耗的功率為P損I2R52.632×6W16620W16.62kW(2)改用高壓輸電后,輸電線上的電流強度變為IA4A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(50004×6)V4976V根據用戶得到的電壓為U2×4976V226.18V題組二一、選擇題1.(05.廣東物理·9)鉗形電流表的結構如圖4(a)所示。圖4(a)中電流表的讀數為1.2A。圖4(b)中用同一電纜線繞了3匝,則 ( C )A這種電流表能測直流電流,
17、圖4(b)的讀數為2.4AB這種電流表能測交流電流,圖4(b)的讀數為0.4AC這種電流表能測交流電流,圖4(b)的讀數為3.6AD這種電流表既能測直流電流,又能測交流電流,圖4(b)的讀數為3.6A2.(05.廣東物理·8)關于電磁場和電磁波,下列說法正確的是 ( ACD )A電磁波是橫波B電磁波的傳播需要介質C電磁波能產生干涉和衍射現象D電磁波中電場和磁場方向處處互相垂直二、非選擇題3.(07·廣東物理·19)如圖所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L。槽內有兩個質量均為m的小球A和B,球A帶電量為 +2q,球B帶電
18、量為3q,兩球由長為2L的輕桿相連,組成一帶電系統。最初A和B分別靜止于左板的兩側,離板的距離均為L。若視小球為質點,不計輕桿的質量,在兩板間加上與槽平行向右的勻強電場E后(設槽和輕桿由特殊絕緣材料制成,不影響電場的分布),求:球B剛進入電場時,帶電系統的速度大??;帶電系統從開始運動到速度第一次為零所需的時間及球A相對右板的位置。答案 對帶電系統進行分析,假設球A能達到右極板,電場力對系統做功為W1,有:由此可以判定,球A不僅能達到右極板,而且還能穿過小孔,離開右極板。假設球B能達到右極板,電場力對系統做功為W2,有:由此判定,球B不能達到右極板綜上所述,帶電系統速度第一次為零時,球A、B應分
19、別在右極板兩側。(1)電系統開始運動時,設加速度為a1,由牛頓第二定律:球B剛進入電場時,帶電系統的速度為v1,有:求得:設球B從靜止到剛進入電場的時間為t1,則: 解得: 球B進入電場后,帶電系統的加速度為a2,由牛頓第二定律: 顯然,帶電系統做勻減速運動。設球A剛達到右極板時的速度為v2,減速所需時間為t2,則有: 求得: 球A離電場后,帶電系統繼續做減速運動,設加速度為a3,再由牛頓第二定律:設球A從離開電場到靜止所需的時間為t3,運動的位移為x,則有: 求得: 可知,帶電系統從靜止到速度第一次為零所需的時間為: 45°S2S1A2A1LLDPv0固定擋板固定薄板電子快門B球A
20、相對右板的位置為: 4.(07·廣東物理·20)如圖為裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場區邊界面的交線,勻強磁場分布在A1A2的右側區域,磁感應強度B0.4T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。在A1A2左側,固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與垂直截面交線分別為S1、S2,相距L0.2 m。在薄板上P處開一小孔,P與A1A2線上點D的水平距離為L。在小孔處裝一個電子快門。起初快門開啟,一旦有帶正電微粒通過小孔,快門立即關閉,此后每隔T3.0×103 s開啟一次并瞬間關閉。從S1S2之間的某一位置水平發射一速度為
21、v0的帶正電微粒,它經過磁場區域后入射到P處小孔。通過小孔的微粒與檔板發生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍。(1)過一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應為多少?求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間。(忽略微粒所受重力影響,碰撞過程無電荷轉移。已知微粒的荷質比。只考慮紙面上帶電微粒的運動)解:如圖所示,設帶正電微粒在S1S2之間任意點Q以水平速度v0進入磁場,微粒受到的洛侖茲力為f,在磁場中做圓周運動的半徑為r,有:解得:欲使微粒能進入小孔,半徑r的取值范圍為: 代入數據得:80 m/sv0160 m/s欲使進入小孔的微粒與擋板一次相碰返回后能通過小孔,還必須滿足條
