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文檔簡介
階段性訓練(三)
考察內容(電場恒定電流磁場)
一.選擇題
1.熔噴布是口罩的中間過濾層(如圖),是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細纖維布.,它能阻隔幾微
米的病毒,這種靜電的阻隔作用屬于()
A.尖端放電B.靜電屏蔽C.靜電吸附D.靜電平衡
2.單位為J/s的物理量是()
A.電功率B.磁感應強度C.磁通量D.電場強度
3.自然科學中很多物理量的表達式都有不止一個,通常都有其定義式和決定式,它們反映人們對自然界
認識的不同層次.定義式側重描述客觀世界,決定式側重對因果關系的解釋.下列表達式中,側重解釋因
果關系的是()
Fn
A.a=-mB.R=I-
C.(p=—D.E=-
4.鋰電池體積小、容量大、電壓穩定,在手機中廣泛應用。它主要依靠鋰離子在正極(含鋰化合物)和
負極(碳材料)之間移動來工作,其原理如圖所示。若某款手機鋰電池的電動勢3.7V,電池容量
40comA-h,正常通話電流400mA,則()
A.正常通話時,電池輸出的功率為1.48W
B.電池充滿電后,手機能正常通話2.7h
C.圖示狀態是電池放電狀態
D.負極積累的鋰離子越多,電池存儲的電能越少
5.如圖所示,在水平向右、大小為E的勻強電場中,在。點固定一電荷量為Q的正點電荷,A、8、C、
。為以。為圓心、半徑為「的同一圓周上的四點,B、。連線與電場線平行,A、C連線與電場線垂直。則
()
\A-、E
A.A點的電場強度大小為於+
B.〃點的電場強度大小為E-k冬
r2
C.。點的電場強度大小不可能為0
D.A、C兩點的電場強度相同
6.三維坐標系),0z平面內有一圓心在坐標原點、半徑為d的均勻帶電細圓環,y軸上產Kd位置有一帶電
量為+9的點電荷,x軸上的2點到圓心。的距離也為若P點場強沿),軸負方向,則關二帶電圓環說
法正確的是()
A.帶正電,電量為竽qB.帶負電,電量為等q
C.帶正電,電量為fqD.帶負電,電量為
7.豎直平面內固定有兩個電荷量均為q(q>0)的點電荷,兩點電荷相距0.6m,。為兩點電荷水平連線的
中點。一?電荷量為-q的帶電小球自。點開始向卜運動,初動能大小為2.0J,其動能為與位移工的關系如圖乙
中曲線I所示,x=0.4m處為曲線的最低點,此時動能大小為1.B5J。直線H為計算機擬合的曲線I的一條
漸近線,其斜率大小為9.0J/m。已知小球可視為質點,運動過程中電荷量保持不變,空氣阻力不計,重力
加速度g=10m/s2,靜電力常量2=9.0xl()9N,m2/c2,則()
A.小球的質量為9.0kg
B.小球的電荷量為q=1.25x10-5C
C.下落到x=0.4m的過程中,小球的加速度先減小后增加
D.下落到x=0.4m的過程中,小球的電勢能增加了約0.15J
8.在距離為L的質子源和靶之間有一電壓為U的勻強電場,質子(初速度為零)經電場加速,形成電流
強度為/的細柱形質子流打到靶上且被靶全部吸收。在質子流中與質子源相距/和4/的兩處,各取一段極
短的相等長度的質子流,其中的質子數分別為H]和電,已知質子質量為〃?、電荷量為e。下列說法正確的
是()
A.九1二4n2
B.每秒打到靶上的質子的總動能為eU
C.質子流對靶的作用力大小為/嚴
D.原子源與靶間的質子總數為?福
9.超導體是一種在溫度降低到特定溫度以下,電阻會突然降為零,且完全排斥磁場的材料。超導體從有
電限的正常態轉變為零電阻的超導態,有兩個重要的臨界參數:臨界溫度女和臨界磁場強度從%臨界溫
度2是在沒有外磁場干擾的理想條件下,超導體從正常態轉變為超導態的溫度。臨界磁場強度He?描述了
超導體在特定溫度下能夠承受的最大外部磁場強度,超過該值后,超導體將從超導態轉變為正常態。已知
某類超導體的臨界磁場強度He與熱力學溫度7的關系為%=%[1-0)],式中是理論上達到絕對
零度時的臨界磁場強度。下列說法正確的是()
A.若溫度低于Tc,超導體一定處于超導態
B.若溫度逐漸升高但不超過女,可以通過減小磁場強度的方式來維持超導態
C.若外加磁場強度大于〃c。,且溫度低于左,則超導體處于超導態
D.若外加磁場強度小于He。,且溫度高于左,則超導體處于超導態
10.如圖所示的U-/圖像中,直線。表示某電源路端電壓與電流的關系圖線,圖線力為電阻R的U-/圖
線。用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,以下說法正確的是()
B.此狀態下R的阻值為2Q
C.此狀態下R的功率為6W
D.此狀態卜電源的總功率為8W
11.霍爾元件被廣泛使用在新能源行業中。圖中左側線圈連接待測電壓U時,霍爾元件將輸出一個電壓值
5卜霍爾元件由我流子為正電荷的材料制成,元件中通入的稱電流/o從“流向江放大示意圖見下部分。
