2025年高三物理上学期电磁学综合复习试题

2025年高三物理上学期电磁学综合复习试题一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）关于电场强度与电势的关系，下列说法正确的是（）A.电场强度为零的位置，电势一定为零B.电势为零的位置，电场强度一定为零C.电场强度沿电场线方向逐渐减小的区域，电势一定沿电场线方向逐渐降低D.电场强度大的地方，电势一定高如图所示，平行板电容器两极板水平放置，板间存在竖直向下的匀强电场。一带电油滴在极板间运动时所受空气阻力与速率成正比。若两极板电压为零，油滴以速率v匀速下降；若电压为U时，油滴以速率v匀速上升。当电压为-U时，油滴匀速运动的速度大小和方向为（）A.2v，向下B.2v，向上C.3v，向下D.3v，向上矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，规定磁场方向垂直纸面向里为正，感应电流顺时针方向为正。磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则线框中感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是（）一长直导线通有恒定电流I，在其正下方有一矩形线框abcd，线框与导线在同一竖直平面内，线框从静止开始自由下落，在下落过程中线框平面始终与导线平行。关于线框中感应电流的方向，下列说法正确的是（）A.线框始终有顺时针方向的感应电流B.线框始终有逆时针方向的感应电流C.线框先有顺时针方向的感应电流，后有逆时针方向的感应电流D.线框先有逆时针方向的感应电流，后有顺时针方向的感应电流如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从磁场边界上的A点以速度v沿半径方向射入磁场，粒子在磁场中运动的轨迹半径为r。若粒子从A点射入后能从磁场边界上的B点射出，且A、B两点间的距离为R，则r的值为（）A.(\frac{\sqrt{3}}{3}R)B.(\frac{\sqrt{2}}{2}R)C.(\sqrt{3}R)D.(\sqrt{2}R)关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）A.穿过闭合回路的磁通量变化越快，回路中感应电动势越大B.穿过闭合回路的磁通量越大，回路中感应电流越大C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.闭合回路在磁场中运动时，一定能产生感应电流如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=2:1，原线圈接在电压为U的交流电源上，副线圈接有电阻R和理想二极管D（二极管具有单向导电性，即只允许电流从正极流向负极）。下列说法正确的是（）A.副线圈两端电压的有效值为U/2B.通过电阻R的电流方向周期性变化C.电阻R消耗的电功率为U²/(8R)D.若将二极管短路，电阻R消耗的电功率变为原来的2倍如图所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L，左端接有电阻R，导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，在水平拉力F作用下以速度v向右匀速运动。下列说法正确的是（）A.金属棒ab中的感应电流方向为从a到bB.金属棒ab两端的电压为BLvC.拉力F的大小为B²L²v/(R+r)D.电阻R消耗的电功率为B²L²v²/(R+r)二、实验题（本题共2小题，共18分）（8分）某同学用如图所示的装置探究电磁感应现象中感应电流的方向与磁通量变化的关系。实验步骤如下：（1）将灵敏电流计、线圈A、线圈B、电源、开关和滑动变阻器按图连接成电路，其中线圈A与电源、开关、滑动变阻器串联，线圈B与灵敏电流计串联，且线圈A套在线圈B内。（2）闭合开关，观察灵敏电流计指针的偏转方向。（3）保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向右移动，观察灵敏电流计指针的偏转方向。（4）断开开关，观察灵敏电流计指针的偏转方向。回答下列问题：（1）步骤（2）中，闭合开关瞬间，线圈B内的磁通量________（填“增加”或“减少”），灵敏电流计指针向右偏转，则此时线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中磁场方向________（填“相同”或“相反”）。（2）步骤（3）中，滑动变阻器滑片向右移动时，线圈A中的电流________（填“增大”或“减小”），线圈B内的磁通量________（填“增加”或“减少”），灵敏电流计指针将向________（填“左”或“右”）偏转。（3）步骤（4）中，断开开关瞬间，灵敏电流计指针的偏转方向与步骤（2）中________（填“相同”或“相反”）。（10分）某实验小组要测量一未知电阻Rx的阻值，实验室提供的器材有：电源（电动势E约为3V，内阻不计）、电流表（量程0~0.6A，内阻RA=0.5Ω）、电压表（量程0~3V，内阻RV约为3kΩ）、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、开关、导线若干。（1）为了尽可能准确地测量Rx的阻值，且要求电表的读数范围尽可能大，应选择图中的________（填“甲”或“乙”）电路。（2）根据所选电路，用笔画线代替导线将图丙中的实物图连接完整。（3）某次实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则Rx的测量值表达式为Rx=（用U、I、RA或RV表示）。（4）若实验中所用的电压表内阻RV=3kΩ，Rx的真实值为10Ω，则采用上述电路测量时，测量值与真实值的相对误差为%（结果保留一位小数）。三、计算题（本题共4小题，共50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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）（12分）如图所示，在真空中，电荷量为Q的点电荷固定在原点O处，另一电荷量为q、质量为m的带正电粒子在库仑力作用下绕O点做匀速圆周运动，轨道半径为r。已知静电力常量为k，万有引力常量为G。求：（1）粒子做匀速圆周运动的线速度大小v；（2）粒子做匀速圆周运动的周期T；（3）若粒子的质量m=1.0×10⁻²⁶kg，电荷量q=1.6×10⁻¹⁹C，轨道半径r=1.0×10⁻¹⁰m，Q=1.6×10⁻¹⁹C，求粒子的线速度大小v（结果保留两位有效数字）。（12分）如图所示，平行板电容器的两个极板水平放置，板间距离为d，电容为C，两极板间有一带电荷量为q、质量为m的带电油滴，油滴恰好静止在极板间。已知重力加速度为g，不计空气阻力。（1）判断油滴的带电性质，并求出两极板间的电势差U；（2）若将两极板间的电压增大为原来的2倍，油滴将向上做匀加速运动，求油滴的加速度大小a；（3）在（2）的情况下，经过时间t，油滴的速度大小v为多少？（13分）如图所示，在坐标系xOy中，第一象限内存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；第四象限内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带电荷量为q、质量为m的带正电粒子从坐标原点O以速度v沿x轴正方向射入电场，粒子在电场中运动一段时间后进入磁场，最后从磁场中射出。已知粒子从磁场中射出时的速度方向与x轴负方向的夹角为θ=60°，不计重力。求：（1）粒子在电场中运动的时间t1；（2）粒子进入磁场时的速度大小v'；（3）粒子在磁场中运动的轨迹半径r和运动时间t2。（13分）如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，导轨间距为L，上端接有电阻R，导轨所在空间存在方向垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，从静止开始沿导轨下滑，金属棒ab与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，重力加速度为g。（1）求金属棒ab下滑过程中的最大速度vm；（2）当金属棒ab的速度为v（v<vm）时，求金属棒ab的加速度大小a；（3）若金属棒ab从静止开始下滑到达到最大速度vm的过程中，通过电阻R的电荷量为q，求此过程中电阻R产生的焦耳热Q。四、选考题（共10分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分）【选修3-1】（10分）如图所示，一长直导线通有恒定电流I，在其右侧有一矩形线圈abcd，线圈与导线在同一平面内，线圈的ab边与导线平行，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈到导线的距离为d。已知电流I产生的磁场在距离导线r处的磁感应强度大小为B=kI/r（k为常量）。（1）求通过矩形线圈的磁通量Φ；（2）若线圈以速度