河北省石家庄市正定中学高二物理上学期第四次月考试卷（含解析）.doc

2015-2016学年河北省石家庄市正定中学高二（上）第四次月考物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分1-8题为单项选择题，9-12为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）1对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”人们假定，在n极上聚集着正磁荷，在s极上聚集着负磁荷由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同若用h表示磁场强度，f表示点磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )af=bh=ch=fqmdqm=hf2如图所示电路为演示自感现象的实验电路实验时，先闭合开关s，电路达到稳定后，通过线圈l的电流为i1，通过小灯泡l2的电流为i2，小灯泡l2处于正常发光状态以下说法正确的是( )as闭合后，l1灯缓慢变亮，l2灯立即亮bs闭合后，通过线圈l的电流逐渐增大到稳定值cs断开后，小灯泡l2中的电流由i1逐渐减为零，方向与i2相反ds断开后，小灯泡l2立刻熄灭3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”形图线则以下说法正确的是( )a电子的运行轨迹为pencmdpb电子运行一周回到p用时为t=cb1=4b2db1=2b24如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足b=kt，方向如图测得a环中感应电流强度为i，则b环和c环内感应电流强度分别为( )aib=i、ic=0bib=i、ic=2icib=2i、ic=2idib=2i、ic=05如图所示，一根中g=0.1n，长l=1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成60角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过i=1a的电流时，两根弹簧比原长各缩短了x=0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小b=0.4t，则( )a导体中电流的方向为bab每根弹簧的弹力大小为0.05nc弹簧的劲度系数k=5n/md若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m6如图所示，在平行金属板a、b间分布着正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个质子以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，恰能沿oo做直线运动则( )aa板的电势低于b板的电势b电子以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，运动轨迹将向a板偏转c氦原子核he以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，仍沿oo做直线运动d氦原子核he以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从右端入射，仍沿oo做直线运动7空间存在着沿竖直方向的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，如图甲所示，设甲图中线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向要想在线圈中产生如图乙所示的感应电流，图丙中能正确表示线圈中磁感应强度随时间变化的图线是( )abcd8如图所示，质量为m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上一电阻为r，质量为m的导体棒pq放置在导轨上，始终与导轨接触良好，pqbc构成矩形棒与导轨间光滑、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱导轨bc段电阻为r，长为l，其他部分电阻不计以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为b在t=0时，一水平向左的拉力f垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a则( )af与t成反比bf与t2成正比c当t达到一定值时，qp刚好对轨道无压力d若f=0，pqbc静止，ef左侧磁场均匀减小，当达到一定值时，qp刚好对轨道无压力9用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率=k（k0），则( )a圆环具有扩张的趋势b圆环中产生逆时针方向的感应电流c圆环中感应电流的大小为d图中a、b两点之间的电势差uab=|kr2|10等腰梯形导线框从位于匀强磁场上方一定高度处自由下落，已知下落过程两平行边始终竖直，左平行边长为a，右平行边长为2a从导线框进入磁场开始计时，位移为时，导线框做匀速运动则从导线框刚进入磁场开始，下列判断正确的是( )a在0这段位移内，导线框可能做匀加速运动b在这段位移内，导线框减少的重力势能最终全部转化为内能c在2a这段位移内，导线框可能做减速运动d在0与2a位移内，导线框受到的安培力方向相同11在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