則()
霍爾元件放大示意
A.圖中霍爾元件處有方向向上的磁場
B.圖中霍爾元件前表面c為低電勢面
C.增大待測電壓U,霍爾電壓仍將減小
D.霍爾電壓U”的大小與霍爾電流/o無關
12.如圖所示,三個完全相同的小球隊氏。帶有相同電荷量正電荷,從同一高度由靜止同時開始下落,
當下落某一相同高度后〃球進入水平向左的勻強電場,。球進入垂直紙面向里的勻強磁場,最終它們落到
同一水平地面上,不計空氣阻力,下列判斷正確的是()
<--------XXX
E<--------xxx
<--------xxBx
<--------XXX
/77777777777777777777777777777777777T
A.a、b、c三球同時落地,且落地時三球動能相同
B.方球最后落地,落地時c球動能最大
C.ayc同時落地,落地時尻c動能相同
D.c最后落地,落地時。動能最大
二.多選題
13.如圖所示,直角坐標系xoy中,在OWXWQ的區域內,第一象限有垂直紙面向外的有界勻強磁場從
第四象限有平行于y軸正方向的勻強電場E。將小從。點沿y軸正方向射入,多次經過磁場和電場后從磁
場中垂直右邊界射出。若將出換成動量相同的汨,其余條件不變,則田和汨()
A.在磁場中運動的總路程相同B.在電場中運動的總路程相同
C.在磁場中運動的總時間相同D.在電場中運動的總時間相同
14.兩點電荷M、N分別固定在x=-40cm和坐標原點處,若取無窮遠處電勢為0,則兩點電荷所形成電
場的電勢在x軸正半軸上的分布如圖所示,圖線與x軸交于網處,尸40cm處電勢最低?,F有一正點電荷4
從xo處由靜止釋放,其只在電場力作用下運動。下列說法中正確的是()
B.xo處的電場強度為0
C.點電荷M、N所帶電荷量大小之比為4:1
D.正點電荷q沿x軸正方向運動的過程中,電勢能先減小后增大
15.如圖所示,在傾角為。的固定絕緣斜面上,質量分別為四和叱的兩個物塊P和Q用與斜面平行的絕
緣輕質彈簧相連接,彈簧勁度系數為匕帶電物塊P下表面光滑,不帶電物塊Q下表面粗糙。初始時物塊
P和Q靜止在斜面上,物塊Q恰好不下滑?,F在該空間加上沿斜面向上的勻強電場,物塊P開始沿斜面向
上運動,運動到最高點4時,物塊Q恰好不上滑。下列說法正確的是()
A.物塊P從開始到運動到A點,運動的位移大小為
B.物塊P從開始到運動到A點,運動的位移大小為陋喑陋
C.物塊P所受的電場力大小為2(血1+m2)gsin0
D.若僅將電場強度變為原來的2倍,物塊P運動到4點時的速度大小為迎堂等㈣
三.實驗題
16.某課外活動小組用西紅柿自制了一水果電池組?,F在要測量該電池組的電動勢和內阻(電動勢約為
2V,內阻在IkQ?2kC之間),實驗室現有如下器材各一個
多用電表:歐姆擋(xl,X10,X100,Xlk)
直流電流擋(0-0.5mA,0-1mA,070mA,0~100mA)
直流電壓擋(0~0.5V,0-2.5V,0?10V,0-50V,0-250V,0-500V)
電壓表:(0~3V,0-15V)
電流表:(0~0.6A,。?3A)
滑動變阻器:R[(0?10C),&(C-2000Q)
開關及導線若干。
(1)該小組同學先用多用電表直流電壓“0?2.5V”擋,粗測了電池組的電動勢,指針穩定時如圖甲所示,其示
數為—V(結果保留兩位有效數字);
(2)為了更精確地測量該電池組的電動勢和內阻,采用伏安法測量,應選—測電壓,選—測電流(填電
表名稱和所選量程);滑動變阻器應選—(填電阻符號);
(3)請設計實驗電路,并用線段代替導線將圖乙中相關器材連成實物電路圖。
(4)按正確的步驟規范操作,測出多組U和/的數值,經分析,電動勢E/E心內電阻「港(填
“大于”、“小于”、“等于”)
17.某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。圖甲中,A是一個帶正電的物體,
系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向
的角度顯示出來。他們分別進行了以下操作。
步驟一:把系在絲線上的帶電量不變的小球先后掛在橫桿上的g,P2,P3等位置,比較小球在不同位置所
受帶電物體的靜電力的大小。
步驟二:使小球處于同一位置,增大(或減小)小球所帶電荷量,比較小球所受的靜電力的大小。
(1)圖甲中實驗采用的方法是(填正確選項前的字母)。
A.理想實驗法B.等效替代法
C.微小量放大法D.控制變量法
⑵圖甲實驗表明,電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的減小而(填“增大”“減
小”或“不變。
(3)如圖乙,當小球B靜止時,兩球球心恰好在同一水平面上,細線與豎直方向的夾角為若小球B的質
量為〃7,重力加速度為g,則庫侖力尸與夾角6之間的關系式F=.
