新课标高三物理寒假作业8《物理》电磁学部分.docx

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新课标高三物理寒假作业8《物理》电磁学部分

新课标2016年高三物理寒假作业8《物理》（电磁学部分）

一、选择题（本题共6道小题）

1.（单选）用于通信的无线电波能绕过建筑墙体从而保证手机能正常接收信号，而光波却不能绕过墙体实现正常照明功能，这是因为（　　）

A．无线电波是横波，光波是纵波B．无线电波的波速小于光波的波速　

C．无线电波的振幅大于光波的振幅　D．无线电波的波长大于光波的波长

2.（单选）光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab（电阻不可忽略），用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图所示，系统空间有匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒向右摆起，摆到最大高度时，细线与竖直方向成θ角，则

A．磁场方向一定竖直向下

B．磁场方向竖直向下时，磁感应强度最小

C．导体棒离开导轨前通过电荷量为

（1－cosθ）

D．导体棒离开导轨前电源提供的电能等于mgl（1－cosθ）

3.（多选）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。

a、b为电场中的两点，则（）

A．a点的场强与b点的场强无法比较强弱

B．a点的电势比b点的高

C．检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大

D．将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功

4.（多选）如图，导线ab、cd跨接在电阻不计，足够长光滑的导轨上，ab的电阻为2R，cd电阻为R，整个装置放置于匀强磁场中。

当cd在外力F1作用下，匀速向右运动时，ab在外力F2的作用下保持静止。

则F1、F2及两导线的端电压Uab、Ucd的关系为（）

A．F1>F2

B．F1＝F2

C．Uab>Ucd

D．Uab＝Ucd

5.（多选）图中是一种台灯亮度调节器电路图，圆环为电阻丝，P为可调节滑片，下列说法中正确的有（）

A．

P在a点，灯最亮

B．

P从a点滑向b点过程中，电流逐渐减少

C．

P在c点，灯最亮

D．

P从a点滑向b点过程中，电流逐渐增大

6.（多选题）如图是光控继电器的示意图，K是光电管的阴极．下列说法正确的是（　　）

　A．图中a端应是电源的正极

　B．只要有光照射K，衔铁就被电磁铁吸引

　C．只要照射K的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引

　D．只有照射K的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引

二、实验题（本题共2道小题）

7.在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池．

（1）用图（a）所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，原因是：

　．

（2）为了提高实验精度，采用图乙所示电路，提供的器材：

量程3V的电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），

定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆），滑动变阻：

R1（0～10Ω）

滑动变阻器R2（0～200Ω），单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S，导线若干

①电路中，加接电阻凰有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是　

②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用　（填R1或R2）．

③开始实验之前，S1、S2都处于断开状态．现在开始实验：

A．闭合S1，S2打向1，测得电压表的读数U0，电流表的读数为I0，则

=　　．（电流表内阻用RA表示）

B．闭合S1，S2打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池电动势的表达式为E=　　，内阻的表达式r=　　．

8.下图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况．

（1）（单选）图甲电路中串联定值电阻R主要是为了（）

A．减小电路两端的电压，保护电源

B．增大电路两端的电压，保护电源

C．减小电路中的电流，保护灵敏检流计

D．减小电路中的电流，便于观察灵敏检流计的读数

（2）实验操作如图乙所示，当磁铁向上抽出时，检流计

中指针是____偏（填“左”或“右”）；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是________线圈（填“插入”或“抽出”）．

三、计算题（本题共3道小题）

9.如图甲所示，两根间距=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连．质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动，已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N，导体棒电阻为r=10Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中，导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示（取g=10m/s2）．求：

（1）当导体棒速度为v时，棒所受安培力F安的大小（用题中字母表示）．

（2）磁场的磁感应强度B．

（3）若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时，速度已达v′=3m/s．求此过程中产生的焦耳热Q．

10.如图所示，在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ，矩形区域内有水平向右的匀强电场，场强为E；在y

0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内，半圆管的一半处于电场中，圆心O1为MN的中点，直径AO垂直于水平虚线MN，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（重力不计）从半圆管的O点由静止释放，进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动。

求

（1）该粒子带哪种电荷？

匀强磁场的磁感应强度B的大小为多少；

（2）若粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场，此后粒子恰好从QP的中点C离开电场。

求矩形区域的边长MQ与R的关系。

（3）在满足

（2）的基础上，求从A点运动到C点的时间。

11.图18为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO'转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。

在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。

（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）

（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω；

（2）求线圈匀速转动过程中电流表的示数；

（3）求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。

新课标2016年高三物理寒假作业8（电磁学部分）

试卷答案

1.解：

波发生明显的衍射现象的条件是：

孔缝的宽度或障碍物尺寸与波长相比差不多或比波长更短．由于无线电波的波长比较大和楼房的高度相近，远大于光波的波长；故无线电波可以发生明显的衍射现象，而可见光的波长很小，无法发生明显的衍射现象．故只有D正确．