力f作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流it和ft图象正确的是（以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为）( )abcd12如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场b和平行纸面且与竖直平面夹角为45的斜向下的匀强电场e，有一质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的p点从静止开始自由下落，当小球运动到复合场内时刚好做直线运动，那么( )a小球在复合场中一定做匀速直线运动b磁感应强度，场强c若换成带正电的小球，小球仍可能做直线运动d若同时改变小球的比荷与初始下落高度h，小球仍能沿直线通过复合场二、填空题：本题3个小题，其中第13题2分，第14题4分，第15题12分13有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度用它测量一小球的直径，如图所示的读数是_mm14在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：a小灯泡“6v 3w”，b直流电源68vc电流表（量程3a，内阻约0.2）d电流表（量程0.6a，内阻约1）e电压表（量程6v，内阻约20k）f电压表（量程20v，内阻约60k）g滑动变阻器（020、2a ）h滑动变阻器（1k、0.5a）（1）实验所用到的电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_（填字母代号）（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图15某同学要测量一电池的电动势和内阻，实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表该多用电表的内部结构原理如图1所示，其电流表的量程分别为100ma和1a（1）该同学先将选择开关s接“5”，用这个多用电表粗测电池的电动势，则他应该用b表笔连接电池的_极（填“正”或“负”）（2）接下来该同学使用多用电表的电流档（内阻不计），采用如图2所示的电路进行实验，并得到了表格中数据：实验次数12345r/246810i/a0.830.460.310.240.19（1/i）a11.202.193.204.215.20（1/r）10.500.250.170.130.10根据表格中数据可知，该同学实验时，多用电表的档位选择开关应接_（填“1”或“2”）（3）根据表中提供的实验数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作_图象air b.r ci d.（4）根据这些实验数据，在图3坐标纸上做出适当的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是_v，内电阻为_三、计算题（本题共4小题，共43分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位）16磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积的边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为i的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为u求：（1）导体上、下侧面哪个电势较高？（2）磁场的磁感应强度是多大？17水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻r1和r2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距l=0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为b=1t，一根电阻为0.2的导体棒pq跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻r1=0.3，r2=0.6，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好求：（1）导体棒pq中产生的感应电流的大小；（2）导体棒pq上感应电流的方向；（3）导体棒pq向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率18如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为b，方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的a点水平向右抛出，经x轴上的m点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的n点第一次离开电场和磁场，mn之间的距离为l，小球过m点时的速度方向与x轴的方向夹角为不计空气阻力，重力加速度为g，求（1）电场强度e的大小和方向；（2）小球从a点抛出时初速度v0的大小；（3）a点到x轴的高度h19（14分）如图光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆在竖直平面内有间距为l的足够长的平行金属导轨pq、ef，在qf之间连接有阻值为r的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