四.計算題
is.如圖1所示,真空中的電極K連續不斷地發出電子(電子初速度忽略不計),經恒壓電場&加速后,從
小孔S穿出,沿兩水平正對的平行金屬板A、B間的中軸線射入板間電場。已知A、B板長均為板間距
為d,兩板右邊緣到豎直固定的熒光屏(面積足夠大)的距離為J,熒光屏中心。與A、B間中軸線在同一
水平線上。t=0時刻,A板電勢高于B板電勢,板間電壓U隨時間£變化的關系如圖2所示(其中7已
知),電子穿過A、B兩板間過程中板間電壓視為不變。忽略電子間的相互作用,求:
圖1圖2
⑴要使電子均能從A、B兩板間射出,”的最大值;
(2)當外?。?)中最大值時,熒光屏上的光斑在屏上運動的速度大小。
19.如圖所示,在光滑絕緣水平面上建立xQy直角坐標系,足筋長的收集板置于),軸上。在)>0區域存在
方向豎直向下、磁感應強度大小B=IT的勻強磁場。絕緣擋板MN表面光滑,長度L=2m。一質量
〃曰).1kg,電荷量占0.IC的帶正電小球緊貼擋板放置,初始位置與M端的距離為乩現用擋板推動小球沿
y軸正方向運動,運動中擋板始終平行于x軸,小球緊貼擋板。進入磁場后,擋板保持速度加=2m/s沿),軸
正方向做勻速直線運動,經過一段時間帶電小球離開擋板M端。小球可視為質點,運動中帶電量保持不
變,且到達收集板立即被收集。
y收集板
XXXXXXZXXXXXX
/B
XXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXQX
⑴當仁1.25m時,求帶電小球離開擋板M端時的速度大小V;
⑵調節擋板M端與),軸距離為雙時,無論“多大,都可以讓小球垂直打在收集板上。
①求“0;
②求小球垂直打在收集板上的位置坐標),與d之間的函數關系。
③撤去收集板,在爛切區域施加電場強度£=2V/m,方向沿y軸正方向的勻強電場。當d=lm時,求小球
在磁場區域運動過程中距x軸的最沅距離%。
20.如圖所示,在真空建立坐標系O-xyz,z軸正方向垂宜于紙面向外(未畫出),X。),平面的第二象限內
有邊界互相平行且寬度均為d的六個區域,交替分布著沿),軸負方向的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁
場;°區域存在方向均沿著X軸正方向的勻強磁場和勻強也場(未畫出),磁感應強度大小員=翳,
電場強度大小Ei=等,左為常數?,F將質量為加、電荷量為q的帶正電粒子在邊界P處由靜止釋放,粒
子檜好從坐標原點O進入無>0區域,過。點時速度大小為為、方向與y軸負方向的夾角8=45。。不計粒
子重力,求:
P
d一丁丁
dx軟xxx
dxB沫xxx
〃痣m二匚
dx8()xxxx
°
(1)在平面坐標系xOy的笫二象限中電場強度大??;
(2)在%>0區域內,粒于偏離直力平面的最大距離:
(3)在x>0區域內,粒子偏離%Oy平面距離最大時的x坐標;
(4)在平面坐標系xOy的第二象限中磁感應強度大小殳。
階段性訓練(三)
考察內容(電場恒定電流磁場)
一.選擇題
1.熔噴布是II罩的中間過濾層(如圖),是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細纖維布,它能阻隔幾微
米的病毒,這種靜電的阻隔作用屬于()
A.尖端放電B.靜電屏蔽C.靜電吸附D.靜電平衡
【答案】C
【詳解】體積微小的病毒吸附在帶有靜電的超細纖維布上,屬于靜電吸附。
故選C。
2.單位為J/s的物理量是()
A.電功率B.磁感應強度C.磁通量D.電場強度
【答案】A
【詳解】焦耳為能量單位,秒是時間單位。;寫成對應的表達式為由可知,單位為J/S的物理量是
功率。
故選Ao
3.自然科學中很多物理量的表達式都有不止一個,通常都有其定義式和決定式,它們反映人們對自然界
認識的不同層次.定義式側重描述客觀世界,決定式側重對因果關系的解釋.下列表達式中,側重解釋因
果關系的是()
A.B./?=7
C.@=史D.E=-
【答案】A
【詳解】A.加速度是因為力而產生的,蠹加速度?="重解釋因果關系,故A正確;
B.R=一是電阻的定義式,不是決定式,沒有側重解釋因果關系,故B錯誤;
C.<p=如是電勢的定義式,不是決定式,沒有側至解擇因果關系,故C錯誤;
q
D.E=£是電場強度的定義式,不是決定式,沒有側重解釋因果關系,故D錯誤。
q
故選Ao
