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高二物理电磁学综合试题


高二物理电磁学综合试题
第Ⅰ卷 选择题

一. 选择题: (本题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 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,全对得 3 分,漏选得 1 分,错选、不选得 0 分)

1、下列说法不符合 物理史事的是( ) ... A、赫兹首先发现电流能够产生

磁场,证实了电和磁存在着相互联系 B、安培提出的分子电流假说,揭示了磁现象的电本质 C、法拉第在前人的启发下,经过十年不懈的努力,终于发现电磁感应现象 D、19 世纪 60 年代,麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,并预言了电磁波的存在 2、图 1 中带箭头的直线是某电场中的一条电场线,在这条直线上有 a、b 两点,若用 Ea、 Eb 表示 a、b 两点的场强大小,则( ) a b A、a、b 两点的场强方向相同 图1 B、电场线是从a指向b,所以有 Ea>Eb C、若一负电荷从 b 点逆电场线方向移到a点,则电场力对该电荷做负功 D、若此电场是由一负点电荷所产生的,则有 Ea<Eb 3、质量均为m、带电量均为+q的A、B小球,用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一 点,平衡后两线张角为2θ ,如图2所示,若A、B小球可视为点电荷,则A小球所在 处的场强大小等于( A、mgsinθ /q C、mgtgθ /q ) B、mgcosθ /q A D、mgctgθ /q ) q θ θ q

B

图2

4、如图3所示为某一 LC 振荡电路在某时刻的振荡情况,则由此可知,此刻( A、电容器正在充电 B、线圈中的磁场能正在增加 C、线圈中的电流正在增加

图3 5、如图4所示,该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图象,下列说法正确的是 ( ) A、它的频率是 50HZ B、电压的有效值为 311V C、电压的周期是 0?02s D、电压的瞬时表达式是 u=311 sin314t v
311

D、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大

u/v 0
-311

图4

1

2

t/10 2s


6、将输入电压为 220V、输出电压为 6V 的理想变压器改绕成输出电压为 24V 的变压器, 若原线圈匝数保持不变,副线圈原有 30 匝,则副线圈应增加的匝数为( A、90 匝 B、120 匝 C、144 匝 D、150 匝 )

7、如图 5 所示,闭合电键 S 并调节滑动变阻器滑片 P 的位置,使 A、B、C 三灯亮度相 同,若继续将滑片 P 向下移动,则( A、A 灯变亮 C、A 灯最亮 B、B 灯变亮 D、C 灯最亮 ) S B A 图5 ) C P

8、如图 6 所示,开关 S 闭合后对软铁棒 A、B、C 的说法正确的是( A、软铁棒 A 不会被磁化 B、软铁棒 A 被磁化后右端是 N 极 C、软铁棒 B 被磁化后右端是 N 极 D、软铁棒 C 被磁化后右端是 S 极 S A B C 图6

9、如图 7 所示,导线框 abcd 与直导线 AB 在同一平面内,直导线 AB 中通有恒定的电流 I,当线框由左向右匀速通过直导线的过程中,线框中的感应电流的方向是( A、先是 abcda 再 dcbad 后 abcda B、先是 abcda 再 dcbad C、始终是 dcbad D、先是 dcbad 再 abcda 后 dcbad b c
图7

) d c

v a d

A
I

a

B b

10、 超导是当今高科技的热点之一, 当一块磁体靠近超导体时, 超导体会产生强大的电流, 并对磁体有排斥作用。 这种排斥力可使磁体悬浮在空中, 磁悬浮列车就是采用了这项技 术,磁体悬浮的原理是( ) ①超导体电流产生磁场的方向与磁体的磁场方向相同 ②超导体电流产生磁场的方向与磁体的磁场方向相反 ③超导体对磁体的磁力大于磁体的重力 ④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡 A、①③ B、①④ C、②③ D、②④ 第Ⅱ卷

二.填空题: (本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分)
11、甲、乙两根用同种材料做成的圆柱形的导体,它们的质量相同,长度之比 L1:L2=1: 2,则它们的电阻之比 R1:R2= 。

12、一个 LC 振荡电路,线圈自感系数 L=10mH 电容器电容 C=100pF,这个振荡电 路固有周期 T= s,激起电磁波在真空中的波长λ = m.。

13、如图 8 所示,滑动变阻器 M 的最大阻值是 200Ω ,电阻 R 为 200Ω ,C、D 间的电压为 8V,当 S 断开,滑动片 P 移动时,R 两端的电压变化范围是从 从 V到 V。 V到 V; 当 S 闭合,滑动片 P 移动时,R 两端的电压变化范围是