为b0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端qf处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为g），求：（1）电阻r中的感应电流方向；（2）重物匀速下降的速度v；（3）重物从释放到下降h的过程中，电阻r中产生的焦耳热qr；（4）若将重物下降h时的时刻记作t=0，速度记为v0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度b怎样随时间t变化（写出b与t的关系式）2015-2016学年河北省石家庄市正定中学高二（上）第四次月考物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分1-8题为单项选择题，9-12为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）1对磁现象的研究中有一种“磁荷观点”人们假定，在n极上聚集着正磁荷，在s极上聚集着负磁荷由此可以将磁现象与电现象类比，引入相似的概念，得出一系列相似的定律例如磁的库仑定律、磁场强度、磁偶极矩等在磁荷观点中磁场强度定义为：磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，其方向与正磁荷在该处所受磁场力方向相同若用h表示磁场强度，f表示点磁荷所受磁场力，qm表示磁荷量，则下列关系式正确的是( )af=bh=ch=fqmdqm=hf【考点】磁感应强度【分析】磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，运用类比思想，类比电场强度的定义公式e=列式分析即可【解答】解：题目已经说明磁场强度的大小等于点磁荷在该处所受磁场力与点磁荷所带磁荷量的比值，故：h=故选：b【点评】本题关键是读懂题意，运用类比思想理解题意，根据题意列式分析即可，基础题目2如图所示电路为演示自感现象的实验电路实验时，先闭合开关s，电路达到稳定后，通过线圈l的电流为i1，通过小灯泡l2的电流为i2，小灯泡l2处于正常发光状态以下说法正确的是( )as闭合后，l1灯缓慢变亮，l2灯立即亮bs闭合后，通过线圈l的电流逐渐增大到稳定值cs断开后，小灯泡l2中的电流由i1逐渐减为零，方向与i2相反ds断开后，小灯泡l2立刻熄灭【考点】自感现象和自感系数【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析【解答】解：ab、闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，l2灯先亮，l1灯后亮，且亮度逐渐增加，直到稳定下来故a正确，b正确cd、待电路稳定后断开开关，两个灯泡构成回路，线圈l产生自感电动势，阻碍原电流的减小，回路电流逐渐减小，小灯泡l2中的电流由i1逐渐减为零，方向与i2相反两灯都不会立刻熄灭，故c正确，d错误故选：abc【点评】对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源3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”形图线则以下说法正确的是( )a电子的运行轨迹为pencmdpb电子运行一周回到p用时为t=cb1=4b2db1=2b2【考点】洛仑兹力【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据左手定则判断电子的绕行方向，根据周期公式分三个部分求解运动一周的时间，根据半径关系求解两磁场的关系【解答】解：a、根据左手定则可知：电子从p点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场b1时，受到的洛伦兹力方向向上，所以电子的运行轨迹为pdmcnep，故a错误；b、电子在整个过程中，在匀强磁场b1中运动两个半圆，即运动一个周期，在匀强磁场b2中运动半个周期，所以t=+，故b错误；c、d、由图象可知，电子在匀强磁场b1中运动半径是匀强磁场b2中运动半径的一半，根据r=可知，b1=2b2，故c错误，d正确故选：d【点评】本题是带电粒子在磁场中运动的问题，要求同学们能根据左手定则判断洛伦兹力的方向，能结合几何关系求解，知道半径公式及周期公式，难度适中4如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足b=kt，方向如图测得a环中感应电流强度为i，则b环和c环内感应电流强度分别为( )aib=i、ic=0bib=i、ic=2icib=2i、ic=2idib=2i、ic=0【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律【专题】电磁感应功能问题【分析】先判断圆环中有无感应电流产生，再根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的关系，再分析感应电流的关系【解答】解：c环中穿过圆环的磁感线完全抵消，磁通量为零，保持不变，所以没有感应电流产生，则ic=0根据法拉第电磁感应定律得：e=ks，s是有效面积则得es，所以a、b中感应电动势之比为ea：eb=1：2，根据欧姆定律得知，ib=2ia=2i故选d【点评】本题关键是：一要掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，二是掌握法拉第电磁感应定律，理解式中s是有效面积，即有磁场穿过的面积5如图所示，一根中g=0.1n，长l=1m的质量分布均匀的导体ab，在其中