4.鋰電池體積小、容量大、電壓穩定,在手機中廣泛應用。它主要依靠鋰離子在正極(含鋰化合物)和
負極(碳材料)之間移動來工作,其原理如圖所示。若某款手機鋰電池的電動勢3.7V,電池容量
40C0mAh,正常通話電流400mA,則()
A.正常通話時,電池輸出的功率為1.48W
B.電池充滿電后,手機能正菖通話2.7h
C.圖示狀態是電池放電狀態
D.負極積累的鋰離子越多,電池存儲的電能越少
【答案】C
【詳解】A.正常通話時,電池的總功率為戶口=£7=3.7x0.4W=1.48W
由于存在一定的內阻,所以電池輸出的功率小于1.48W,故A錯誤;
B,電池充滿電后,手機能正常通話時間為亡=多=黑11=1011
故B錯誤:
C.圖示狀態鋰離了從電池負極到正極,即為電池內部的電流方向,故處于放電狀態,故C正確;
D.負極積累的鋰離子越多,電池中充入的電荷量也就越多,存儲的電能越多,故D錯誤。
故選C。
5.如圖所示,在水平向右、大小為E的勻強電場中,在。點固定一電荷量為Q的正點電荷,4、仄C、
。為以。為圓心、半徑為r的同一圓周上的四點,B、D連線與電場線平行,A、C連線與電場線垂直。則
\A、、E
A.A點的電場強度大小為J爐+」專
B.3點的電場強度大小為E-*
C.。點的電場強度大小不可能為0
D.A、C兩點的電場強度相同
【答案】A
【詳解】A.正點電荷。在A點激發的電場強度大小。1=詈
勻強電場在A點的電場強度大小為E,因方向相互垂直,根據矢量的合成法則,有A點的電場強度大小為
卜+喈,故A正確;
B.點電荷。在B點的電場強度的方向與勻強電場方向相同,因此B點的電場強度大小為E+符,故B錯
誤;
C.點電荷。在D點激發的電場強度的方向與勻強電場方向相反,當兩者大小相等時,。點的電場強度大
小為零,故C錯誤;
D.根據矢量的合成法則,結合點電荷電場與勻強電場的方向可知,A、C兩點的電場強度大小相等,方向
不同,故D錯誤。
故選A。
6.三維坐標系yOz平面內有一圓心在坐標原點、半徑為d的均勻帶電細圓環,y軸上產位置有一帶電
量為十4的點電荷,x軸,的尸點到圓心O的距離也為bd。若P點場強沿),軸負方向,則關于帶電圓環說
法正確的是()
+q
(\
帶正電,電量為詈qB.帶負電,電量為等q
帶正電,電量為[qD.帶負電,電量為苧q
4
【答案】B
【詳解】在點的場強為扇=k
+9P(V3d)2+(>^d)26d2
方向與x軸夾角為45。斜向右下,圓環在P點的場強沿水平方向,因。點場強沿y軸負方向,可知圓環在
產點的場強與點電荷+9在0點在X方向的場強的分量等大反向,可知圓環在。點的場強方向沿X軸負向,
可知圓環帶負電;圓環在尸點的場強E=小五條77cos30°=Q氏、2cos30。=E1cos45°
ad+(v3ayd^+(V3a)^
解得Q=^q
故選Bo
7.豎更平面內固定有兩個電荷量均為q(q>0)的點電荷,兩點電荷相距06m。為兩點電荷水平連線的
中點。-電荷量為-q的帶電小球自。點開始向下運動,初動能大小為2.0J,其動能瓦與位移”的關系如圖乙
中曲線I所示,x=0.4m處為曲線的最低點,此時動能大小為1.B5J。直線II為計算機擬合的曲線I的一條
漸近線,其斜率大小為9.0J/m。已知小球可視為質點,運動過程中電荷量保持不變,空氣阻力不計,重力
加速度g=10m/s2,靜電力常量2=9.0xl09N,m2/c2,則()
A.小球的質量為9.0kg
B.小球的電荷量為q=1.25xl0-5c
C.卜落到x=0.4m的過程中,小球的加速度先減小后增加
D.下落到x=0.4m的過程中,小球的電勢能增加了約0.15J
【答案】B
【詳解】ACD.由動能定理知,Ek—%圖像的斜率為合外力,由圖知0.4m內,我一式圖像的斜率先減小后
增大再減小,即小球所受的合外力先減小后增大再減小,由牛頓第二定律知,此過程小球的加速度先減小
后增加再減??;當XT8時,小球所受的電場力趨近于0,則氏一x圖像的漸近線的斜率為重力,即血9=
9N
解得小球的質量m=0.9kg
0?0.4m內,由能量守恒定律知,小球電勢能的增加量AEp彈=mgx0.4]+(2.0-1.85)J=3.75J
故ACD錯誤;
B.小球在x=0.4m處所受合外力為0,此時mg=2k--5cosO
(0.4)z+(—
其中cos。=,0-4------0.8
J(o.4)z+(.)z
解得電荷量q=1.25xl0-5c
故B正確。
故選B.
