卷子答案网-一个不只有答案的网站物理 高考模拟题测试（二）
电磁学
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向外，两磁场的磁感应强度大小均为B。顶点A处有一粒子源，粒子源能沿∠BAC的角平分线发射不同速率的粒子，粒子质量均为m、电荷量均为+q，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，则发射速度v0为哪一值时粒子能通过B点（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子（不计重力），始终从两平行板左侧中点处沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板。要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使（ ）
A．粒子的电量变为原来的
B．两板间电压减为原来的
C．两板间距离增为原来的4倍
D．粒子的质量变为原来的2倍
3．如图，在平面内，虚线左上方存在范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场，在A(0，l)处有一个粒子源，可沿平面内各个方向射出质量为m，电量为q的带电粒子，速率均为，粒子重力不计，则粒子在磁场中运动的最短时间为
A． B． C． D．
4．关于磁通量，下列说法正确的是（ ）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度为零
B．磁场中磁感应强度大的地方，磁通量不一定很大
C．穿过某平面的磁感线条数越多，磁通量越大
D．在磁场中所取平面的面积越大，磁通量越大
5．下列物理学史材料中，描述正确的是（ ）
A．卡文迪什通过扭秤实验测量出静电引力常量的数值
B．为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果，应该在静止的小磁针上方通以自西向东的电流
C．法拉第提出了“电场”的概念，并制造出第一台电动机
D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律
6．如图所示的电路，右端导线接地，上端是竖直放置、电容为C的平行板电容器，设电容器左极板的电势为φ。先闭合开关S给电容器充电，再断开开关，若将右极板向右平移一小段距离，两极板间距离增大。下列说法正确的是（ ）
A．C变小，φ升高 B．C变小，φ降低
C．C变大，φ不变 D．C变大，φ不变
7．一只低压教学电源输出的交变电压为U＝10 sin 314t （V），以下说法正确的是（ ）
A．这只电源可以使“10 V 2 W”的灯泡正常发光
B．这只电源的交变电压的周期是314 s
C．这只电源在t＝0.01 s时电压达到最大值
D．“10 V 2 μF”电容器可以接在这只电源上
二、多选题
8．在图的电路中，三个额定功率相同的灯泡均以额定功率工作，可以判定（ ）
A．三灯的额定电压
B．三灯灯丝的电阻
C．滑动触头向b端滑动一点后，三灯实际功率
D．滑动触头向b端滑动一点后，三灯通过的电流
9．如图所示，竖直平面有3个带电量均为+q的小球，上面小球质量为2m，其它两球质量为m且位于同一水平高度，小球间均用长度为L的轻杆连接，整个空间存在一个方向水平向右，大小为E匀强电场，在外力作用下从如图所示的位置绕中心逆时针缓慢转动90° ，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．系统的重力势能减少0.5mgL
B．系统的重力势能减少mgL
C．系统的电势能不变
D．系统电势能增加0.5EqL
10．如图所示，A为两量程电流表的公共端。已知表头的内阻为Rg，满偏电流为Ig，两个量程分别为5Ig和10Ig，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．当使用A、B两个端点时，电流表的量程为10Ig
D．当使用A、C两个端点时，电流表的内阻为
三、实验题
11．如图图甲所示，一个电阻为R的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T都是已知量．求：
（1）在一个周期T内通过金属环某一横截面的电荷量；
（2）在一个周期T内金属环中产生的热量；
（3）圆环中所产生的交流电的电流有效值。
12．为研究某蓄电池（电动势约2V，内阻约0.5）的输出功率，设计了如图所示的电路，其中R0是阻值为3.6的定值电阻。
（1）根据电路图用笔画线代替导线，将实物连线________，其中电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择___________A。
（2）多次测量后，根据实验数据作出图像如图所示。则由图可知，该蓄电池的电动势E为_______V，内电阻r为___________（结果保留一位小数）。
（3）当电压表的读数为_________V时，滑动变阻器消耗的功率最大，此时蓄电池的输出功率为___________W（结果保留两位有效数字）。
四、解答题
13．如图所示，圆形区域的半径为R，内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B，磁场下面有竖直方向的匀强电场．一质量为m、电量为q的粒子（重力不计），粒子由静止开始从A运动到B，速度方向偏转了60°，问：
(1)粒子带何种电荷？
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径多大？
(3)加速电场两极间的电压U多大？
14．如图所示为质谱仪的原理图，M为粒子加速器，电压为U1＝5000V；N为速度选择器，磁场与电场正交，两极板间的电压为U2＝1.2×104V，板间距离为d＝0.06m；P为一个边长为l＝0.16m的正方形abcd磁场区，磁场方向垂直纸面向外，其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏。今有一比荷为＝108C/kg的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S打在荧光屏上。（不计重力）求：
（1）粒子离开加速器时的速度v；
（2）速度选择器两极板间的磁感应强度为B1；
（3）正方形abcd磁场区的磁感应强度B2。
15．如图所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3=4Ω，经过一段时间后某一电阻烧断，电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，设电表对电路的影响不计，试问：
