高二物理上学期期末综合复习四

~U V A L 嘴哆市安排阳光实验学校茌平一中度高二物理上学期期末综合复习四

一、选择题

1.如图一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中做匀速转动下列说法正确的是

A、t1时刻线圈平面位于中性面位置；

B、t2时刻ad的速度方向跟磁感线平行；

C、t3时刻线圈平面与中性面重合；

D、在甲图位置电流方向改变一次

2.如图所示电路中，每节电池的电动势均为2V，内阻均为0.2Ω，负载电阻R＝4.6Ω，电路接通时，a、b两点间的电势差Uab为

A．2V B．-2V C．-1.84V D．1.84V

3.如图所示的电路中，当变阻器R2的滑动触头P向右滑动时，则

A．电容器C的电容量增大 B．电容器C内的电场强度增大

C．电压表的读数增大 D．R1消耗的功率增大

4.如下图所示电路中，已知直流电动机M的内阻是R，电源的内阻是r，当电动机正常工作时，电压表的示数为U，电流表的示数是I，则以下的结论正确的是

A．t秒钟内，电动机产生的热量是I2Rt B．t秒钟内，电动机消耗的电能是IUt

C．电源电动势是IR＋Ir D．电源电动势是U＋Ir

5.在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220 2

sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是

A、电流表示数增大 B、电压表示数增大

C、灯泡变暗 D、灯泡变亮

6. 下列甲、乙两图是电子技术中的常用电路， a、b 是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“ ”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“—”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是

A. 图甲中R得到的是交流成分

B. 图甲中R得到的是直流成分

C. 图乙中R得到的是低频成分

D. 图乙中R得到的是高频成分

7.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是

A．正在增加，qmgdt B．正在减弱，nqmgdt

C．正在减弱，qmgdt D．正在增加，nqmgdt 乙 a

b ~

甲 a

b R

传感器 k B ψ

c b a

d B

甲 t/S Φ

0 Φm

t1

-Φm t4 t2 t3 t5

乙 a ~ E E 1 2 A

B

C b

c S O

O` 8．三根导线如右上图放置，其中L1可绕O1点转动，L3可绕O2点转动，L2固定，当通以如图所示方向电流时将会有（ ）

A.L1逆时针，L3顺时针转动 B.L1顺时针，L3逆时针转动

C.L1、L3均顺时针转动 D.L1、L3均逆时针转动

9.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（ ）

A、变大 B、变小 C、不变 D、条件不足，无法判断

10 .一闭合圆形线圈放在匀强磁场中，线圈的平面与磁场方向成θ角，磁感应强度随时间均匀变化，变化率为一定值．在下述办法中用哪一种可以使线圈中感应电流的强度增加一倍 [ ]

A．线圈的匝数增加一倍 B．把线圈的半径增加一倍

C．把线圈的面积增加一倍 D．改变线圈轴线对磁场的方向

二．填空题

11．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，产生的电动势如右图，则磁感应强度B= ，在t=1/12周期时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于 。

12．如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是 b元件应是

c元件应是 。

13、一交流电压的瞬时值表达式为U=15sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 Ω

14． 学了法拉第电磁感应定律E∝ △ф△t 后，为了定量验证感应电动势E与时间△t成反比，某小组同学设计了如图所示的一个实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上。每当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△t，同时触发接在线圈两端的电压传感器记录下在这段时间内线圈中产生的感应电动势E。利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势E和挡光时间△t。

在一次实验中得到的数据如下表： 次数

测量值 1 2 3 4 5 6 7 8

E/V 0.116 0.136 0.170 0.191 0.215 0.277 0.292 0.329

△t/×10-3s 8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 3.980 3.646 电压传感器 光电门传感器

强磁铁 挡光片

弹簧 线圈

e

0 Em （1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的△t时间内，磁铁相对线圈运动的距离都_______ (选填“相同”或“不同”)，从而实现了控制___________不变；

（2）在得到上述表格中的数据之后，为了验证E与△t成反比，他们想出两种办法处理数据：第一种是计算法：算出_____________，若该数据基本相等，则验证了E与△t成反比；第二种是作图法：在直角坐标系中作__________关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与△t成反比。

三、计算题

15．如图所示，一带电为-q的小球，质量为m，以初速度v0竖直向上射入水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。当小球在竖直方向运动h高度时，球在b点上所受的磁场力多大？

16、如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=0.020Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：

⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。

⑵线圈穿越磁场过程中的最小速度v。

⑶线圈进入磁场过程中加速度的最小值a。

17．如图所示，在密闭的真空中，正中间开有小孔的平行金属板Ａ、Ｂ的长度均为Ｌ，两板间距离为Ｌ／3，电源Ｅ１、Ｅ２的电动势相同，将开关Ｓ置于ａ端，在距Ａ板小孔正上方ｌ处由静止释放一质量为ｍ、电量为ｑ的带正电小球Ｐ（可视为质点），小球Ｐ通过上、下孔时的速度之比为∶；若将Ｓ置于ｂ端，同时在Ａ、Ｂ平行板间整个区域内加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为Ｂ．在此情况下，从Ａ板上方某处释放一个与Ｐ相同的小球Ｑ．要使Ｑ进入Ａ、Ｂ板间后不与极板碰撞而能飞离电磁场区，则释放点应距Ａ板多高?（设两板外无电磁场）

18．如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1 m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2 T，线圈的电阻为2 Ω，它的引出线接有8 Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正），求：

（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；

（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图像（在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正）；

（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；

（4）该发电机的输出功率P（摩擦等损耗不计）； D

C P 剖面图 线圈 右视图

甲 乙 N

L

N N

N N N S S

0.6 0.4 0.20.10.30.5丁 t/s I/A

0 h

d l 1

2

3

4 v0

v0 v

参考答案

1ac 2c 3bc 4abd 5bc 6ac 7d 10b

14．相同 磁通量的变化量 感应电动势E和挡光时间△t的乘积 感应电动势E与挡光时间△t的倒数

16、⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热，而2、4位置动能相同，由能量守恒Q=mgd=0.50J

⑵3位置时线圈速度一定最小，而3到4线圈是匀加速运动，因此有

v02-v2=2g(d-l)，得v=22m/s ⑶2到3是减速过程，因此安培力RvlBF22减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小，a=4.1m/s2

17、解：Ｐ从静止释放到Ａ板的过程中，做自由落体运动，设到达Ａ板时的速度为ｖ１，则

ｖ１２＝2ｇｌ． ①

当开关Ｓ置于ａ时，Ｐ在Ａ、Ｂ板间受重力和电场力的共同作用做匀加速直线运动，设它到达Ｂ板时的速度为ｖ２，由动能定理可得

（ｍｇ＋ｑＥ）·Ｌ／3＝（1／2）ｍｖ２2－（1／2）ｍｖ１2， ②

又 ｖ１／ｖ２＝／， ③

由①②③式可得ｑＥ＝ｍｇ． ④

设Ｑ的释放点距Ａ板的高度为ｈ，下落至Ａ板即将进入两板间时的速度为ｖ０，则

ｖ０2＝2ｇｈ． ⑤ 当开关Ｓ置于ｂ时，由于Ｑ在两板间时所受重力和电场力大小相等、方向相反，故Ｑ将在洛仑兹力作用下在两板间做匀速圆周运动，由左手定则可知其所受洛伦兹力方向向右，故Ｑ只能从两板右侧飞出，当Ｑ从Ａ板右边缘飞出时，其轨道半径为Ｌ／4，所以

ｑＢｖ０＝ｍｖ０2／（Ｌ／4）， ⑥

解④⑤⑥式得ｈ＝ｑ2Ｂ2Ｌ2／32ｍ2ｇ． ⑦

当Ｑ沿与Ｂ板相切的轨迹飞出两板间时，其轨道半径为Ｌ／3，所以

ｑＢｖ０＝ｍｖ０2／（Ｌ／3）， ⑧

解④⑤⑧式得ｈ＝ｑ2Ｂ2Ｌ2／18ｍ2ｇ．

故释放点距Ａ板的高度满足ｑ2Ｂ2Ｌ2／32ｍ2ｇ＜ｈ＜ｑ2Ｂ2Ｌ2／18ｍ2ｇ时，可不与极板相撞而飞离电磁场区．

18. （1）从图可以看出，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，其速度为

v＝xt ＝0.080.1 m/s＝0.8 m/s

线圈做切割磁感线E＝2nrBv＝2203.140.10.20.8 V＝2 V

（2）感应电流 I＝ER1＋R2 ＝28＋2 A＝0.2 A （2分）

电流图像 （2分）

（3）由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力．

F推＝F安＝nILB＝2nIrB＝2200.23.140.10.2 N＝0.5 x/cm

t/s 8.0

0.6 0.4 0.20.10.30.5丙 4.0