C U D 图8 R M p S S

14、如图 9 所示,MN 为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导 轨下滑,导轨的间距 L=10 ㎝,导轨上端接有电阻 R=0.5Ω , M 导轨与金属杆的电阻不计,整个装置处于 B=0.5T 的水平匀 强磁场中。若杆稳定下落时,每秒钟有 0.5J 的重力势能转 化为电能,则 MN 杆的下落速度 V= m/s。

R N

图9

三、实验题:(

本题共 3 小题, 15 小题 4 分,16 小题 8 分,17 小题 3 分,共 15 分)

15、有一多用电表,它的欧姆档刻度线中心刻度值是 12,当用 R×10 档去测量某待测电 阻(阻值约为 1000Ω )时,指针的偏转角度较小,为了减小测量误差,应该重新测 量,请从下面选出必要的步骤,并排列正确的操作顺序。 A、将多用表的选择开关扳至交流电压的最高档或"OFF"处 B、将多用表两表笔短接 C、将多用表的选择开关扳至 R×1 档 D、将多用表的选择开关扳至 R×100 档 E、调节调零旋钮,使表头的指针满偏 F、将待测电阻两端分别与两表笔连接,并读出测量数据,再乘以档位得出待测电阻的 阻值 重新测量的必要的步骤和正确的操作顺序为 16、在测定金属的电阻率的实验中,其实验步骤如下: (1) 、用米尺测量金属导线的长度,测量三次求得平均值 L,在导线三个不同的位置用 测量导线的直径 d(在空格处填写“实验器材名称” ) (2) 、用伏安法测量金属导线的电阻 R,请试把下列给的实验器材连接成测量 R 的合适 电路(各电表量程均符合实验要求)。 (填写字母)

A

V

金属导线

+

电源

_

(3) 、用上面测得的导线长度 L、导线直径 d、和导线电阻 R,可根据电阻率的表达式ρ = 。 u/v 1.0 0.5 0 图 11

17、在用“电流表和伏特表测定电源的电动势和 内电阻”的实验中,根据测得实验数据作出 的 U——I 图线如图 11 所示,从图中可知: 电源的电动势ε = r= Ω。 V,电源的内电阻

0.4

i/A

四、计算题: (本题共 4 小题,共计 39 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写
出最后答案的不能得分,有数值运算的必须明确写出数值和单位)

18、如图 12 所示,电阻 R1=R2=R3=1Ω ,当电键 S 接通时,电压表的读数为 1V,电键 S 断开时,电压表的读数为 0.8V,求电源的电动势和内电阻。(8 分)

R1 R2 图 12

V R3

S

19、把一检验电荷 q 放在点电荷 Q 所形成的电场中的 A 点,若检验电荷的电量为 q=-2.0 ×10 8C,它所受的电场力 F=4.0×10 3N,方向指向 Q,如图 13 所示,A 点到 Q 的距离
- —

为 r=0.30m,已知静电常量 K=9×109N·m2/C2,试求: (1).A 点的场强大小。 (2 分) (2).点电荷 Q 的电量和电性。 (4 分)

(3).若将检验电荷 q 从电场中的 A 点移到 B 点,电场力做功为 6.0×10 6J,则 A、B 之


间的电势差是多少?(3 分) F B Q 图 13


q

A

20、如图 14 为远距离输电示意图,已知发电机的输出功率为 100kw,输出电压为 250V,升 压变压器的原、副线圈的匝数比为 1:20,降压变压器的原、副线圈的匝数比为 20:1, 输电线的总电阻 R 线=10Ω ,求用户得到的电压 U4 及用户得到的功率 P 用。 (10 分)

I1 U1
发电机

I2 1:20
升压变压器 图 14

U2

R 线
输电线

I3 U3 20:1 U4
用户

降压变压器

21、如图 15 所示,AB、CD 是水平放置的光滑导轨,轨距为 L=0.5m,两轨间接有电阻 R=4 Ω ,另有一金属棒 PQ 恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知 PQ 棒的电阻 为 1Ω ,其它电阻不计。若整个装置处在 B=0.5T、方向垂直向里的匀强磁场中,现将 PQ 棒以 V=10m/s 的速度水平向右作匀速运动。求: (1).PQ 棒产生的感应电动势大小ε PQ。 (3 分) (2).维持 PQ 棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。 (4 分) (3).若在Δ t 的时间内,闭合回路 APQC 的磁通量的增量为Δ φ ,试证明: Δ φ =BLV=ε (5 分) PQ Δt P B A R C Q 图 15 v D