22、件: 其中n1,2,3,可知,只有n2滿足條件,即有:v0100 m/s設微粒在磁場中做圓周運動的周期為T0,從水平進入磁場到第二次離開磁場的總時間為t,設t1、t4分別為帶電微粒第一次、第二次在磁場中運動的時間,第一次離開磁場運動到擋板的時間為t2,碰撞后再返回磁場的時間為t3,運動軌跡如答圖所示,則有:; ; ; ; s QSPx5.(07·江蘇·17)磁譜儀是測量能譜的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示,放射源S發出質量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場,被限束光欄Q限制在2的小角度內,粒子經磁場偏轉后打到與束光欄平行的感光片P上。(重力影
23、響不計)若能量在EEE(E0,且E)范圍內的粒子均垂直于限束光欄的方向進入磁場。試求這些粒子打在膠片上的范圍x1。實際上,限束光欄有一定的寬度,粒子將在2角內進入磁場。試求能量均為E的 粒子打到感光膠片上的范圍x2 解:(1)設粒子以速度v進入磁場,打在膠片上的位置距S的距離為x 圓周運動 粒子的動能 且 x2R 解得: 由上式可得: (2)動能為E的粒子沿角入射,軌道半徑相同,設為R圓周運動 粒子的動能 由幾何關系得 6.(07·全國理綜·25) 如圖所示,在坐標系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻速磁場,場強大小為E。在其它象限中存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里
24、。A是y軸上的一點,它到坐標原點O的距離為h;C是x軸上的一點,到O的距離為L。一質量為m,電荷量為q的帶負電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點進入電場區域,繼而通過C點進入磁場區域。并再次通過A點,此時速度方向與y軸正方向成銳角。不計重力作用。試求:粒子經過C點速度的大小和方向;磁感應強度的大小B。解:以a表示粒子在電場作用下的加速度,有qEma 加速度沿y軸負方向。設粒子從A點進入電場時的初速度為v0,由A點運動到C點經歷的時間為t,則有hat2 lv0t 由式得: 設粒子從C點進入磁場時的速度為v,v垂直于x軸的分量 由式得: 設粒子經過C點時的速度方向與x軸的夾角為,則有tan 由式得
25、:arctan 粒子經過C點進入磁場后在磁場中作速率為v的圓周運動。若圓周的半徑為R,則有: 設圓心為P,則PC必與過C點的速度垂直,且有R。用表示 與y軸的夾角,由幾何關系得RcosRcosh RsinlRsin 由式解得: 由式解得: ××××××××××Oaxy7.(07·全國理綜·25)兩平面熒光屏互相垂直放置,在兩屏內分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸,交點O為原點,如圖所示,在y0,0xa的區域有垂直于紙面向里的勻強磁場,在y0,xa的區域有垂直于紙面向外的勻
26、強磁場,兩區域內的磁感應強度大小均為B。在O點有一處小孔,一束質量為m、帶電量為q(q0)的粒子沿x軸經小孔射入磁場,最后扎在豎直和水平熒光屏上,使熒光屏發亮。入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數值。已知速度最大的粒子在0xa的區域中運動的時間與在xa的區域中運動的時間之比為25,在磁場中運動的總時間為7T/12,其中T為該粒子在磁感應強度為B的勻強磁場中作圓周運動的周期。試求兩個熒光屏上亮線的范圍(不計重力的影響)。解:粒子在磁感應強度為B的勻強磁場中運動的半徑為: 速度小的粒子將在xa的區域走完半圓,射到豎直屏上。半圓的直徑在y軸上,半徑的范圍從0到a,屏上發亮的范圍從0到2a。
