高中物理选修3静电场电磁感应测试题.doc

2016-2017学年度南宫中学期末考试模拟卷（四）学校:_姓名：_班级：_考号：_1如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动中始终能通过各自轨道的最低点M、N，则（ ）A两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN=vMB两小球都能到达轨道的最右端C小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同Da小球受到的电场力一定不大于a的重力，b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力2如图所示，边长为L的正文形线框旋转在光滑绝缘的水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，MN和PQ为磁场边界，磁场宽度为.开始时，线框的顶点d恰在磁场边界上，且对角线bc与磁场边界平行，现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动，则在穿过磁场的过程中，线框中的电流i（以逆时针方向为正）和外力的功率P随时间变化正确的图像为（ ）3关于电场，下列说法中正确的是（ ）A在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷经过的路径上各点的场强一定为零B电场强度的方向一定与电势降落的方向一致C电场中，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大D电场中电势为零的点，电场强度也一定为零4图中是一正点电荷电场中的一条电场线，若在A处由静止释放一带正电的试探电荷.，则（）A该试探电荷将作匀加速直线运动B运动过程中，因电场力作正功，电势能将逐渐减小C根据电场力的功，若计算出AB两点间电势差为U，则当试探电荷电荷量加倍时, AB两点间电势差将变为2UDA点电势可能低于B点电势5如图所示，水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一只内壁光滑的玻璃试管，管的底部M处有一带电小球。在水平拉力F作用下，试管向右做匀速运动时，小球向管口N运动，则（ ）A小球带负电B小球带正电C在小球未从管口出去前，拉力F逐渐变大D在小球未从管口出去前，拉力F保持不变6关于磁场中的磁感应强度，以下说法正确的是（ ）A一电流元或一运动电荷在某一区域不受力，则表明该区域不存在磁场B磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，与放入其中电流元或小磁针无关C若电流元探测到磁场力，则该力的方向即为磁场的方向D当一电流元在磁场中某一位置探测到磁场力F时，可以利用公式B=求出磁感应强度的大小7如图，在xOy坐标系所在的平面中，将一负检验电荷Q由y轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功W；若从a点移至x轴上的c点时，也需克服电场力做功W.那么此空间存在的静电场可能是A存在场强方向沿y轴负方向的匀强电场B存在场强方向沿x轴正方向的匀强电场C处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场D处于第I象限某一位置的负点电荷形成的电场8如图甲所示，在水平面上固定宽d=1m的金属“U”型导轨，右端接一定值电阻R=0.5，其余电阻不计。在“U”型导轨右侧a=0.5m的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。在t=0时刻，质量m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从距导轨右端b=2m开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数=0.1，不计地球磁场的影响，g=10m/s2。用E、I、P、Q分别表示4s内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热，则下列图象正确的是9回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示要使带电粒子射出时的动能增大，则可以（ ）A增大磁场的磁感应强度B增大加速电压C增大D形金属盒的半径D减小狭缝间的距离10阻值较大的电阻R1和R2串联后，接入电压U恒定的电路，如图所示，现用同一电压表依次测量R1与R2的电压，测量值分别为U1与U2，已知电压表内阻与R1、R2相差不大，则( )AU1+U2=U BU1+U2U CU1+U2U DU1U2 R1R211如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2。今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则下列说法正确的是（ ）A电子的运行轨迹为PENCMDPB电子运行一周回到P用时为CB1=4B2DB1=2B212带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如图所示不计空气阻力，则()Ah1h2h3 Bh1h2h3Ch1h2h3 Dh1h3h213磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是_（选填“防止”或“利用”）涡流而设计的，起_（选填“电磁阻尼”或“电磁驱动”）的作用。14如图所示，现有半导体热敏电阻R1、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干。