高三物理电学综合练习.docx
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高三物理电学综合练习
北京四中
年级：
高三科目：
物理期数：
0122
编稿老师：
曹树元审稿老师：
唐挈录入：
郗艳
校对：
张艳红
高三物理电学综合练习
一、本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
把正确选项前的字母填在题后的（）内。
全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．由可变电容器和固定的电感线圈组成的LC振荡电路，当电容调到40pF时，电路中产生的振荡电流的频率为f1，当电容调到360pF时，电路中产生的振荡电流的频率为f2。
则（）
（A）f1=9f2（B）f1=3f2
（C）f1=f2/9（D）f1=f2/3
2．下面关于闭合线圈中的感应电流的说法中正确的是（）
（A）只要闭合线圈所在空间的磁场发生变化，线圈内就有感应电流产生
（B）只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈内就有感应电流产生
（C）穿过闭合线圈的磁通量变化越大，线圈内的感应电流就越大
（D）穿过闭合线圈的磁通量变化越快，线圈内的感应电流就越大
3．如图1所示电路，开关S1、S2均处于闭合状态。
在分别断开S1、S2后的短暂过程中，关于流过电阻R1、R2的电流方向，以下判断正确的是（）
（A）若只断开S1，流过R1的电流方向为自左向右图1
（B）若只断开S1，流过R1的电流方向为自右向左
（C）若只断开S2，流过R2的电流方向为自左向右
（D）若只断开S2，流过R2的电流方向为自右向左
4．关于静电场，下面说法正确的是（）
（A）电场中某两点的电场强度大小相等，则这两点的电势一定相等
（B）电场中某两点的电势相等，则这两点电场强度的大小一定相等
（C）电荷在电场中某点受力为零，则该点场强一定为零
（D）电荷在电场中仅受电场力作用，由静止开始一定沿电场线运动
5．LC振荡电路在某时刻的电流方向如图2所示，且此电流正在增大，则以下说法正确的是（）
（A）电路中的电容器处于充电的过程
（B）电路中的电容器处于放电的过程
（C）电路中线圈内的磁场在增强
（D）电路中线圈内的磁场在减弱
图2
6．图3的四个图中，闭合金属圆环均静置于光滑的水平面上，圆环的圆心为O。
直导线ab固定于同一水平面上且与金属环绝缘，二者之间的摩擦不计，ab中通有由a至b的电流。
当ab中的电流增大时，金属环向左平动的是（）
（A）（B）（C）（D）
图3
7．图4为示波管中电子枪的原理示意图。
示波管内被抽成真空，A为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U。
电子离开阴极时的速度可以忽略，图4
电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v。
下面的说法中正确的是（）
（A）如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为2v
（B）如果A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度变为
（C）如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为
（D）如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为
v
8．直导线ab长为L，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图5所示，磁感应强度为B，导线中通有恒定电流，电流强度为I，则（）
（A）导线所受安培力大小为BIL
（B）若电流方向由b向a，则安培力方向竖直向上
（C）若使导线在纸面内转过角，则安培力大小
变成BILsin图5
（D）若使导线在纸面内转过角，则安培力大小仍为BIL
9．一理想变压器的原线圈连接一只电流表，
副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q
调节。
如图6所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。
在原线圈上加一电压为U的交流电。
则（）图6
（A）保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
（B）保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
（C）保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
（D）保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
10．如图7所示，线圈A连接两光滑
平行导轨，导轨上横放着导体MN，
并处于垂直纸面向里的匀强磁场中，
线圈C闭合，现使MN沿导轨向右运动，并设运动过程中，回路中电阻不变，图7
为了使线圈C产生如图7所示的感生电流，MN应向右做（）
（A）匀速运动（B）加速运动
（C）减速运动（D）以上说法都对
11．一个圆环形闭合导体线圈a平放在水平面上，在a的正上方固定一竖直的螺线管b，b的铁心与a不接触，a、b的轴线重合。
螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图8所示的电路。
当移动滑动变阻器的触头P时，圆环a中将产生感应电流，同时a对水平面的压力N将发生变化。
如果要使圆环a中产生图中所示方向的感应电流，图8
则下面的说法中正确的是（）
（A）P应向上滑，N大于a的重力
（B）P应向下滑，N大于a的重力
（C）P应向上滑，N小于a的重力
（D）P应向下滑，N小于a的重力
12．如图9所示，两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场，较小的三角形线圈abc的ab边与磁场边界平行。
线圈匀速向右运动穿过磁场区域。
图10中的哪个图可以定性地表示线圈在穿过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律？
（）图9
（A）（B）（C）（D）
图10
二、本题共7小题，第13~~17题每小题5分，第18、19题每小题6分，共37分。
把答案填在题中的横线上。
13．平行板电容器的电容为C，带电量为Q，极板间的距离为d，板间匀强电场的场强大小为____________。
在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q，它所受的电场力的大小等于____________。
14．一个定值电阻阻值为2.0，加在它
两端的电压随时间变化的关系如图11
所示。
则与该电阻串联的交流电流表的
示数为_________A，该电流的瞬时值随时间变化的表达式是i=________A。
图11
15．如图12所示，水平面上的平行粗金属导轨MN与PQ的左端连接一个定值电阻R，导体棒ab可以在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中总保持与导轨垂直，并且接触良好。
空间存在着方向竖直向上的匀强磁场。
已知R=1.0，ab棒的电阻r=0.5，图12
两导轨间距d=30cm，磁感强度B=2.0T。
用水平向右的恒力F拉动ab棒，稳定后作匀速运动的速度v=5.0m/s。
这时产生的感应电动势=________V，拉力F作功的功率P=_______W。
16．如图13所示，一个金属球壳A带负电，电量为Q，O为它的球心。
则A上的电荷Q产生的电场在O点的
场强大小为__________。
若在球壳外引入另一个点电荷B，它带正电，电量为q，与O点的距离为l，则A上的图13
电荷产生的电场在O点的场强大小为________。
17．一个n价离子在磁感强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动，已知离子的质量为m，基本电荷的电量为e，则离子运动的周期为________；若将离子的运动看成为一环形电流。
则此电流的大小为____________。
18．两根互相平行、间距为d的金属导轨水平放在匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度为B。
如图14所示，导轨上放有M、N两根细金属棒，它们的总电阻为R，导轨电阻不计。
棒M受水平拉力F，使两棒都作匀速直线运动，图14
运动中两棒受到的摩擦力阻力相等，则两棒运动速度之差为____________。
19．如图15所示，水平绝缘板上有一个质量为m，带-q电荷的物体P，足够大的空间存在着方向水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，场强大小分别为E和B。
开始时P被外力固定住，撤去外力，它将开始在平板上运动，运动过程中P与平板间的滑动摩擦系数为，并且P的带电量图15
保持不变。
则物体P运动的加速度最大值是__________，P运动过程中速度的最大值是__________。
三、本题共5小题，共65分。
解答时应写必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
20．（12分）如图16所示，在倾角为300的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为l、质量为m的通电直导体棒，棒内电流大小为I，方向垂直纸面向外。
以水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系。
图16
（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求磁场的磁感强度B1的大小。
（2）若要求所加的磁场对导体棒的安培力的方向水平向左，仍使导体棒在斜面上保持静止，求这时磁场的磁感强度B2的大小和方向。
（3）如果磁场的方向限定在xOy平面内，试确定能使导体棒在斜面上保持静止的匀强磁场B所有可能的方向。
21．（12分）两个定值电阻，把它们串联起来，等效电阻是4，把它们并联起来，等效电阻是1。
（1）这两个电阻的阻值各为多大？
（2）如果把这两个电阻串联后接入一个电动势为、内电阻为r的电源两极间，两电阻消耗的总功率等于P1；如果把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间，两电阻消耗的总功率等于P2，若要求P1=9W，且P2≥P1，求满足这一要求的和r的所有值。
22．（13分）如图17，一个矩形闭合线圈abcd的边长分别为l1和l2，匝数为n，总电阻为R，在匀强磁场中绕垂直于磁场且平行于ab边的轴OO'匀速转动，磁场的磁感强度大小为B。
