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高二物理新课标版选修3-1电磁场综合测试题(已改)


高二物理新课标版选修 3-1 电磁场综合测试题
1、下列关于等势面的说法正确的是( ) A、电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功。 B、等势面上各点的场强相等。 C、点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为圆心的一簇球面。 D、匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面。 2、一电荷只在电场力作用下,在电场中逆着一条电场线从 A 运动到 B,则在

此过程( ) A、电荷的动能可能不变 B、电荷的势能可能不变 图1 C、电荷的速度可能不变 D、电荷的加速度可能不变。 3、有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内,如图 1 所示,当竖直长导线内通以方向向 上的电流时,若重力不计,则三角形金属框将( ) A、水平向左运动 B、竖直向上 C、处于平衡位置 D、以上说法都不对 4、如图 2 所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块,a、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂 直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力 F 拉 b 物块,使 a、b 一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段( ) A、a、b 一起运动的加速度减小。 B、a、b 一起运动的加速度增大。 C、a、b 物块间的摩擦力减小。 D、a、b 物块间的摩擦力增大。 图 图2 5、如图 3 所示,磁场方向竖直向下,通电直导线 ab 由水平位置 1 绕 a 点在竖直平面内 3 转到位置 2,通电导线所受安培力是( ) A、数值变大,方向不变。 B、数值变小,方向不变。C、数值不变,方向改变。 D、数值和方向均改变。 6、如图甲 11-3 所示电路,电源电动势为 E,内阻不计,滑动变阻器的最大电阻为 R,负载电阻为 R0。当滑动变阻 器的滑动端 S 在某位置时,R0 两端电压为 E/2,滑动变阻器上消耗的功率为 P。若将 R0 与电源位置互换,接成图乙所 示电路时,滑动触头 S 的位置不变,则( ) A、R0 两端的电压将小于 E/2 B、R0 两端的电压将等于 E/2 C、滑动变阻器上消耗的功率一定小于 P D、滑动变阻器上消耗的功率可能大于 P 图5 图 7、如图 4 所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带负电 4 的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶端由静止释放,设小球受到的电场力和重力大小相等,则当它滑过的弧度为下列何 值时受到的洛伦兹力最大( ) A、

? 4

B、

? 2

C、

3? 4

D、 ?

8、在比较精密的电子设备中,其电源跟负载之间的保护不是用普通的保险丝,而是广泛用保险电阻,当电流超过 正常值时,这种保险电阻能够迅速熔断,它的阻值从 0.1 ? 到 10 ? 不等,关于它们的熔断时间跟阻值的关系,你认 为正确的是 ( ) A、阻值越大,熔断时间越长 B、阻值越小,熔断时间越长 C、阻值越大,熔断时间越短 D、阻值越小,熔断时间越短 9、如图 6 所示,质量为 m 带+q 电量的滑块,沿绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强 图6 电场区时,滑块运动的状态为 ( ) A、续匀速下滑 B、将加速下滑 C、将减速下滑 D、以上三种情况都可能发生 10、某空间存在水平方向的匀强电场, (图中未画出) ,带电小球沿如图 7 所示的直线斜向上由 A 点运动到 B 点, 此空间同时存在着由 B 向 A 方向的匀强磁场,则下列说法中正确的是( ) A、带电小球一定做匀减速直线运动 B、带电小球可能作曲线运动 C、运动过程中小球的机械能一定变化 D、场强方向水平向右 图7

二、填空和实验题(请把答案填写在题中横线上) 11、一带电微粒在正交的匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动,如图 8 所示。则微粒带电性质是 和环绕方向是 12、平行金属板 MN,平行于匀强磁场放置,如图 9 所示,一质量 m 带电量 q 的粒子,由 a 经半个周期到 b 垂直穿 过板后运动到 c,已知 ab∶bc =10∶9,设粒子每次穿过金属板时阻力不变,则该粒子共能穿过 MN 次。穿板前 后在磁场中运动的周期 (填如何变) 13、如图 10 所示在 POQ 区域内分布有磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,有一束负离子流 沿纸垂直于磁场边界 OQ 方向从 A 点射入磁场。已知 OA=s,∠POQ=45°,负离子质量为 m,电荷量为 q。画出负 离子在磁场中运动的轨迹,要使负离子不从 OP 边射出,负离子进入磁场中运动时的速度最大不能超过 。 14、半径为 R 的四分之一光滑圆弧的绝缘轨道,如图 11 所示。O 为圆心,OA 为水平半径,一质量为 m,电量为 q 的带正电小球,从 A 点由静止滑下,经过最低点 B 时对轨道的压力为零,则该区域内匀强磁场的磁感应强度为 方向为

图 12 图 11 图9 图 10 图8 3 15、如图 12 所示,一质量为 m。电荷量为+q 的小球从距地面为 h 处,以初速度 v0 水平抛出,在小球运动的区域 里,加有与小球初速度方向相反的匀强电场,若小球落地时速度方向恰好竖直向下,小球飞行的水平距离为 L,小球 落地时动能 EK= ,电场强度 E= 。