点弯成60角，将此导体放入匀强磁场中，导体两端a、b悬挂于两相同的弹簧下端，弹簧均为竖直状态，当导体中通过i=1a的电流时，两根弹簧比原长各缩短了x=0.01m，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小b=0.4t，则( )a导体中电流的方向为bab每根弹簧的弹力大小为0.05nc弹簧的劲度系数k=5n/md若导体中不通电流，则弹簧伸长0.02m【考点】安培力；胡克定律【分析】通过金属棒受重力、弹力、安培力平衡，可知安培力f与重力g大小关系知道了安培力的方向，根据左手定则判断电流的方向根据受力平衡，求出弹簧的弹力与劲度系数【解答】解：a、由题意知通电后弹簧比原长缩短了，说明安培力方向向上，由左手定则可知，电流方向由ba，故a正确；b、通电后，ab导体的有效长度为l=l=0.5m，受到的安培力为f=bil=0.410.5n=0.2n f+2f弹=mgf弹=，故b正确；c、f弹=kxk=，故c正确d、导线不通电，则2kx=mgx=，故d错误故选：abc【点评】解决本题的关键通过受力分析，得知安培力的方向、大小，从而求出磁感应强度的大小以及会利用左手定则判断电流的方向6如图所示，在平行金属板a、b间分布着正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个质子以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，恰能沿oo做直线运动则( )aa板的电势低于b板的电势b电子以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，运动轨迹将向a板偏转c氦原子核he以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从左端入射，仍沿oo做直线运动d氦原子核he以初速度v0垂直于电场和磁场沿oo从右端入射，仍沿oo做直线运动【考点】带电粒子在混合场中的运动【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】质子带正电，由左手定则判断洛伦兹力方向，因质子做匀速直线运动，即可判断出电场力方向，从而确定出两极板电势高低由平衡条件列方程，可得到电子和he以初速度v0垂直于电磁场沿oo从左端入射，受力也平衡，也做匀速直线运动【解答】解：a、由左手定则判断得知质子所受的洛伦兹力方向向上，质子做直线运动，所受的电场力方向应向下，故a的电势高于b板的电势故a错误bc、对于电子，由平衡条件得：qv0b=qe，则得v0b=e，可见此式与带电粒子的质量、电荷量、电性无关，所以当电子和he也以初速度v0垂直于电磁场沿oo从左端入射，洛伦兹力与电场力也平衡，也沿oo作直线运动，故b错误，c正确d、由上分析可知，当he以初速度v0垂直于电磁场沿oo从右端入射，洛伦兹力方向向下，电场力方向也向下，它将向下偏转，不可能沿oo作直线运动故d错误故选：c【点评】本题考查对速度选择器原理的理解，关键掌握当洛伦兹力与电场力二力平衡时，粒子才能沿直线通过速度选择器，注意入射的速度方向是解题的关键7空间存在着沿竖直方向的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，如图甲所示，设甲图中线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向要想在线圈中产生如图乙所示的感应电流，图丙中能正确表示线圈中磁感应强度随时间变化的图线是( )abcd【考点】法拉第电磁感应定律【专题】电磁感应与图像结合【分析】根据图乙所示电流方向由楞次定律判断磁感应强度方向与变化趋势，然后分析答题【解答】解：由图乙所示可知，在01s内，电流是正的，即从上向下看，沿顺时针方向，电流大小是定值，则磁感应强度均匀变化，在12s内，感应电流为零，则磁感应强度不变，在24s内，感应电流是负的，即沿逆时针方向，电流大小不变，则磁感应强度随时间均匀变化；a、根据图示图象，由楞次定律可知，01s内感应电流感应电流沿顺时针方向（从上向下看），在12s内磁感应强度不变，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为零，在24s内，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，符合题意，故a正确；b错误；c、由图示图示可知，在12s内，磁感应强度是变化的，穿过线圈的磁通量是变化的，线圈中有感应电流，不符合题意，故c错误；d、根据图示图象，由楞次定律可知，01s内感应电流感应电流逆时针方向（从上向下看），在12s内磁感应强度不变，穿过线圈的磁通量不变，感应电流为零，在24s内，由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，不符合题意，故d错误；故选：a【点评】此类问题不必非要求得电动势的大小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，根据磁感应强度的变化情况可以判断出感应电流是否变化，即可正确解题8如图所示，质量为m的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上一电阻为r，质量为m的导体棒pq放置在导轨上，始终与导轨接触良好，pqbc构成矩形棒与导轨间光滑、棒左侧有两个固定于水平面的光滑立柱导轨bc段电阻为r，长为l，其他部分电阻不计以ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场水平向右，磁感应强度大小均为b在t=0时，一水平向左的拉力f垂直作用在导轨的bc边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a则( )af与t成反比bf与t2成正比c当t达到一定值时，qp刚好对轨道无压力d若f=0，pqbc静止，ef左侧磁场均匀减小，当达到一定值时，qp刚好对轨道无压力【考点】电磁感应中的能量转化；导体切割磁感线时的感应电动势【分析】由公式e=blv求感应电动势，匀变速运动的规律求速度，由闭合电路欧姆定律求出感应电流随时间变化的表达式，得到安培力与时间的关系，对导轨受力分析，牛顿第二定律求f对pq杆，由平衡条件分析fn与t关系，并根据楞次定律与左手定则，来确定安培力方向，从而即可求解cd选项【解答】解：ab、t时刻dc产生的感应电动势 