27、OaDC/PxNMCy 軌道半徑大于a的粒子開始進入右側磁場,考慮ra的極限情況,這種粒子在右側的圓軌跡與x軸在D點相切(虛線),OD2a,這是水平屏上發亮范圍的左邊界。 速度最大的粒子的軌跡如圖中實線所示,它由兩段圓弧組成,圓心分別為C和C/,C在y軸上,由對稱性可知C/在x2a直線上。 設t1為粒子在0xa的區域中運動的時間,t2為在xa的區域中運動的時間,由題意可知 解得: 由兩式和對稱性可得: OCM60° MC/N60° 360°150° 所以 NC/P150°60°90° R=由圖可知OP=2a+R,因此水平熒光
28、屏發亮范圍的右邊界坐標為X=2(1+)a 即為圓周,因此,圓心C/在x軸上。 設速度為最大值粒子的軌道半徑為R,由直角COC/可得 2Rsin60°2a××××××××××××××××××××××××××××××××8.(06·全國·25)(20分)
29、如圖所示,在與的區域中,存在磁感應強度大小分別為與的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面向里,且. 一個帶負電荷的粒子從坐標原點 以速度沿軸負方向射出,要使該粒子經過一段時間后又經過點,與的比值應滿足什么條件? 解:粒子在整個過程中的速度大小恒為,交替地在平面內與磁場區域中做勻速圓周運動,軌道都是半個圓周.設粒子的質量和電荷量的大小分別為和,圓周運動的半徑分別為和,有現分析粒子運動的軌跡.如圖所示,在平面內,粒子先沿半徑為的半圓運動至軸上離點距離為 的點,接著沿半徑為的半圓運動至點,的距離此后,粒子每經歷一次“回旋”(即從軸出發沿半徑為的半圓和半徑為的半圓回到原點下方的軸),粒子的坐標就減小.設粒子
30、經過次回旋后與軸交于點,若即滿足則粒子再經過半圓就能經過原點,式中1,2,3,為回旋次數.由式解得1,2,3,聯立式可得、應滿足的條件:1,2,3,9.(06·天津·24)在以坐標原點O為圓心、半徑為的圓形區域內,存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,如圖所示。一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與軸的交點A處以速度沿方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與軸的交點C處沿方向飛出。(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷;(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應強度的大小變為,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了角,求磁
31、感應強度多大?此次粒子在磁場中運動所用時間是多少?答案(1)由粒子的飛行軌跡,利用左手定則可知,該粒子帶負電荷。粒子由A點射入,由C點飛出,其速度方向改變了90°,則粒子軌跡半徑 又 則粒子的比荷 (2)粒子從D點飛出磁場速度方向改變了60°角,故AD弧所對圓心角為60°,粒子做圓周運動的半徑= 又 所以 粒子在磁場中飛行時間 10. (05·廣東物理·17)如圖13所示,一半徑為r的圓形導線框內有一勻強磁場,磁場方向垂直于Bd12圖13導線框所在平面,導線框的左端通過導線接一對水平放置的平行金屬 板,兩板間的距離為d,板長為L,t=0時,磁場
32、的磁感應強度B從B0開始均勻增大,同時,在板2的左端且非??拷?的位置有一質量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v0水平向右射入兩板間,該液滴可視為質點。要使該液滴能從兩板間射出,磁感應強度隨時間的變化率K應滿足什么條件?要使該液滴能從兩板間右端的中點射出,磁感應強度B與時間t應滿足什么關系?答案:(1)由題意可知:板1為正極,板2為負極 兩板間的電壓U 而:Sr2 帶電液滴受的電場力:FqE= 故:Fmgmgmaa=g 討論:一若>0液滴向上偏轉,做類似平拋運動y當液滴剛好能射出時:有lv0t tyd故 由得K1 要使液滴能射出,必須滿足y<d 故KK1二若a0液滴不發生偏轉,做