试设计一个温控电路：要求闭合开关后，温度超过某一温度时，电炉丝自动断电；低于某一温度时，又可以自动通电加热。（1）请在图上连线，将热敏电阻R1接入电路。（2）如果要求当温度更高时，电炉丝自动断电，则滑动变阻器的滑动触头应该向 （填“左”或“右”）移动。15一静止的带电粒子电荷量为q，质量为m（不计重力），从P点经电场强度为E的匀强电场加速，运动了距离L之后经A点进入右边的有界磁场B1，穿过B1后再经过空间足够大的磁场B2，B1和B2的磁感应强度大小均为B，方向相反，如图所示，若带电粒子能按某一路径再由点A回电场并回到出发点P，而重复前述过程（虚线为相反方向的磁场分界面，并不表示有什么障碍物），求：（1）粒子经过A点的速度大小；（2）磁场B1的宽度d为多大；（3）粒子在B1和B2两个磁场中的运动时间之比？16(16分)如图所示，在矩形区域ABCD内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0102T，矩形区域AD长为m，AB宽为0.2 m，在AD边中点O处有一放射源，某时刻，放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2l06 m/s的某种带正电粒子，带电粒子质量m=1.610-27 kg，电荷量为q=+3.2l0-19C（不计粒子重力），求：(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)从BC边界射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间；(3)分别从BC边界和CD边界射出粒子数目的比值。17如图所示，电源的电动势E=110V，电阻R1=21，电动机线圈的电阻R0=0.5，当电键S断开时，电阻R1的电功率是525W，当S闭合时，电阻R1 的电功率是336W，求：（1）电源的内阻；（2）当S闭合时流过电源的电流和电动机消耗的功率。18（15分）如图所示，半径为r1的圆形区域内有匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B0、方向垂直纸面向里，半径为r2的金属圆环右侧开口处与右侧电路相连，已知圆环电阻为R，电阻R1= R2= R3=R，电容器的电容为C，圆环圆心O与磁场圆心重合。一金属棒MN与金属环接触良好，不计棒与导线的电阻，电键S1处于闭合状态、电键S2处于断开状态。（1）若棒MN以速度v0沿环向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬间产生的电动势和流过R1的电流。（2）撤去棒MN后，闭合电键S2，调节磁场，使磁感应强度B的变化率, 为常数，求电路稳定时电阻R3在t0时间内产生的焦耳热；（3）在（2）问情形下，求断开电键S1后流过电阻R2的电量。模拟卷（四）参考答案1D【解析】解：小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知：FMmgBqv1=m解得：FM=m+mg+Bqv1小球在电场中运动，在最低点受力分析可知：FNmg=m解得：FN=m+mgA、C、由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小较小，所以在电场中运动的时间也长，故A，C错误；B、由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道的另一端，而电场力对小球做负功，所以小球在达到轨道另一端之前速度就减为零了，故不能到达最右端，故B错误；D、如果重力小于电场力，则小球不能到达最低端，所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力，而洛伦兹力跟速度有关系，所以有可能大于b的重力，如果重力小于电场力，则小球不能到达最低端，所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力，而洛伦兹力跟速度有关系，所以有可能大于b的重力如果重力小于电场力，则小球不能到达最低端，所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力，而洛伦兹力跟速度有关系，所以有可能大于b的重力由于受到电场力作用的小球能到达最低点，则电场力不可能大于重力，否则不能自动到达最低点；因光滑，则洛伦兹力对小球运动没有影响，而洛伦兹力与速度有关，因此洛伦兹力可能大于重力，故D正确；故选：D【点评】伦兹力对小球不做功，但是洛伦兹力影响了球对轨道的作用力，在电场中的小球，电场力对小球做功，影响小球的速度的大小，从而影响小球对轨道的压力的大小2A【解析】则楞次定律可得开始时电流方向为正，由线框匀速运动，电动势均匀变化，而回路电阻不变，所以电流在每个单调变化时间内呈线性变化。所以A正确，B错误；因为线框匀速运动，由能量守恒知，外力的功率与线框中电流的电功率大小相等，因回路电阻不变，而电流线性变化，所以功率是非线性变化的，所以CD均错误。3C【解析】试题分析:A、在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，电场力始终不做功，知a、b两点间的电势差为0，而电场强度不为零，故A错误B、根据U=Ed知，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故B错误C、由知电势高的地方，正电荷在该点具有的电势能大，负电荷在该点具有的电势能小，选项C正确。D、在强度为零的区域，由于电势是相对的，电势零点可人为选择，所以电势不一定为零，故D错误故选C考点：考查电场线、等势线、电场强度、电场力做功、电势、电势能。