8.在距離為L的質子源和靶之間有一電壓為U的勻強電場,質子(初速度為零)經電場加速,形成電流
強度為/的細柱形質子流打到靶上且被靶全部吸收。在質子流中與質子源相距/和4/的兩處,各取一段極
短的相等長度的質子流,其中的質子數分別為ni和電,已知質子質量為〃?、電荷量為e。下列說法正確的
是()
A.%=4n2
B.每秒打到靶上的質子的總動能為eU
C.質子流對靶的作用力大小為/探
D.質子源與靶間的質子總數為%懸
【答案】C
【詳解】A.在質子流中與質子相距為I處的速度為%=缶1=傍
在質子流中與質子相距為鈕處的速度為藝=72^4/=2%
在兩個位置各取一段極短相等長度的質子流口=2t2
山治/是?指單位時間內通過某一橫截面積的仇荷后。設單位時間打到靶上的質子數為N,pill/=Ne
所以N=,
e
,
因此?ii:n2=Nt1.Nt2=2:1
即九i=2n2,A錯誤;
B.對單個質子經過電場加速獲得的動能Ue=:mi;2
解得"楞
單位時間內打到靶上的質子的總動能為NUee=IU,B錯誤;
c.質子打在靶上被吸收,根據動量定理,單位時間質子打在靶上對靶的作用力尸='加"=(m楞=
/秒,c正確;
D.質了?在電場中的加速度a=*
mt
質子從質子源運動到靶所用時間t=?=2=卷=4層
mZ、
所以質子源到靶間的質子總數Nt=?后,D錯誤。
故選C。
9.超導體是一種在溫度降低到特定溫度以下,電阻會突然降為零,且完全排斥磁場的材料。超導體從有
電阻的正常態轉變為零電阻的超導態,有兩個重要的臨界參數:臨界溫度照和臨界磁場強度He。臨界溫
度化是在沒有外磁場干擾的理想條件下,超導體從正常態轉變為超導態的溫度。臨界磁場強度"C描述了
超導體在特定溫度下能夠承受的最大外部磁場強度,超過該值后,超導體將從超導態轉變為正常態。已知
某類超導體的臨界磁場強度”。與熱力學溫度T的關系為He=Heo[1一式中”c。是理論上達到絕對
零度時的臨界磁場強度。下列說法正確的是()
A.若溫度低于7c,超導體一定處于超導態
B.若溫度逐漸升高但不超過女,可以通過減小磁場強度的方式來維持超導態
C.若外加磁場強度大于且溫度低于左,則超導體處于超導態
D.若外加磁場強度小于He。,且溫度高于左,則超導體處「超導態
【答案】B
【詳解】A.若溫度低于左,但磁場強度高于超導體處于正常態,A錯誤;
B.溫度不超過左,磁場強度低于論時,超導體處于超導態,所以溫度升高且不超過左時,可以通過減
小磁場強度的方式來維持超導態,B止確;
C.溫度低于笈,根據兒=兒0卜一(£)[得,兒CH,0,若外加磁場強度大于則外加磁場大于
臨界磁場,超導體處于正常態,C錯誤;
D.若溫度高于左,超導體處于正常態,D錯誤。
故選B。
10.如圖所示的U-/圖像中,直線。表示某電源路端電壓與電流的關系圖線,圖線力為電阻R的U-/圖
線。用該電源直接與電阻R連接成閉合甩路,以下說法正確的是()
C.此狀態下R的功率為6W
D.此狀態下電源的總功率為8W
【答案】B
【詳解】B.由圖像交點坐標,可得此狀態下R的阻值為R=午=2.0。
故B正確;
A.根據閉合電路歐姆定律可得U=E-/r
根據U-/圖像可得,電源電動勢為縱截距6.0V,內阻為丁=陽=|鬻
故A錯誤;
C.此狀態下/?的功率為P=U/=8W
故c錯誤;
D.此狀態下電源的總功率為尸總二£7=12W
故D錯誤。
故選B。
H.霍爾元件被廣泛使用在新能源行業中。圖中左側線圈連接待測電壓U時,霍爾元件將輸出一個電壓值
霍爾元件由載流子為正電荷的材料制成,元件中通入的稱電流/o從。流向力,放大示意圖見下部分。
則()
R
TTD爾元件
霍爾元件放大示意
A.圖中霍爾元件處有方向向上的磁場
B.圖中霍爾元件前表面。為低電勢面
C.增大待測電壓U,霍爾電壓U”將減小
D.霍爾電壓U”的大小與霍爾電流。無關
【答案】B
【詳解】A.根據右手螺旋定則,判斷出左側線圈的上端充當條形磁鐵的N極,下端充當條形磁鐵的S
極,在條形磁鐵的外部,磁場由N極指向S極,所以霍爾元件處磁場方向向下,A錯誤;
B.霍爾元件由載流子為正電荷的材料制成,運動的電荷在磁場中受洛倫茲力,根據左手定則可知正電荷