从图中所示位置转过900角所用时间为t。
（1）求转动过程中线圈内感应电动势的最大值。
图17
（2）求当线圈从图示位置转过600时的感应电动势的瞬时值。
（3）求线圈从图示位置转900的过程中产生的焦耳热。
23．（14分）图18是静电分选器的原理示意图，将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方，颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落。
经分选后的颗粒分别装入A、B桶中。
混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，所有颗粒所带的电量与质量之比均为10-5C/kg。
若已知两板间的距离为10cm，颗粒在电场中下落的图18
竖直高度为50cm。
设颗粒进入电场时的初速度为零，颗粒间的相互作用力不计。
如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时不接触到极板而且有最大的偏转量。
（1）两极板间所加的电压应多大？
（2）若带电平行板的下端距A、B桶底的高度为H=1.0m，求颗粒落至桶底时速度的大小。
24．（14分）如图19甲所示，图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏，O为它的中点，OO'与荧光屏垂直，且长度为l。
在MN的左侧空间存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E。
乙图是从左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O为原点建立如图的直角甲乙
坐标系。
一细束质量为m、电量为q的带电粒子图19
以相同的初速度v0从O'点沿O'O方向射入电场区域。
粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。
（1）若再在MN左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O处，求这个磁场的磁感强度B的大小和方向。
（2）如果磁感强度B的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A点处，已知A点的纵坐标y=
l，求A点横坐标的数值。
[电学综合练习参考答案]
一、选择题（每题5分，共60分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
二、填空题（共48分）：
13．Q/cdqQ/cd14.1.8或1.25
2.5sin（50t）
15.3616.0k
17.
18.
19.
-g
三、论述、计算题：
（评分标准见答案步骤后圆圈中数字，本题65分）
20．（12分）
（1）当B1垂直斜面向上时，安培力沿斜面向上，
满足B1Il=mgsin300②
B1=
②
（2）这时导体棒受力示意图如右图，磁场方向竖直向上，②
F2=B2Il=mgtan300
得B2=
②
（3）可用三种方式表述，只要正确均可得4分
（1）磁场B的方向应在水平向右至沿斜面向上的范围内，包括水平向右；但不包括沿斜面向上；
（2）B与x轴正向间的夹角满足00≤≤1500（或∈[0,
））
（3）如图所示
21．（12分）
解：
（1）由串联电阻R1+R2=4
和并联电阻
=1，
解得R1=2，R2=2，④
（2）由题意P1=
=9W②
将前式代入解得=6+1.5r②
由题中的条件P2≥P1得：
≥
②
解得0[注]
（1）若将结果表示为6V<≤9V，r=
-4，仍算正确。
（2）若将结果表示为6V<≤9V和022．（13分）
解：
（1）由线圈转过
所用的时间为t，则可得线圈转动的角速度为=
②
线圈中感应电动势的最大值为m=nBS=
③
（2）当线圈转过600角时，感应电动势的瞬时值为
t=nBScos600=
③
（3）线圈转动过程中产生的感应电动势的有效值为
有=
m=
③
产生的热量为Q=
t=
②
23．（14分）
解：
（1）颗粒在电场中受重力和电场力的共同作用，沿竖直向下方向做自由落体运动，下落距离为极板高度L，
由自由落体公式L=
gt2
得颗粒在电场中下落的时间为t=
③
颗粒在水平方向上做匀加速直线运动，加速度大小为a=
，离开电场时颗粒在水平方向的位移为d/2，由匀变速运动规律得
=
t2
将t代入整理得
U=
③
将数值代入上式计算得：
U=1×104V②
（2）在颗粒下落的整个过程中，重力和电场力均做正功，根据动能定理
mv2=
+mg（L+H）④
解得：
v=
代入数据得：
v=
m/s或v=5.5m/s②
[注]：
此题的第
（2）问用牛顿第二定律结合运动学公式求解正确也得6分。
24．（14分）
解：
（1）由电场力以及左手定则判定磁场方向竖直向上。
由qE=qv0B②
得磁感强度大小为B=E/v0②
（2）以OO'方向为z轴正方向，与x、y组成空间直角坐标系。
磁场改变方向后，粒子在yOz平面内的运动是匀速圆周运动，轨迹如图所示。
设圆半径为R，根据几何关系有
R2-l2=（R-y）2②
由于y=
l，可解出R=
l，可知=600②
粒子沿x方向的分运动是初速为零的匀加速直线运动，时间
t=
=
③
x=-
at2=-
·
·（
）2=-
③
=
2l
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