e=blv导轨做初速为零的匀加速运动，v=at则 e=blat；感应电流 i=pq所受的安培力大小 f安=bilpq对两个光滑立柱的总压力大小 fn=f安=bil联立解得：fn=tt对导轨，由牛顿第二定律得：ff安=ma则得：f=ma+t，可知f与t2不成正比，f与t也不成正比故ab错误；c、当t达到一定值时，导致qp的电流，产生的安培力等于其重力，则刚好对轨道无压力，故c正确；d、当ef左侧磁场均匀减小，不论达到什么值时，qp对轨道压力不会为零，因为受到的安培力与重力同向，故d错误故选：c【点评】此题要熟练运用感应电动势公式、闭合电路欧姆定律和运动学规律，得到电流和安培力随时间变化的规律，根据解析式分析压力和f的变化情况，并掌握楞次定律与左手定则的应用，注意与右手定则的区别9用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率=k（k0），则( )a圆环具有扩张的趋势b圆环中产生逆时针方向的感应电流c圆环中感应电流的大小为d图中a、b两点之间的电势差uab=|kr2|【考点】法拉第电磁感应定律；等势面【专题】电磁感应与电路结合【分析】由题意可知，磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势；由闭合电路的欧姆定律可得出ab间的电势差【解答】解：a、由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，故a正确；b、磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为顺时针；故b错误；c、由法拉第电磁感应定律可知，e=kr2，感应电流i=，故c错误；d、与闭合电路欧姆定律可知，ab两点间的电势差为=|kr2|，故d正确；故选：ad【点评】本题考查楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用，注意正确应用楞次定律的两种描述；同时还要注意求磁通量时，面积应为有效面积，本题中不能当作圆的面积来求，而是圆中含有磁通量的部分面积10等腰梯形导线框从位于匀强磁场上方一定高度处自由下落，已知下落过程两平行边始终竖直，左平行边长为a，右平行边长为2a从导线框进入磁场开始计时，位移为时，导线框做匀速运动则从导线框刚进入磁场开始，下列判断正确的是( )a在0这段位移内，导线框可能做匀加速运动b在这段位移内，导线框减少的重力势能最终全部转化为内能c在2a这段位移内，导线框可能做减速运动d在0与2a位移内，导线框受到的安培力方向相同【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力【分析】根据题意，当线圈的位移是时，短边进入磁场，然后结合公式e=blv、f=bil以及功能关系即可做出判定；由右手定则可以判定出感应电流方向；由左手定则判断出安培力的方向【解答】解：a、在线圈开始进入磁场的过程中，线圈切割磁感线的有效长度增大，安培力的有效长度也增大，根据：e=bvl和f=bil可知，在线圈加速的过程中，产生的电动势和安培力都是变化的，所以线圈受到的合外力也是变化的，所以加速度是变化的，线圈做变加速运动故a错误；b、由几何关系可知，当线圈的位移是时，左侧的短边恰好进入磁场，此后线圈切割磁感线的有效长度不变，导线框做匀速运动，动能不变，所以减小的重力势能全部转化为内能故b正确；c、当当线圈的位移是时，左侧的短边恰好开始出磁场，此后线圈切割磁感线的有效长度开始减小，根据e=bvl和f=bil可知，线框受到的安培力减小，小于重力，所以导线框做加速运动故c错误；d、线框进入磁场的整个的过程中，穿过线框的磁通量一直增大，根据楞次定律可知，感应电流将阻碍穿过线框的磁通量的增大，所以安培力的方向一直与线框运动的方向相反，可知在0与2a位移内，导线框受到的安培力方向相同，都与运动的方向相反故d正确故选：bd【点评】本题是电磁感应与电路、力学相结合的题目，分析清楚线框运动过程，应用右手定则、匀变速运动的速度位移公式、e=blv、安培力公式、牛顿第二定律即可正确解题11在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力f作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流it和ft图象正确的是（以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为）( )abcd【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【专题】电磁感应与图像结合【分析】根据楞次定律分析感应电流的方向分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系线框的电阻一定，感应电流与时间成正比；根据安培力的表达式f=，而l=vt，即可求解【解答】解：ab、