向后表面d偏轉,所以后表面d為高電勢面,前表面c為低電勢面,B正確;
C.設霍爾元件高為九,曲面間的距離為人根據q團=%
電流的微觀表達式/()=nqSv=nqhlv
兩式聯解得,霍爾電壓味
neh
所以待測電壓加大,則左側電路中的電流增大,所產生的磁場增大,所以霍爾電壓增大,C錯誤;
D.根據霍爾電壓的公式可知,福爾電壓的大小與霍爾電流有關,D錯誤。
故選B。
12.如圖所示,三個完全相同的小球〃、尻c帶有相同電荷量正電荷,從同一高度由靜止同時開始下落,
當下落某一相同高度后a球進入水平向左的勻強電場,。球進入垂直紙面向里的勻強磁場,最終它們落到
同一水平地面上,不計空氣阻力,下列判斷正確的是()
產O
XXX
EXXX
XxBx
Xxx
7777777777777777777777777777777777777
A.4、b、。三球同時落地,且落地時三球動能相同
B.〃球最后落地,落地時c球動能最大
C.C?同時落地,落地時〃、C動能相同
D.C?最后落地,落地時力動能最大
【答案】C
【詳解】根據題意可知,c做自由落體運動;而。除豎直方向做自由落體運動外,水平方向受到電場力作
用做初速度為零的勻加速運動,所以下落時間?樣,不過下落的速度大于。的自由落體運動的速度:
對于〃受到洛倫茲力作用,因洛倫茲力始終與速度垂直,所以在豎直方向除受到重力作用外,帶電粒子偏
轉后還有洛倫茲力在整直方向的分力,導致下落的加速度變小,則下落時間比c的長,由于洛倫茲力不做
功,因此下落的速度大小等于c的;
故%>%=%,ta=tc<tb
因電場力做正功,而洛倫茲力不做功,所以落地時〃球動能最大,b.c動能相同;
故選C。
二.多選題
13.如圖所示,直角坐標系xoy中,在04%WQ的區域內,第一象限有垂直紙面向外的有界勻強磁場8,
第四象限有平行于y軸正方向的勻強電場將出從。點沿y軸正方向射入,多次經過磁場和電場后從磁
2H1H和2H
場中垂直右邊界射出。若將H換成動量相同的1其余條件不變,則11
A.在磁場中運動的總路程相同B.在電場中運動的總路程相同
C.在磁場中運動的總時間相同D.在電場中運動的總時間相同
【答案】AD
【詳解】AC.粒子運動軌跡如圖,粒子在磁場中做圓周運動,fflqvB=
可行,=胃=々
qBqB
因兩粒子動量相同,帶電量相同,可知在磁場中運動半徑相同;即粒子在磁場中路徑相同,總路程相同:
根據r二筌
因兩粒子的比荷不同,則周期不同,在磁場中運動時間不同,選項A正確,C錯誤;
BD.粒子進入磁場時先做勻減速直線運動,速度減為零后反向做勻加速運動回到出發點,加速度
m
一個來回的時間”空=至=空
amaqE
因兩粒子的動量和電量相同,可知時間相同,兩粒子在電場中來回運動的次數相同,可知在電場中的運動
時間相等:粒子到達的最遠位置離“軸的距離y=2=嘉=磊
因兩粒子質量乘積不等,可知y不等,即在電場中的路程不等,選項B錯誤,D正確。
故選ADo
14.兩點電荷M、N分別固定在x=-40cm和坐標原點處,若取無窮遠處電勢為0,則兩點電荷所形成電
場的電勢在x軸正半軸I:的分布如圖所示,圖線與x軸交于xo處,x=40cm處電勢最低?,F杓一正點電荷q
從M處由靜止釋放,其只在電場力作用下運動。下列說法中正確的是()
A.點電荷M帶正電、N帶負電
B.此處的電場強度為0
C.點電荷M、N所帶電荷量大小之比為4:1
D.正點電荷q沿x軸正方向運動的過程中,電勢能先減小后增大
【答案】CD
【詳解】A.根據電勢變化情況可知,自x>0區域從左至右電勢先降低后升高,所以場強方向先沿%軸正
方向后沿工軸負方向,可知點電荷M帶負電,點電荷N帶正電,故A錯誤;
B.在尹-4圖像中,斜率表示電場強度,在%0處的圖像斜率不為零,則電場強度也不為零,故B錯誤:
C.在%=40cm處圖像斜率為零,電場強度為0,則滿足士焉=憶色
可知點電荷M、N所帶電荷量大小之比為Q]:Q2=4:1
故C正確:
D.-正點電荷q從3處由靜止釋放,正點電荷會向電勢低的方向運動,正點電荷q沿%軸正方向運動的過程
中,電勢先降低后升高,由于0=勺3可知,正點電荷的電勢能先減小后增大,故D正確。
故選CD。