『答案』 一、将选择题的答案填入对应的空格内(每小题 3 分,共 30 分)

题号 答案
A

1

2 A、D

3 C

4 BCD

5 ACD

6 A

7 AD

8 BD

9 C

10 D

二、填空题: (本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分) 11、 1 : 4 (4 分)
12、6.28×10 6s(2 分)


1884 m(2 分) m/s(4 分)

13、 4 V 到 8 V; 0 V 到 8 V(每空 1 分)

14、 10

三、实验题( 本题共 3 小题, 15 小题 4 分,16 小题 8 分,17 小题 3 分,共 15 分) 15、 D、B、E、F、A (4 分) 16、 (1)螺旋测微器 或 千分尺(2 分) (2)连接电路(4 分)

A

V

金属导线

+

电源

_

(3)ρ = π Rd2/4L (2 分)

17、ε =1.0 V(1 分)

r= 1.25 Ω (2 分)

四、计算题: (本题共 4 小题,共计 39 分。18 题 8 分,19 题 9 分,20 题 10 分,21 题 12 分) 18、解:设电源的电动势为ε ,内电阻为 r,当 S 断开时 R1、R2 串联接在电源上,电路 中的电流 I,则: I=U/R1=0.8/1A=0.8A 由闭合电路欧姆定律得: ε =I(R1+R2+r)=0.8×(1+1+r)=1.6+0.8r (1) (3 分) 当 S 闭合时,外电路为 R2 和 R3 并联后与 R1 串联,则外电阻 R 为: R=R1+R2R3/(R2+R3)=1.5Ω 而电流 I?为: I=U?/R1=1/1A=1A 所以, ε =I(R+r)=1×(1.5+r)=1.5+r (2) (3 分) 由(1)、(2)得: ε =2V r=0.5Ω (2 分) 19、解:(1)、A 点的场强为 E,则:

E=F/q=4.0×10 3N/2.0×10 8C=2.0×105N/C (2) 、电荷 q 与点电荷 Q 为相互吸引,所以 Q 应带正电 由库仑定律 F=KQq/r2 得: — Q=2.0×10 6C
— -

(2 分) (1 分) (3 分) (3 分)

(3) 、设 A、B 之间的电势差 UAB 则: UAB=W/q=6.0×10 6/-2.0×10 8V=-300V
- -

20、解:由题意知:发电机的输出功率 P=100kw,输出电压 U1=250V,升压后的电压为 U2: U1/U2=1:20 得:U2=5000V (2 分) 而输电线上的电流 I2=P/U2=100000/5000A=20A (2 分) 输电线上损失的电压 U=I2×R 线=20×10V=200V 降压前的电压 U3=U2—U=4800V (2 分) 用户得到的电压 U4 U4/U3=1:20 得:U4=240V (2 分) 2 用户得到的功率 P 用 P 用=P-P 线=100kw-I2 R 线=96kw (2 分) 21、解: (1)由题意知:PQ 棒产生的感应电动势大小为ε PQ,则: ε PQ=B×L×V=0.5×0.5×10v=2.5v (3 分) (2).闭合电路中的电流为 I,则: I=ε PQ/(R+r)=2.5/(4+1)A=0.5A (1 分) 而金属棒 PQ 受到的安培力大小为 F,由公式 F=BIL 得: F=0.5×0.5×0.5N=0.125N 方向水平向左 (2 分) 维持 PQ 棒作匀速运动的水平外力应与安培力 F 大小相等,方向相反.所以,外力 的大小为 0.125N,方向水平向右。 (1 分) (3).证明:如图所示:设 PQ 在Δ t 时间内向右移动的距离为 d,则: d=v×Δ t 闭合回路磁通量的增量为Δ φ ,即: Δ φ =B×Δ S=B×L×d=B×L×v×Δ t P d B A 所以 Δ φ = B×L×v×Δ t =BLV (4 分) Δt Δt R v 而 BLV=ε PQ 即: C D Q Δ φ =BLV=ε 证明完毕。 (1 分) PQ Δt


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