bc边的位置坐标x在l2l过程，根据楞次定律判断可知感应电流方向沿abcda，为正值线框bc边有效切线长度为l=vt，感应电动势为e=blv=bvtv=bv2t，感应电流i=，即感应电流均匀增大同理，x在2l3l过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿adcba，为负值，感应电流均匀增大a错误，b正确c、在水平拉力f作用下向右匀速穿过磁场区，因此拉力等于安培力，而安培力的表达式f=，而l=vt，则有：f=，f非线性增大，故c错误，d正确；故选：bd【点评】本题关键确定线框有效切割长度与x的关系，再结合数学知识选择图象，注意楞次定律、欧姆定律的应用，及安培力综合表达式应用12如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场b和平行纸面且与竖直平面夹角为45的斜向下的匀强电场e，有一质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的p点从静止开始自由下落，当小球运动到复合场内时刚好做直线运动，那么( )a小球在复合场中一定做匀速直线运动b磁感应强度，场强c若换成带正电的小球，小球仍可能做直线运动d若同时改变小球的比荷与初始下落高度h，小球仍能沿直线通过复合场【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【专题】带电粒子在复合场中的运动专题【分析】小球进入复合场受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为洛伦兹力的大小与速度大小有关，由题意可知该直线运动为匀速直线运动，通过共点力平衡求出磁感应强度和电场强度的大小通过小球的受力判断若小球带正电能否做直线运动【解答】解：a、小球在复合场中受到竖直向下的重力、与电场强度方向相反的电场力和水平向右的洛伦兹力的作用，如图所示其中电场力和重力是恒力，而洛伦兹力的大小与小球的速度大小成正比，若小球做的是变速运动，那么洛伦兹力也是变力，小球的合外力方向也要改变，这与题意不符，所以小球在复合场中一定做匀速直线运动故a正确b、根据小球的平衡条件可得，qvb=mg，又v2=2gh，联立各式解得磁感应强度b=，电场强度e=故b错误c、若换成带正电的小球，则电场力和洛伦兹力同时反向，合力不可能为零故c错误d、若要使小球沿直线通过复合场，小球的合力一定为零，所以一定要满足b=和e=，若同时改变小球 的比荷与初始下落的高度h，以上两个式子不能同时满足，故d错误故选：a【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，通过小球的受力分析小球的运动，难度中等二、填空题：本题3个小题，其中第13题2分，第14题4分，第15题12分13有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度用它测量一小球的直径，如图所示的读数是10.50mm【考点】刻度尺、游标卡尺的使用【专题】实验题【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读【解答】解：游标卡尺的主尺读数为：1cm=10mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为100.05mm=0.50mm，所以最终读数为：10mm+0.50mm=10.50mm故答案为：10.50【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量14在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：a小灯泡“6v 3w”，b直流电源68vc电流表（量程3a，内阻约0.2）d电流表（量程0.6a，内阻约1）e电压表（量程6v，内阻约20k）f电压表（量程20v，内阻约60k）g滑动变阻器（020、2a ）h滑动变阻器（1k、0.5a）（1）实验所用到的电流表应选d，电压表应选e，滑动变阻器应选g（填字母代号）（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线【专题】实验题；恒定电流专题【分析】（1）根据灯泡额定电压与额定功率求出灯泡额定电流，根据额定电流选择电流表；根据灯泡额定电压选择电压表；在保证安全的前提下，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器（2）描绘小灯泡伏安特性曲线电压、电流需要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图【解答】解：（1）灯泡额定电流i=0.5a，电流表应选d；灯泡额定电压6v，电压表应选e；为方便实验操作，减小误差，滑动变阻器应选g（2）描绘灯泡伏安特性曲线滑动变阻器应采用分压接法；灯泡正常工作时电阻为r=12，=12，1666.7，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示故答案为：（1）d；e；g；（2）电路图如图所示【点评】本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图；要掌握实验器材的选取原则，确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图的关键，也是难点15某同学要测量一电池的电动势和内阻，实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表该多用电表的内部结构原理如图1所示，其电流表的量程分别为100ma和1a（1）该同学先将选择开关s接“5”，用这个多用电表粗测电池的电动势，则他应该用b表笔连接电池的负极（填“正”或“负”）（2）接下来该同学使用多用电表的电流档（内阻不计），采用如图2所示的电路进行实验，并得到了表格中数据：实验次数12345r/246810i/a0.830.460.310.240.19（1/i）a11.202.193.204.215.20（1/r）10.500.250.170.130.10根据表格中数据可知，该同学实验时，多用电表的档位选择开关应接1（填“1”或“2”）（3）根据表中提供的实验数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作b图象air b.r ci d.