A.甲丁乙丙B.甲乙丙丁C.丙丁乙甲D.甲乙丁丙
8.如图所示,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。
t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6N的恒力F,g=10m/s2。
则
8题图
A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动
B.滑块开始做加速度减小的变加速运动,最后做速度为10m/s匀速运动
C.木板先做加速度为2m/s2匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后做加速度为3m/s2的匀加速运动
D.开始木板和滑块一起做加速度为2m/s2的匀加速运动,5s末滑块开始做匀速运动,木板做加速度为3m/s2的匀加速运动
二、多项选择题(共4小题,每小题4分,共计16分,每小题至少有两个选项符合题意,选对但不全的得2分,不选或错选得0分)
9.关于电磁感应,下列说法中正确的是
A.穿过同一线圈的磁通量越大,感应电动势越大
B.感应电流的磁场可能与原磁场的方向相反也可能相同
C.由于感应电流的磁场总阻碍原磁通量变化,所以回路中磁通量保持不变
D.穿过同一线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大
10.如图甲所示,将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电上,电流随时间变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是
10题图
A.电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin200πt(V)
B.电阻R消耗的电功率为0.625W
C.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生,如图丙所示,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1A
D.图乙交变电流与图丁所示电流比较,其有效值之比为
11.如图所示,在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场。
PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。
一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框,以速度v沿垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v/2,则下列说法正确的是
A.此时线框的加速度为
B.此过程中通过线框截面的电量为
C.此过程中回路产生的电能为
D.此时线框中的电功率为
12.如图所示,半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0),质量为m的粒子沿正对co中点且垂直于co方向射入磁场区域。
不计重力,则:
A.若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场,射入粒子的速度大小的范围是
B.若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场,射入粒子的速度大小的范围是
C.若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期,射入粒子的速度为
D.若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期,射入粒子的速度为
第二部分(62分)
三、实验题(共2小题,13题8分,14题10分,共计18分)
13.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡标有“2.5V,0.75W”,其他可供选择的器材有:
A.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
B.电压表V2(量程15V,内阻约15kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约0.2Ω)
D.电流表A2(量程0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~1kΩ,0.5A)
F.滑动变阻器R2(0~10Ω,2A)
G.电E(6V)
H.开关S及导线若干
(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________。
(请填写器材前面的字母代码)
(2)图中已经正确连接了部分电路,请完成余下电路的连接。
14.某同学到实验室做“测电电动势和内阻”的实验时,发现实验台上有以下器材:
待测电(电动势约为4V,内阻约为2Ω)
一个阻值未知的电阻R0
电压表(内阻很大,有5V、15V两个量程)两块
电流表(内阻约为5Ω,量程500mA)
滑动变阻器A(0~20Ω,3A)
滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)
电键一个,导线若干。
该同学想在完成学生实验“测电电动势和内阻”的同时测出定值电阻R0的阻值,设计了如图所示的电路。
实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数。
在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值。
其后他在两张坐标纸上各作了一个图线处理实验数据,并计算了电电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值。
根据题中所给信息解答下列问题:
①在电压表V1接入电路时应选择的量程是_________,滑动变阻器应选择_________。
(填器材代号“A”或“B”)
②在坐标纸上作图线时,用计算电电动势和内阻的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示;用计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用_________、__________表示。
(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)
③若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值________(选填“大于”、“小于”或“等于”)其真实值。
4、计算题(共4小题,依次各题为10分、10分、12分、12分,共44分,要求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)
15.(10分)在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2。
螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。
闭合S,在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。
(1)求螺线管中产生的感应电动势
(2)S断开后,求流经R2的电量
15题图
16.(10分)如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。
ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与ab、cd保持良好接触。
整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。
现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为g/2的匀加速运动,上升了h高度,这一过程中bc间电阻R产生的焦耳热为Q,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。
求:
(1)导体杆上升到h过程中通过杆的电量
(2)导体杆上升到h过程中拉力做的功
16题图
17.(12分)如图为某同学设计的速度选择装置,两根足够长的光滑导轨MM/和NN/间距为L与水平面成θ角,上端接阻值为R的电阻,匀强磁场B垂直导轨平面向上,金属棒ab质量为m恰好垂直横跨在导轨上。
定值电阻R两端连接水平放置的平行金属板,极板间距为d,板长为2d,磁感强度也为B的匀强磁场垂直纸面向里。
粒子能发射沿水平方向不同速率的带电粒子,粒子的质量为m0,电荷量为q,ab棒的电阻为2R,其余部分电阻不计,不计粒子重力。
(1)ab棒静止未释放时,某种粒子恰好打在上极板中点P上,判断该粒子带何种电荷?
该粒子的速度多大?
(2)释放ab棒,求ab棒的最大速度?
(3)当ab棒达到最大速度时,能匀速穿过平行金属板粒子的速度大小?
17题图
18.(12分)如图(甲)所示,在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有一个以点(3L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、N。
现有一质量为m,带电量为e的电子,从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场,飞出电场后从M点进入圆形区域,速度方向与x轴夹角为30°。
此时在圆形区域加如图(乙)所示周期性变化的磁场,以垂直于纸面向外为磁场正方向),最后电子运动一段时间后从N点飞出,速度方向与进入磁场时的速度方向相同(与x轴夹角也为30°)。
求:
(1)电子进入圆形磁场区域时的速度大小
(2)0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小
(3)写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式
18题图