第I卷(选择题,共48分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分;1-8题为单选题,只有
一个选项正确;9-12为多选题,有多个选项正确,全选对的得4分,选不全的得2分,错选或不选得0分)1.下列说法正确的是
A.加速度avt、电流IUFR、电场强度Eq都用到了比值定义法
B.基本物理量和基本单位共同组成了单位制
C.法拉第发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值
2.
如图所示,三个相同的灯泡a、b、c和电阻不计的线圈L与内阻不计的电源连接,下列判断正确的是
A.K闭合瞬间,b、c两灯亮度不同B.K闭合足够长时间后,b、c两灯亮度相同
C.K断开瞬间,a、c两灯立即熄灭D.K断开之后,b灯突然闪亮,再逐渐变暗
3.
如图所示,导体杆OP在作用于OP中点且垂直OP的力的作用下,绕O点以O为圆心、半径为r的光滑半圆形导轨在匀强磁场中以一定的角速度转动,磁场的磁感应强度为B,A、O间接有阻值为R的定值电阻,导体杆和导轨电阻不计,回路中的总电功率为P,则
)
( )
((
A.外力的大小为2BrP RB.外力的大小为BrPRC.导体杆旋转的角速度大小为
2PRBr22Br2PRD.导体杆旋转的角速度大小为4.
一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落,进入一水平的匀强磁强区域,然后穿出磁场区域继续下落,如图所示,则( )
5.
A.若线圈进入磁场的过程做加速运动,则离开磁场的过程做减速运动B.若线圈进入磁场的过程做加速运动,则离开磁场的过程也做加速运动C.若线圈进入磁场的过程做减速运动,则离开磁场的过程也做减速运动D.若线圈进入磁场的过程做减速运动,则离开磁场的过程做加速运动一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动.M连接在如图所示的电路中,其中R为滑线变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关。下列情况中,可观测到N向左运动的是( )A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时
6.
如图所示,固定直导线P垂直于纸面,可动通电导线AB用测力计悬挂在导线P的上方,若直导线P中通以垂直纸面指向读者的电流,下列判断中正确的是( )
7.
A.导线A端指向读者,同时测力计读数变大
B.导线B端指向读者,同时测力计读数变大C.导线A端指向读者,同时测力计读数变小D.导线B端指向读者,同时测力计读数变小
如图所示,虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等,方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,磁场宽度均为L。一等腰直角三角形导线框abc,ab边与bc边长度均为L,bc边与虚线边界垂直。现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域,从c点经过虚线P开始计时,以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向,则下列四个图象中能正确表示i-t图象的是( )
8.
A B C D
在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带正电小球,管道半径略大于小球半径,整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电小球一个水平速度
mg
v0,且v0<Bq,则在整个运动过程中,带电小球克服摩擦力所做的功为( )A.0
1mgB.m2qB21
2C.2mv0
2mg12D.mv02qB9.
关于对楞次定律的理解,下列说法中正确地是
A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同C.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反
D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反
10.利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现
测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是( )
( )
A.上表面电势高B.下表面电势高
I
C.该导体单位体积内的自由电子数为edb
BI
D.该导体单位体积内的自由电子数为eUb
11.如图所示直角坐标系xOy,为第四象限内的一点,一质量为m、电量为q
的负电荷(电荷重力不计)从原点O以初速度v0沿y轴正方向射入。第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场,该电荷恰好能通过P点;第二次保持区域磁场不变,而将区域磁场改为沿x方向匀强电场,该电荷仍通过P点( )
A.匀强磁场的磁感应强度BB.匀强磁场的磁感应强度B2amv0qa2b22amv0qa2b2C.电荷从O运动到P,第二次所用时间一定短些
D.电荷通过P点时的速度,第二次与x轴负方向的夹角一定小些12.如图甲所示,水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根光滑导体棒
ab、cd,两棒间用绝缘丝线系住;已知平行导轨MN、PQ间距为L1,导体棒ab、cd间距为L2,导轨电阻可忽略,每根导体棒在导轨之间的电阻为R。开始时匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A.在t0时刻回路中产生的感应电动势EL2B0t0B.在0~t0时间内导体棒中的电流为
L1L2B02Rt02t0L1L2B02C.在时刻绝缘丝线所受拉力为
24Rt0D.在0~t0时间内回路中电流方向是abdca第II卷(非选择题,共52分)
二、实验题(14分)
13.(8分)如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均
为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则两线圈内产生感应电的流方向为___________方向,a、b线圈中感应电动势之比为
___________; a、b线圈中感应电流之比为__________;;a、b线圈中电功率之比为___________。
1H加速到v,使14.(6分)一回旋加速器,在外加磁场一定时,可把质子1它获得动能为Ek,则:
4He加速到的速度为__________;(1)能把粒子2(2)能使粒子获得的动能为____________;
(3)加速粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率比为____________。三、计算题(共38分)
15.(10分)如图所示,有两根足够长、不计电阻,相距为L的平行光滑金属
导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直轨道平面斜向上。现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab,在沿轨道平面上的恒定拉力F的作用下,从底端ce由静止沿轨道向上运动,当ab杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端。已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等。求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.
16.(15分)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的
匀强磁场,一质量为m=5.0×10-8 kg、电量为q=1.0×10-6 C的带电粒子,从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30 cm.(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)求带电粒子到达P点时速度v的大小;
(2)若磁感应强度B=2.0 T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;
(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B′满足的条件.
17.(13分)已知质量为m的带电液滴,以速度v射入互相垂直的匀强电场
E和匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动.如图所示.求:
(1)液滴在空间受到几个力作用;(2)液滴带电荷量及电性;
(3)液滴做匀速圆周运动的半径.
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