（4）根据这些实验数据，在图3坐标纸上做出适当的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是2.3v，内电阻为0.69【考点】测定电源的电动势和内阻【分析】由电路图可知，电阻r0与电阻箱r串连接入电路，根据闭合电路欧姆定律列式，然后进行公式变形，得到r关系式，结合图象分析可得出电源的电动势及内电阻【解答】解：（1）由图可知，b接内部电源的正极处，说明b是黑表笔，故在测电源时，b表笔应接电源的负极；（2）由表中数据可知，电流表选择1a量程，故表头应并联一个小电阻；故采用先将表头与一电阻串联后，再并联一个小电阻的方式；故应接1；（3）由闭合电路欧姆定律可知：i=为了得出直线，应将公式变形为：=；故应做出r 图象；故选：b；（4）由表达式可知：截距=0.3；斜率k=2.3v；解得：e=2.3v；r=0.69；故答案为：（1）负 （2）1 （3）b （4）2.3；0.69；【点评】本题涉及测定电源电动势和内电阻的实验原理及具体操作，虽然最后的图象处理不是用的伏安法，但都可以用闭合电路欧姆定律列式分析，作出直线图象是关键三、计算题（本题共4小题，共43分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中须明确写出数值和单位）16磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积的边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为i的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为u求：（1）导体上、下侧面哪个电势较高？（2）磁场的磁感应强度是多大？【考点】带电粒子在混合场中的运动；电势【专题】定量思想；方程法；带电粒子在复合场中的运动专题【分析】（1）根据左手定则判断出电子的偏转方向，从而确定电势的高低（2）抓住电子受到的洛伦兹力等于电场力，结合电流的微观表达式求出磁感应强度的大小【解答】解：（1）根据左手定则知，电子向下侧偏转，则导体下表面电势较低，上侧电势高（2）自由电子做定向移动，视为匀速运动，速度设为v，有i=nea2v电子受电场力和洛伦兹力平衡，有e=bev解得b=答：（1）上侧电势高（2）磁场的磁感应强度是【点评】解决本题的关键掌握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道最终电子受电场力和洛伦兹力处于平衡17水平放置的两根平行金属导轨ad和bc，导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻r1和r2，组成矩形线框，如图所示，ad和bc相距l=0.5m，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为b=1t，一根电阻为0.2的导体棒pq跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以4m/s的速度，向右匀速运动，如果电阻r1=0.3，r2=0.6，导轨ad和bc的电阻不计，导体与导轨接触良好求：（1）导体棒pq中产生的感应电流的大小；（2）导体棒pq上感应电流的方向；（3）导体棒pq向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率【专题】电磁感应与电路结合【分析】（1）由e=blv求出pq产生的感应电动势由欧姆定律求出电流（2）由右手定则判断出感应电流方向（3）由安培力公式求出安培力，由平衡条件求出外力，由功率公式求出外力的功率【解答】解：（1）根据法拉第电磁感应定律：e=blv=10.54.0 v=2 v，又r外=0.2，则感应电流的大小 （2）根据右手定则判定电流方向 qp（3）导体棒pq匀速运动，则 f=f磁=bil=150.5 n=2.5 n，故外力做功的功率 p=fv=2.54w=10w答：（1）导体棒pq中产生的感应电流的大小是5a；（2）导体棒pq上感应电流的方向qp；（3）导体棒pq向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率是10w【点评】导体棒切割磁感线产生电动势，相当于电源，两电阻组成外电路，应用e=blv、欧姆定律、安培力公式、功率公式即可正确解题18如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为b，方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的a点水平向右抛出，经x轴上的m点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的n点第一次离开电场和磁场，mn之间的距离为l，小球过m点时的速度方向与x轴的方向夹角为不计