15.如圖所示,在傾角為夕的固定絕緣斜面上,質量分別為〃〃司"72的兩個物塊P和Q用與斜面平行的絕
緣輕質彈簧相連接,彈簧勁度系數為A,帶電物塊P下表面光滑,不帶電物塊Q下表面粗糙。初始時物塊
P和Q靜止在斜面上,物塊Q恰好不下滑。現在該空間加上沿斜面向上的勻強電場,物塊P開始沿斜面向
上運動,運動到最高點A時,物塊Q?恰好不上滑。下列說法正確的是()
A.物塊P從開始到運動到A點,運動的位移大小為也埒迦竺
B.物塊P從開始到運動到A點,運動的位移大小為駟呼此竺
C.物塊P所受的電場力大小為2(mi+m2)gsine
D.若僅將電場強度變為原來的2倍,物塊P運動到4點時的速度大小為2(叫Rs—
yJm1k
【答案】BD
【詳解】AB.設物塊與斜面的最大靜摩擦力為/,沒有加電場時,設彈簧的壓縮量為右,彈簧彈力為右,
對Q根據平衡條件有帆2g也。+7i=/
對P根據平衡條件有7\=*=m^gsxnO
加上沿斜面向卜.的勻強電場后,P到達A點時,設彈簧的伸長量為%2,彈簧彈力為△,對Q根據平衡條件
T2=kx2=m2gsinG4-f
物塊P從開始到運動到A點,運動的位移人?小為x=xr+x2
聯立可得%=2(F+m2)gsin8
k
故B正確,A錯誤;
C.設物塊P所受電場力為凡物塊P從初始狀態到最高點過程中,根據能量守恒定律有遙-
-kxl+m1gxsinO
解得F=(mi+m^gsinO
故C錯誤;
D.若僅將電場強度變為原來的2倍,物塊P從初始位置到A點過程,根據動能定理2&-《上媛-
-Zcxj)—mgxs\nO--m^2—0
212
解得P_2(nh+m2)gsinJ
故D正確。
故選BD。
三.實驗題
16.某課外活動小組用西紅柿自制了一水果電池組?,F在要測量該電池組的電動勢和內阻(電動勢約為
2V,內阻在IkC?2kC之間),實驗室現有如下器材各一個
多用電表:歐姆擋(xl,X10,X100,xlk)
直流電流擋(0~0.5mA,O-lmA,0-10mA,O-100mA)
直流電壓擋(0~0.5V,0-2.5V,0-10V,0?50V,0-250V,0-500V)
電壓表:(0?3V,0-15V)
電流表:(0~0.6A,。?3A)
滑動變阻器:R[(0?10C),&(C-2000Q)
開關及導線若干。
(1)該小組同學先用多用電表直流電壓“0?2.5V”擋,粗測了電池組的電動勢,指針穩定時如圖甲所示,其示
數為—V(結果保留兩位有效數字);
(2)為了更精確地測量該電池組的電動勢和內阻,采用伏安法測量,應選—測電壓,選—測電流(填電
表名稱和所選量程);滑動變阻器應選—(填電阻符號);
(3)請設計實驗電路,并用線段代替導線將圖乙中相關器材連成實物電路圖。
(4)按正確的步驟規范操作,測出多組U和/的數值,經分析,電動勢E/E心內電阻「港(填
“大于”、“小于”、“等于”)
【答案】(1)1.8
(2)直流電壓擋0~3V直流電流擋0~1mAR2
(3)見解析
(4)等于大于
【詳解】(1)多用電表直流電壓”。?2.5V”擋,由圖甲所示可知,其分度值為0.05V,題目要保留兩位有效
數字,則讀數為L8V。
(2)[1]用伏安法測量電源的電動勢及內阻,因為水果電池組電動勢約為2V,應選用直流電壓擋0?3V測
量電壓;
⑵因為水果電池組的電動勢和內阻(電動勢約為2V,內阻在IkC?2kQ之間),根據閉合電路歐姆定律可
popo
得/[in=-----X-------7A=1.0mA,/max=~~25-----7A=2.0mA
mn—ax2X103maX「mln1X103
應選用直流電流擋07mA測電流;
⑶滑動變阻器應采用限流接法,又因為電池內阻在IkC?2kC之間,所以滑動變阻器選擇
(3)因為伏安法測電源電動勢和內阻時,由于電源內阻很大,相對于電源應使電流表采用內接法,把兩
者分開減小誤差,則實物連線如圖所示
(4)若不考慮電表內阻的影響,根據閉合電路歐姆定律可得U=E測一/r測
可知U—/圖像的縱軸截距為匕=£地
U-/圖像的斜率絕對值為%|=r測
考慮電表內阻的影響,由于誤差來源于電流表的分壓,設電流表內阻為RA,根據閉合電路歐姆定律可得