33、勻速直線運動,此時a=g0 由得K2液滴能射出,必須滿足K K2三若a<0,、,液滴將被吸附在板2上。綜上所述:液滴能射出,K應滿足(2)BB0Kt當液滴從兩板中點射出進,滿足條件一的情況,則用替代式中的d 即 A1A3A4A230º60º圖1211.(05·廣東物理·16)如圖12所示,在一個圓形區域內,兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區域、 中,A2A4與A1A3的夾角為60º。一質量為m、帶電量為+q的粒子以某一速度從區的邊緣點A1處沿與A1A3成30º角的方向射入磁場,
34、隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經過圓心O進入區,最后再從A4處射出磁場。已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t,求區和區中磁感應強度的大?。ê雎粤W又亓Γ?。答案:設粒子的入射速度為v,已知粒子帶正電,故它在磁場中先順時針做圓周運動,再逆時針做圓周運動,最后從A4點射出,用B1、B2、R1、R 2、T1、T 2分別表示在磁場區磁感應強度、軌道半徑和周期 設圓形區域的半徑為r,如圖所示,已知帶電粒子過圓心且垂直A3A4進入區磁場,連接A1A2,A1OA2為等邊三角形,A2為帶電粒子在區磁場中運動軌跡的圓心,其半徑 圓心角,帶電粒子在區磁場中運動的時間為帶電粒子在區磁場中運動軌跡的圓心在OA4的
35、中點,即 R=r 在區磁場中運動時間為 帶電粒子從射入到射出磁場所用的總時間由以上各式可得xyzO12.(05·全國·24)在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系Oxyz(z軸正方向豎直向上),如圖所示。已知電場方向沿z軸正方向,場強大小為E;磁場方向沿y軸正方向,磁感應強度的大小為B;重力加速度為g。問:一質量為m、帶電量為+q的從原點出發的質點能否在坐標軸(x,y,z)上以速度v做勻速運動?若能,m、q、E、B、v及g應滿足怎樣的關系?若不能,說明理由。答案:已知帶電質點受到的電場力為qE ,方向沿z軸正方向;質點受到的重力為mg,沿z軸的負方向。假設質點在x
36、軸上做勻速運動,則它受的洛倫茲力必沿z軸正方向(當沿x軸正方向)或沿z軸負方向(當沿x軸負方向),要質點做勻速運動必分別有qB+qE=mg 或qE= qB+mg 假設質點在y軸上做勻速運動,即無論沿y軸正方向還是負方向,洛倫茲力都為O,要質點做勻速運動必有qE=mg 假設質點在z軸上做勻速運動,則它受洛倫茲力必平行于x軸,而電場力和重力都平行于z軸,三力的合力不可能為0,與假設矛盾,故質點不可能在z軸上做勻速運動。×××××××××××××××P
37、OlMNBv13.(05·全國 ·23) ( 16 分)圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板, 它的一側有勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度大小為B 。一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場區域,最后到達平板上的P 點。已知B 、v以及P 到O的距離l 不計重力,求此粒子的電荷q與質量m 之比。 答案:第二部分三年聯考題匯編題組一2009年聯考題一.選擇題 到控制中心1. (09·崇文模擬)如圖所示,為兩個有界勻強磁場,磁感應強度大小均為B,方向分別垂直紙面向里和向外,磁場寬度均為L,距磁場區域的左側L處,有一邊長為L的正方形導體線框,總
38、電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直,現用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區域,以初始位置為計時起點,規定:電流沿逆時針方向時的電動勢E為正,磁感線垂直紙面向里時磁通量的方向為正,外力F向右為正。則以下關于線框中的磁通量、感應電動勢E、外力F和電功率P隨時間變化的圖象正確的是 ( D )EtBtAtPDtFC0000vBB B2.(郴州市2009屆高三調研試題)如圖所示,兩條柔軟的導線與兩根金屬棒相連,組成閉合電路,且上端金屬棒固定,下端金屬棒自由懸垂如果穿過回路的磁場逐漸增強,下面金屬棒可能的運動情況是 ( C ) A向左擺動 B向右擺動C向上運動 D不動NLR+R1R2R3聲控5V3.(09