18、在用电流表和电压表测干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为 0.1Ω 和 1kΩ , 如图 15(甲)和(乙)分别为实验原理图及所需的器件图。

— 甲 图 15 乙

+
图 16

①试在器件图(乙)中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路。 ②一位同学根据实验测得的 6 组数据在图 16(丙)的 U-I 图上标出了对应的坐标点(符号为?) ,请作出图线,并 由图线求出电源电动势 E=_____V,电源内阻 r=______Ω 。 三、计算题(解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分,有数值计算的题, 答案中必须写出数值和单位) 19、如图 17 所示, 半径为 r 的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。 现有一带电离子(不 计重力)从 A 以速度 v 沿圆形区域的直径射入磁场,已知离子从 C 点射出磁场的方向间的夹角为 60? (1)该离子带何种电荷; (2)求该离子的电荷量与质量之比 q/m

图 17

20、静止在太空的飞行器上有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的粒子流,从而对飞行器产生 反冲力,使其获得加速度。已知飞行器的质量为 M ,发射的是 2 价氧离子,发射功率为 P,加速电压为 U,每个氧离 子的质量为 m,单位电荷的电量为 e,不计发射氧离子后飞行器质量的变化。求: (1)射出的氧离子速度; (2)每秒钟射出的氧离子数; (3)射出离子后飞行器开始运动的加速度。

21、如图 18 所示, 有一束电子, 质量为 m,电量为 e,以平行于 ox 轴的速度 v0 从 y 轴上的 a 点射入第 I 象限区域。 为了使这束电子能经过 x 上的 b 点,可在第 I 象限某处加一个方向沿 y 轴正方向的匀强电场。如果此电场的场强为 E, 沿 y 方向无限长,沿 x 方向宽度为 s,已知 oa=L,ob=2s,求所加电场的边界线与 b 点间的距离。

图 18 22、如图 19 所示,直线 ON 在直角坐标系 xoy 的第一象限内,与 x 轴的夹角为 ? ? 37? ,P 为 ON 上的一点。当 在第一象限内加上沿+y 方向匀强电场时,一个带负电的离子从 y 轴 A 点以平行于 x 轴方向的初速度射入电场后,经 过 P 点时速度方向恰好与 ON 垂直; 若撤去电场, 在此区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场, 同样的负离子在 y 轴的 B 点以相同的初速度垂直磁场方向射入后,经过 P 点时其速度方向恰好也与 ON 垂直。不计离子的重力作用,求:OA: OB 等于多少?(sin370=0.6,cos370=0.8)

图 19

高二物理电磁场综合参考答案

1、CD 2、D 3、A 4、A、C 5、B 6、D 7、C 8、BC

9、A 10、AC

11、带负电,逆时针;12、5 次,不变;13、 ( 2-1)qsB/m;14、3mg/q 2gR ,垂直纸面向外; 15、mgh,mgL/qh; 16、 8.475, 6.075
?10 17、 140 ? 3 , 5.7 ? 10

18、①如图甲图乙(注意应该舍去的点) ②1.46 0.75 (E 在 1.46±0.02 V, r 在 0.75 ±0.03 Ω 范围内都给分) 19、解析: (1)根据磁场方向和离子的受力方向,由左手定则可知:离子带负电。 (2)如图,离子在磁场中运动轨迹为一段圆弧,圆心为 O?,所对应圆心角为 60?。
qvB ?

r m v2 ①, ? q 3v ③ tg ? ②,联立①、②解得: ? 2 R R m 3Br

20、解析: (1)据动能定理知:由 2eU=mv2/2,得: v ? 2 eU / m (2)由 P=2NeU,得 N = P/2eU; (3)由动量定理 知: N?mv ? Mv 得 a ? P meU / MeU ①

21、解析:(1)若右边界在 b 点左边:如图所示,右边界与 b 点的距离: d1 ? ( L ? y) tan?
y? 1 2 at 2



a?

qE m
2



t?

s v0



tan? ?

v0 v0 ? v y at



由以上各式解得: d ? m v0 L ? s 1
qEs


2 m v0 L s ? qEs 2

2

左边界与 b 点的距离: d 2? d1 ? s ?

(2)若右边界在 b 点右边:v0?t=x;L=1/2Ee/m?t 。X=v0

2

2mL e

22、解析:加上电场时,离子在电场中做类平抛运动,如图所示。 水平方向: x ? v0 t ? OP ? cos? 竖直方向: y ? ① ②) ③

1 2 1 at ? ? v y ? t 2 2

竖直方向的速度: v y ? v0 ? ctg? ∴ 由以上三式得: y ? OA=y+OP?sinθ ⑤

1 1 v0 t ? ctg ? ? ? OP ? cos ? ? ctg ? ④ 2 2
17 代入数据解得:OA= OP⑥ 15

加上磁场时,离子作匀速圆周运动,如图所示。 有图示可知,轨道半径 r ? OB ? OP ⑦ ∴ OA : OB ? 17 : 15


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