U=E真一/(r真+/?A)
可知U-/圖像的縱軸截距為b=E({
U一/圖像的斜率絕對值為伙|=rK+RA
則有4=£真,T?測:>4
17.某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。圖甲中,A是一個帶正電的物體,
系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向
的角度顯示出來。他們分別進行了以下操作。
圖甲圖乙
步驟一:把系在絲線上的帶電量不變的小球先后掛在橫桿上的P:,2,P3等位置,比較小球在不同位置所
受帶電物體的靜電力的大小。
步驟二:使小球處于同一位置,增大(或減?。┬∏蛩鶐щ姾闪浚容^小球所受的靜電力的大小。
(1)圖甲中實驗采用的方法是(填正確選項前的字母)。
A.理想實驗法B.等效替代法
C.微小量放大法D.控制變量法
(2)圖甲實驗表明,電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的減小而(填“增大”“減
小”或“不變
(3)如圖乙,當小球B靜止時,兩球球心恰好在同一水平面上,細線與豎直方向的夾角為氏若小球B的質
量為機,重力加速度為g,則庫侖力尸與夾角。之間的關系式尸=.
【答案】⑴D
⑵增大
(3)mgtane
【詳解】(1)題中采用的是控制變量法,保證電荷量不變改變距離,或者保證距離不變改變電荷量。
(2)離得越遠角度越小,說明庫侖力越小,故庫侖力會隨著距離的減小而增大。
(3)對小球列平衡方程,則有
F=TsinO
TcosO=mg
可解得
F=mgtand
四.計算題
18.如圖1所示,真空中的電極K連續不斷地發出電子(電子初速度忽略不計),經恒壓電場&加速后,從
小孔S穿出,沿兩水平正對的平行金屬板A、B間的中軸線射入板間電場。已知A、B板長均為加,板間距
為心兩板右邊緣到豎直固定的熒九屏(面枳足夠大)的距離為G,熒光屏中心。與A、B間中軸線在同
水平線上。t=0時刻,A板電勢高于B板電勢,板間電壓U隨時間t變化的關系如圖2所示(其中T已
知),電子穿過A、B兩板間過程中板間電壓視為不變。忽略電子間的相互作用,求:
⑴要使電子均能從A、B兩板間射出,出的最大值;
(2)當外取(1)中最大值時,熒光屏上的光斑在屏上運動的速度大小。
【答案】(l)U2max=詈U]
L]/
【詳解】(1)設電子質量為m、電荷量為e,從小孔S穿出時的速度大小為%,在加速電場中,由e%=
如詔
解得%=再
電子在A、B兩板間運動的時間口=£
當,=6時;在豎直方向上偏轉的最大距離Ay=4?鬻小
要使電子均能從A、B兩板間射出,應滿足Aywg
聯立,解得:等%
L1
即Smax得以
(2)當(/2=等由時,電子恰好從A、B兩板右邊緣射出,在豎直方向的速度大小為=絲£1
L[7TTCL
電子從A、B兩板右邊緣運動到熒光屏的時間
則電子打在熒光屏上時,到熒光屏中心。的最遠距離%=5+為12
熒光屏上的光斑在屏上運動的速度大小u=竿
聯立,解得.=%譽2蛆
19.如圖所示,在光滑絕緣水平面上建立xQy直角坐標系,足夠長的收集板置于),軸上。在)>0區域存在
方問豎直向下、磁感應強度大小B=1T的勻強磁場。絕緣擋板MN表面光滑,長度L=2m。一質量
〃曰).lkg,電荷量9=0.IC的帶正電小球緊貼擋板放置,初始位置與M端的距離為乩現用擋板推動小球沿
),軸正方向運動,運動中擋板始終平行于x軸,小球緊貼擋板。進入磁場后,擋板保持速度所2m/s沿),軸
正方向做勻速直線運動,經過一段時間帶電小球離開擋板M端。小球可視為質點,運動中帶電量保持不
變,且到達收集板立即被收集。
y收集板
XXXXXX/,XXXXXX
B
XXXXXXXX/\XX
XXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXXXX
XXXXXXXXXX。Xfx
Od--?!TVx
⑴當d=l.25m時,求帶電小球離開擋板M端時的速度大小V;
⑵調節擋板
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