4B【解析】5BC【解析】6B【解析】试题分析：磁感线可以直观反映磁场的强弱，磁感线较密的地方，磁感应强度大；而B=只有在B与I相互垂直时才能适用，而当BI平行时，导线不受力解：A、若导线与磁场平行，则即使磁感应强度大，通电导线也不会受磁场力，故A错误；B、D、物理学上用一小段通电导线垂直于磁场方向放在某点时，受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值来表征该点磁场的强弱，故B正确，D错误；C、根据左手定则可知，通电导线在磁场中的受力方向与该处磁感应强度的方向垂直故C错误；故选：B【点评】本题为初学磁场时的难点所在，要注意明确只有导线垂直于磁场时，才能利用B=求解磁感应强度7ACD【解析】试题分析：从A点移动点电荷到B和到C克服电场力做功一样多。说明BC两点是等电势的，即二者在一个等势面上，若是匀强电场，则是等势面，电场线垂直轴即沿y轴方向，根据负电荷从A移动到B需克服电场力做功说明电场沿y轴负方向，选项A对B错。若是点电荷形成的电场，则bc到源电荷距离相等，即源电荷在bc的垂直平分线上，如果是正点电荷形成的电场，则要求正点电荷到a点距离小于到bc距离即可满足从a移动到b克服电场力做功，如果是负点电荷形成的电场，则要求负点电荷到a点距离大于到bc距离即可满足从a移动到b克服电场力做功，综上，选项CD正确。考点：匀强电场和点电荷电场 电场力做功 等势面8AB【解析】试题分析：因为在进入磁场前回路中没有电流产生，并且0 2s内磁感应强度不变化，回路的磁通量不变化，没有感应电动势产生，故不会从t=0时刻就产生电热，D错误；在进入磁场前导体棒做匀减速直线运动，加速度为，导体棒速度减小到零所需的时间为，停止前发生的位移为，所以在进入磁场前导体棒就已经停止运动，所以回路中的感应电流是因为磁感应强度发生变化产生的，在时，磁感应强度发生变化，产生感应电动势，有了感应电流，根据法拉第电磁感应定律可得，感应电流，过程中的电功率为（但是是从才开始有的），故AB正确C错误；考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】关键是需要判断，回路中的感应电流是由于什么原因产生的，二在计算电动势的时候需要清楚中的面积为有效面积，9AC【解析】试题分析：回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关解：由qvB=m，解得v=则动能EK=mv2=，则知带电粒子的最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能故A、C正确，B、D错误故选：AC【点评】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关10C【解析】试题分析：电压表在测量过程中相当于一个用电器，于电路并联后，并联的总电阻减小，电阻两端的电压减小，所以测量出来的电压小于实际电压，故，C正确；考点：考查了欧姆定律的应用 11D【解析】试题分析：电子带负电，在垂直纸面向内的磁场中运动时，由左手定则知，电子做顺时针的偏转，故轨迹为PDMCNED,A错；由轨迹知，由半径公式知：,C错、D对；电子运行一周回到P点用时为，B错。考点:带电粒子在磁场中的运动（周期公式、半径公式）。【名师点睛】半径和周期公式：（vB）12D【解析】由竖直上抛运动的最大高度公式得：h1；当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，由能量守恒得：mgh2Ekmvmgh1，所以h1h2；当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v2gh3，所以h1h3，选项D正确13【小题1】利用【小题2】电磁阻尼【解析】磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是利用涡流而设计的，当线圈转动时，产生感应电流，受到安培力，使指针迅速稳定，起电磁阻尼的作用故答案为：利用 ，电磁阻尼14（1）（2） 右 【解析】分析：电热丝是否工作，导致了温度的变化，温度的变化又导致了电磁铁是否吸引衔铁，从而决定工作电路是否接通即：电热丝是否工作由此构成了一个自动控制温度的自动控制装置解答：解：（1）当温度低于设计值时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下移动，电热丝通电加热，电热丝所在的电路接通当温度高于设计值时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，衔铁向上移动，K断开，电热丝停止工作，电热丝所在的电路断开由此设计电路如下图：（2）如果要求当温度更高时，电炉丝自动断电，则滑动变阻器的滑动触头应该向右移动，使电路中电阻变大，点评：水温度的变化是由电热丝是否工作引起的，而温度的变化又决定了电热丝是否工作，这样形成了一个相互影响的自动控制装置理解此装置的工作过程是解此题的关键15（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）带电粒子由P到A的过程，由动能定理，有：在A点的速度大小为：（2）带电粒子在磁场B1和B2中均做圆周运动，运动轨迹如图所示，O1、O2、O3为三段圆弧所对的圆心由得：设O1O2O3为2，在RtO1MN中，有：，左边磁场宽度为：（3）粒子在左边磁场中的两段圆弧所对应的圆心角为：在右边磁场中一段圆弧所对应的圆心角为：由于周期相同，故而左右两个磁场中的运动时间之比为：答：（1）粒子经过A点的速度大小是；（2）磁场B1的宽度d为；（3）粒子在B1和B2两个磁场中的运动时间之比是【点评】本题是带电粒子在组合场中运动的问题，解题关键是画出粒子的运动轨迹，