2011-2012学年贵州省高三物理复习测试：电磁学综合训练（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u-t图象.原、副线圈匝数比n₁：n₂=10：1,串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A,则(    )

A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220 V

B.变压器输出端所接电压表的示数为22 V

C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz

D.变压器的输出功率为220 W

2. 难度：简单

如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则(    )

A.电子将沿Ox方向运动

B.电子的电势能将增大

C.电子运动的加速度恒定

D.电子运动的加速度先减小后增大

3. 难度：简单

等离子气流由左方连续以v₀射入P₁和P₂两板间的匀强磁场中,ab直导线与P₁、P₂相连接,线圈A与直导线cd连接.线圈A内有随图乙所示的变化磁场.且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是(    )

A.0~1 s内ab、cd导线互相排斥

B.1~2 s内ab、cd导线互相吸引

C.2~3 s内ab、cd导线互相吸引

D.3~4 s内ab、cd导线互相排斥

4. 难度：简单

在如图的电路中电源电动势为E,内电阻为r.闭合开关S,待电流达到稳定后,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q.现将滑动变阻器的滑动触头从图示位置向a端移动一些,待电流达到稳定后,则与移动前相比(    )

A.U变小             B.I变大

C.Q增大             D.Q减小

5. 难度：简单

如图所示为一理想变压器,原副线圈的匝数之比为1：n,副线圈接一定值电阻R(    )

A.若ab之间接直流电压U,则R中的电流为

B.若ab之间接直流电压U,则原、副线圈中的电流均为零

C.若ab之间接交流电压U,则原线圈中的电流为

D.若ab之间接交流电压U,则副线圈中的电流为

6. 难度：简单

如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时,则下列说法不正确的是(    )

A.电源1和电源2的内阻之比是11：7

B.电源1和电源2的电动势之比是1：1

C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1：2

D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1：2

7. 难度：简单

如图所示,平行于纸面有一匀强电场(电场未画出),在纸面内建了一个直角坐标系xOy,以O为圆心,做半径r=2  cm的圆.如果在圆上任取一点P,设OP与x轴正方向的夹角为θ,P点的电势与θ角函数关系满足φ_P=[8cos(θ-30°)+10] V.则下列说法正确的是(    )

A.当θ=90°时,P点的电势为10 V

B.当θ=330°时,P点的电势与当θ=90°时P点的电势相等

C.该电场强度的方向与x轴负方向成60°角斜向下

D.该圆周上的电势最低点是θ=30°时的P点

8. 难度：简单

如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场边界,有两个质量、电荷量均相等的正、负离子(不计重力),从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成θ角,则正、负离子在磁场运动过程中,下列判断错误的是(    )

A.运动的轨道半径相同

B.重新回到磁场边界时速度的大小和方向都相同

C.运动的时间相同

D.重新回到磁场边界的位置与O点距离相等

9. 难度：简单

如图所示,水平放置的两光滑导轨MN、PQ位于竖直向上的匀强磁场中,导轨电阻不计,质量和电阻阻值完全相同的两根金属棒a和b静止地横放在水平导轨上.现将一水平向右的恒力F作用在棒a上,使两金属棒运动起来,则下列说法中正确的是(    )

A.棒a先做加速度减小的加速运动,而棒b先做加速度增大的加速运动,最终两者一起匀速向前运动

B.棒a先做加速度减小的加速运动,而棒b先做加速度增大的加速运动,最终两者以相同的加速度向前加速运动

C.两棒最终以相同的速度运动,且回路的电流不为零

D.两棒最终以相同的加速度共同运动,此后力F所做的功等于两棒动能的增加

10. 难度：简单

如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒在垂直导轨的方向上搁在导轨上.今使棒以一定的初速度向右运动,到位置c时棒刚好静止.设导轨与棒的电阻均不计,a、b与b、c的间距相等,则金属棒在由a→b和由b→c的两个过程中(    )

A.棒运动的加速度相等

B.通过棒横截面的电量相等

C.棒运动的速度变化量相同

D.回路中产生的热量相等

11. 难度：简单

在图中直角坐标系xOy的一,三象限内有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ从图示位置开始以ω= rad/s的角速度绕O点在xOy平面内沿逆时针方向匀速转动.则在线框转动一周的过程中,线框中感应电动势随时间变化关系大致是下图中的(设沿OPQ的电动势方向为正)(    )

12. 难度：简单

如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F,使杆ab向右运动进入磁场.一段时间后闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.下列关于金属杆ab的v—t图象不可能的是(    )

二、实验题

13. 难度：简单

图示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流I_g=300 μA,内阻R_g=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色.按正确使用方法测量电阻R_x的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则R_x=________kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述R_x,其测量结果与原结果相比将________(填“变大”“变小”或 “不变”).

14. 难度：简单

有一根圆台状匀质合金棒如图甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:

(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________ cm.

(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字表示)

(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R_d=13.3 Ω、R_D=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R²=R_d·R_D,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________.(用ρ、L、d、D表示)

三、计算题

15. 难度：简单

如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量为M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端.(金属棒、导轨的电阻均不计)求:

(1)EF棒下滑过程中的最大速度.

(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?

16. 难度：简单

1932年,劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.

(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;

(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间;

(3)实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制.若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为B_m、f_m,试讨论粒子能获得的最大动能E_km.

17. 难度：简单

如图所示,正方形导线框abcd的质量为m、边长为l,导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内,cd边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场上､下两个界面水平距离为l.已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动.重力加速度为g.

(1)求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小;

(2)请证明:导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率;

(3)求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,导线框克服安培力所做的功.

18. 难度：简单

如图所示,坐标系中第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=10² T,同时有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E₁=10² V/m,第四象限有竖直向上与y轴同方向的匀强电场,场强大小E₂=2E₁=2×10² V/m.若有一个带正电的微粒,质量m=10^-12 kg,电量q=10^-13 C,以水平与x轴同方向的初速度从坐标轴的P₁点射入第四象限,OP₁=0.2 m,然后从x轴上的P₂点穿入第一象限,OP₂=0.4 m,接着继续运动.取g=10  m/s².求:

(1)微粒射入的初速度;

(2)微粒第三次过x轴的位置;

(3)从P₁开始到第三次过x轴的总时间.