2.B解析：

当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量，但安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否则导体棒会向上跳起而不是向右摆，由左手定则可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，A错；当满足导体棒“向右摆起”时，若磁场方向竖直向下，则安培力水平向右，在导体棒获得的水平冲量相同的条件下，所需安培力最小，因此磁感应强度也最小，B正确；设导体棒右摆初动能为Ek，摆动过程中机械能守恒，有

，导体棒的动能是电流做功而获得的，若回路电阻不计，则电流所做的功全部转化为导体棒的动能，此时有W=IEt=qE=Ek，得

，

题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流的功就大于

，通过的电量也就大于

，C错，D错误。

故本题选择B答案。

3.BD

解析：

A、电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故A错误；

B、a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高．故B正确；

C、电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故C错误；

D、由上知，-q在a点的电势能较b点小，则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点，电势能增大，电场力做负功．故D正确。

4.BD

解析：

设回路中感应电流大小为

，两棒的长为

棒匀速运动，有：

棒静止，有：

，则：

棒相当于电源，ab棒是外电路，由于导轨的电阻不计，则:

5.

解：

A、P在a点，变阻器接入电路的电阻最小，电路中电流最大，则灯消耗的功率最大，灯最亮，故A正确．

BD、P从a点滑向b点过程中，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律得知电流逐渐减少，故B正确，D错误．

C、P在c点，变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，则灯消耗的功率最小，灯最暗，故C错误．

故选：

AB．

6.AD

解：

A、电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁蕊M磁化，将衔铁N吸住．故A正确．

B、D、根据光电效应产生的条件可知，只有照射K的光频率足够大，才能产生光电效应，产生光电效应时，衔铁才被电磁铁吸引．故B错误，D正确；

C、根据光电效应方程知，能否发生光电效应与入射光的强度无关，由金属的逸出功和入射光的频率决定．故C错误．

7.解：

Ⅰ作出电源的U﹣I图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知，图象的斜率等于电源的内阻，如图，图线1的斜率小于图线2的斜率，则对应的电源的内阻图线1的较小，由图可以看出，图线1电压随电流变化较慢．本实验中发现电压表读数变化不明显，原因是：

电源内阻很小．

Ⅱ①加接电阻R0，起保护作用，限制电流，防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏

②滑动变阻器应选用R1．因为R1的总电阻较小，使电路中电流较大，电流表指针能在刻度盘中央附近，测量误差较小．

③根据欧姆定律可知，可以测出的物理量是定值电阻R0和电流表内阻之和，用测量写出表达式为：

．

B、根据闭合电路欧姆定律得

E=U1+I1（R0+RA+r）…①

E=U2+I2（R0+RA+r）…②

联立解得：

r=

﹣（R0+RA）=

．

故答案为：

Ⅰ、电源内阻很小；

Ⅱ、①防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏；

②R1，

③A、R0+RA．

B、

，

8.

（1）C（2分）；

（2）右抽出

9.

解：

（1）当导体棒速度为v时，导体棒上的电动势为E，电路中的电流为I．

由法拉第电磁感应定律：

E=BLv①

由欧姆定律：

I=

②

导体棒所受安培力F=BIL③

解①②③得：

F安=

④

（2）由图可知：

导体棒开始运动时加速度a1=5m/s2，初速度v0=0，导体棒中无电流．

由牛顿第二定律知：

F﹣f=ma1⑤

解得：

F=2N⑥

由图可知：

当导体棒的加速度a=0时，开始以v=3m/s做匀速运动

此时有：

F﹣f﹣F安=0⑦

解④⑦得：

B=

带入数据解得：

B=1T⑧

（3）设ef棒此过程中，产生的热量为Q，

由功能关系知：

（F﹣f）s=Q+

mv2⑨

带入数据解得Q=6J⑩

答：

（1）当导体棒速度为v时，棒所受安培力F安的大小为

．

（2）磁场的磁感应强度B为1T．

（3）若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时，速度已达v′=3m/s．求此过程中产生的焦耳热Q为6J．

10.

解：

（1）粒子要由静止进入管内，必须带正电。

粒子从O到A过程中由动能定理得：

从A点穿出后做匀速圆周运动，有：

解得：

（2）粒子再次进入矩形区域后做类平抛运动，由题意得：

联立解得：

（3）粒子从A点到矩形边界MN的过程中，有：

从矩形边界MN到C点的过程中，有：

故所求时间：

答：

（1）该粒子带正电荷，匀强磁场的磁感应强度B的大小为

；

（2）矩形区域的长度

，宽度

；

（3）从A点运动到C点的时间为

。

11.解：

（1）设线圈ab边的边长l1，bc边的边长l2。

当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大。

（1分）

设此时ab边的线速度为v，则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为E1=Bl1v

cd边产生的感应电动势为E2=Bl1v

n匝线圈产生的总感应电动势为Em=n（E1+E2）=2nBl1v

由于

，有Em=

（2）线圈中的感应电动势有效值为：

电路中电流的有效值I=

=

即电流表的示数为

（3）线圈转动的周期T=

，线圈转动N周的时间t=NT=N⋅

依据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热Q=I2rt

解得Q=