39、·三校模擬)如圖所示是一個基本邏輯電路。聲控開關、光敏電阻、小燈泡等元件構成的一個自動控制電路。該電路的功能是在白天無論聲音多么響,小燈泡都不會亮,在晚上,只要有一定的聲音,小燈泡就亮。這種電路現廣泛使用于公共樓梯間,該電路虛線框N中使用的是門電路則下面說法正確的是 ( A )AR2為光敏電阻,N為與門電路BR2為光敏電阻,N 為或門電路CR2為光敏電阻,N為非門電路DR2為熱敏電阻,N為非門電路4.(09·啟東中學模擬)在如下圖所示的靜電實驗電路中,已知電容器的電容C1=C2=C3,電源的電動勢為E,內阻為r,電壓表的內阻為10k,當電路達到穩定狀態后,則 ( D )A電
40、壓表和靜電計上的電勢差相等,都是E2B電壓表上電勢差比靜電計上的電勢差大些C靜電計上電勢差為零D電壓表上電勢差為零5.(09·崇文模擬)圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示電壓按正弦規律變化,下列說法正確的是 ( D )01234311311u/Vt/(102 s)圖甲01234311311u/Vt/(102 s)圖乙A圖甲表示交流電,圖乙表示直流電 B兩種電壓的有效值都是311VC圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u220sin100t(V)D圖甲所示電壓經原、副線圈匝數比為10:1的理想變壓器變壓后,功率比為1:16.(郴州市2009屆高三調研試題)如圖所示,在電路兩端接上交
41、變電流,保持電壓不變,使頻率增大,發現各燈的亮暗變化情況是:燈l變暗、燈2變亮、燈3不變,則M、N、L處所接元件可能是 ( C )MNLU123 AM為電阻,N為電容器,L為電感器 BM為電阻,N為電感器,L為電容器 CM為電感器,N為電容器,L為電阻 DM為電容器,N為電感器,L為電阻7.(09·豐臺模擬)某變電站用原副線圈匝數比為n1:n2的變壓器,將遠距離輸來的電能送到用戶,如圖所示。將變壓器Rabcd看作理想變壓器,當正常工作時,下列說法正確的是 ( C )A. 原副線圈電壓比為n2:n1B原副線圈電流比為n1:n2C原副線圈電壓比為n1:n2D變壓器的輸入功率與輸出功率的比
42、為n1:n28.(09·蘇苑高中模擬)豎直放置的一對平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個帶正電的小球,將平行金屬板按圖所示的電路圖連接,絕緣線與左極板的夾角為。當滑動變阻器R在a位置時,電流表的讀數為I1,夾角為1當滑片在b位置時,電流表的讀數為I2,夾角為2,則 ( D )A BC D9.(09·睢寧中學模擬)在如圖所示的羅輯電路中,當A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時,則在C和D端輸出的電信號分別為 ( C ) (A)1和0(B)0和1(C)1和1(D)0和0NMSPabRP SM N10.(09·西城模擬)如圖,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上。M與
43、電源、開關、滑動變阻器相連,P為滑動變阻器的滑動端,開關S處于閉合狀態。N與電阻R相連。下列說法正確的是 ( AD ) A當P向右移動,通過R的電流為b到aB當P向右移動,通過R的電流為a到bC斷開S的瞬間,通過R的電流為b到aD斷開S的瞬間,通過R的電流為a到b11.(09·睢寧中學模擬)如圖所示,電源內阻不能忽略,安培表、伏特表都是理想電表,當滑動變阻器R的滑動頭從a端滑到b端過程中 (A)VRAa bAV的示數先增大后減小,A示數增大 BV的示數先增大后減小,A示數減小 CV的示數先減小后增大,A示數增大 DV的示數先減小后增大,A示數減小12.(09·天一中學模擬)
44、兩個較大的平行金屬板A、B相距為d,分別接在電壓為U的電源正、負極上,這時質量為m,帶電量為q的油滴恰好靜止在兩板之間,如圖所示,在其他條件不變的情況下,如果將兩板非常緩慢地水平錯開一些,那么在錯開的過程中 ( D )GabABEA油滴將向上加速運動,電流計中的電流從b流向aB油滴將向下加速運動,電流計中的電流從a流向bC油滴靜止不動,電流計中的電流從b流向aD油滴靜止不動,電流計中的電流從a流向b13.(蕪湖一中2009屆高三第一次模擬考試)如圖,線圈L1,鐵芯M,線圈L2都可自由移動,S合上后使L2中有感應電流且流過電阻R的電流方向為ab,可采用的辦法是 ( AC )A使L2迅速靠近L1
45、B斷開電源開關SC將鐵芯M插入 D將鐵芯M抽出14.(09·海淀模擬)如圖甲所示,在空間存在一個變化的電場和一個變化的磁場,電場的方向水平向右(圖甲中由B到C),場強大小隨時間變化情況如圖乙所示;磁感應強度方向垂直于紙面、大小隨時間變化情況如圖丙所示。在t=1s時,從A點沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個粒子,并在此之后,每隔2s有一個相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能擊中C點,若ABBC=l,且粒子由A運動到C的運動時間小于1s。不計空氣阻力,對于各粒子由A運動到C的過程中,以下說法正確的是 ( BCD )t/s丙B0B02468t/s乙E0E02468
46、甲CABv0A電場強度E0和磁感應強度B0的大小之比為3 v0:1 B第一個粒子和第二個粒子運動的加速度大小之比為1:2C第一個粒子和第二個粒子運動的時間之比為:2D第一個粒子和第二個粒子通過C的動能之比為 1:515. (09·西城模擬)某發電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為P0,輸電電壓為U,輸電導線的總電阻為R。則下列說法正確的是 ( BC )A輸電線上的電流 B輸電線上的電流C輸電線上損失的功率 D輸電線上損失的功率 16.(合肥35中2009屆高三物理第一次質量抽測試卷)如圖所示,在磁感強度為B的勻強磁場中,有半徑為r的光滑半圓形導體框架,OC為一能繞O在框架上
47、滑動的導體棒,OC之間連一個電阻R,導體框架與導體棒的電阻均不計,若要使OC能以角速度勻速轉動,則外力做功的功率是: ( C )A. B. C. D.NS17.(09·石景山模擬)用如圖所示的實驗裝置研究電磁感應現象當有電流從電流表的正極流入時,指針向右偏轉下列說法哪些是正確的: ( AC )A當把磁鐵N極向下插入線圈時,電流表指針向左偏轉B當把磁鐵N極從線圈中拔出時,電流表指針向左偏轉C保持磁鐵在線圈中靜止,電流表指針不發生偏轉D磁鐵插入線圈后,將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動,電流表指針向左偏 18.(郴州市2009屆高三調研試題)如圖甲所示,一個閉合矩形金屬線圈abcd從一定
48、高度釋放,且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上。在它進入一個有直線邊界的足夠大的勻強磁場的過程中,取線圈bc邊剛進磁場時t0,則描述其運動情況的圖線可能是圖乙中的 ( ABC )vvvtovtDABBooottC×××××××××乙甲adbcR1SR2U 19.(郴州市2009屆高三調研試題)如圖所示為一理想變壓器,在原線圈輸入電壓不變的條件下,要提高變壓器的輸入功率,可采用的方法是 ( BC )A只增加原線圈的匝數 B只增加副線圈的匝數C只減小用電器R1的電阻 D斷開開關S20.(09·華羅
49、庚中學模擬)右圖為包含某邏輯電路的一個簡單電路圖,L為小燈泡。光照射電阻時,其阻值將變得遠小于R,則下列說法正確的是 ( B )A該邏輯電路是非門電路;當電阻受到光照時,小燈泡L不發光B該邏輯電路是非門電路;當電阻受到光照時,小燈泡L發光C該邏輯電路是與門電路;當電阻受到光照時,小燈泡L不發光D該邏輯電路是或門電路;當電阻受到光照時,小燈泡L發光21.(2009屆安徽省皖南八校高三第一次聯考試卷)如圖所示,兩平行導軌M 、N 水平固定在一個磁感應強度為B、方向豎直向上的勻強磁場中;兩根相同的導體棒、垂直于導軌放置,它們的質量都為m,電阻都為R,導體棒與導軌接觸良好,導軌電阻不計,導體棒與導軌間的動庫擦因數均為.開始時兩導體棒處于靜止狀態現對棒施加一平行于導軌的恒力F(方向如圖所示),使I 棒運動起來關于兩棒的最終的
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