（1）烧断的是哪一个电阻？
（2）电源的电动势和内阻分别是多少？
16．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面重合，左端用导线连接电容为C的电容器（能承受的电压足够大）。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向上。一质量为m、电阻不计的直金属棒垂直放在两导轨上，一根绝缘的、足够长的轻绳一端与棒的中点连接，另一端跨过定滑轮挂一质量为m的重物。现从静止释放重物并通过轻绳水平拖动金属棒运动（金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，不计滑轮质量和所有摩擦）。求：
（1）若某时刻金属棒速度为v，则电容器两端的电压多大？
（2）求证：金属棒的运动是匀加速直线运动；
（3）当重物从静止开始下落一定高度时，电容器带电量为Q，则这个高度h多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】粒子带正电，且经过B点，其可能的轨迹如图所示
所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径
r=（n=1，2，3，…）
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
qvB=m
解得
（n=1，2，3，…）
由此可知，的粒子能通过B点，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】设平行板长度为l，宽度为d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：
垂直初速度方向做匀加速运动：
，
欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为d。
A．使粒子的带电量减少为原来的，则
故A正确；
B．两板间电压减为原来的，则
故B错误；
C．两板间距离增为原来的4倍，则
此时并非恰好穿过电场，故C错误；
D．粒子的质量变为原来的2倍，则
故D错误。
故选A。
3．C
【详解】粒子进入磁场中做匀速圆周运动则有：，而将题中的v值代入得：，分析可知：粒子运动的时间t最短时，所粒子偏转的角度θ最小，则θ所对弦最短，
作AB⊥OB于B点，AB即为最短的弦，假设粒子带负电，结合左手定则，根据几何关系有：，粒子偏转的角度：θ=60°，结合周期公式：，可知粒子在磁场中运动的最短时间为：，故C正确，ABD错误；
故选C．
【点睛】解题的关键在于要分析出：粒子运动时间t最短时，粒子偏转的角度θ最小，所对的弦也最短，最后转化为求弦最短的情况，而弦最短的情况很容易画出．
4．B
【详解】A．当磁感线与线圈平行时，磁通量为零，但磁感应强度不为零，A错误；
B．磁通量表达式为
其中是线圈平面与磁场方向的夹角，Φ与B、S、α三个因素有关，所以磁感应强度B大的地方，磁通量不一定很大，B正确．
C．磁通量可以形象说成穿过线圈的磁感线的条数，但穿过某平面的磁感线条数越多，磁通量不一定越大，C错误；
D．在磁场中所取平面的面积增大，磁通量不一定增大，若平面与磁场平行，磁能量为零，保持不变，D错误。
故选B。
5．D
【详解】A．卡文迪什通过扭秤实验测量出万有引力常量的数值，A错误；
B．为了增强奥斯特的电流磁效应实验效果，应该在静止的小磁针上方通以南北方向的电流，B错误；
C．法拉第提出了“电场”的概念，并制造出第一台发电机，而第一台实用电动机是德国科学家雅可比于1834年发明的，C错误；
D．库仑通过与万有引力类比，在实验的基础上验证得出库仑定律，D正确。
故选D。
6．B
【详解】将右极板向右平移一小段距离，两极板间距离增大，根据
可知电容器的电容C减小；因电容器带电量Q一定，则根据
可知，两极板电压变大，因电容器右极板电势为零，则左极板电势φ降低。
故选B。
7．A
【详解】A．交流电的峰值
则有效值
所以电源可以使“10V、2W“的灯泡正常发光，故A正确；
B．根据瞬时值表达式可知
ω=100π
则
故B错误；
C．t=0.01s时，经过半个周期，电压为零，故C错误；
D．当电容器的耐压值小于峰值，电容器被击穿，10V小于，则“10V、2μF”电容器不能接在这只电源，故D错误。
故选A。
8．AC
【详解】A．在并联部分有
显然有
因为A、C的额定功率和实际功率都相同，所以
这里，可知
所以三灯的额定电压的高低顺序为
故A正确；
B．在三灯均以额定功率工作时，有
可知三灯灯丝电阻的大小顺序与电压相同，为
故B错误；
C．当变阻器的滑动触头向b端滑动一点后，总电阻变小，因此总电流变大，A灯功率变大．此时并联部分电压降低，B灯功率变小，但C灯却因电流变大而功率变大，三灯的电流关系是
现在变大，变小，变大，为了使等式仍能成立，应该有
可见C灯比A灯的功率变得更大了．所以三灯实际功率的大小情况是
故C正确；
D．在变阻器没有变动时，是总电流，它最大．B、C功率相等，故有
由于，所以
所以
在滑动触头向b端滑动一点后，变小而变大，所以仍有
故D错误。
故选AC。
9．BC
【详解】在外力作用下从如图所示的位置绕中心逆时针缓慢转动90°，根据各小球位置的改变，重力做正功
可得系统重力势能减小，同理可得电场力对三个小球所做的合功为零，所以电势能保持不变，故BC正确，AD错误。
故选BC。
10．AC
【详解】ABC．当使用A、B两个端点时，电流表分流电阻只有R1，则量程较大，即量程为10Ig，使用A、C两个端点时，量程为5 Ig；则由欧姆定律可知
解得
选项AC正确，B错误；
D．当使用A、C两个端点时，电流表的内阻为
选项D错误。
故选AC。
11．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在一个周期T内穿过金属环的磁通量变化
所以通过金属环某一横截面的电荷量
（2）时间内和时间内，感应电动势大小均为
时间内感应电动势为0
一个周期内产生的热量为
（3）由有效值的定义得
解得有效值为
12． 3 0.6 2.2 0.4（0.3～0.5都给分） 1.1 0.57
【详解】（1）[1]实物图连线如图所示
[2][3]蓄电池的电动势约2V，电压表宜使用3V量程，电路中最大电流不超过0.6A，所以电流表选0.6A量程。
（2）[4][5]由闭合电路欧姆定律可得
故
所以图像中截距为电动势，故电动势为2.2V，图线与横轴交点横坐标为0.55A，所以图线的斜率大小为
即
解得
（3）[6]研究滑动变阻器消耗的功率时，可以将等效于电源内阻，相当于电动势为2.2V、内阻为4Ω的电源对其供电，当时滑动变阻器消耗的功率最大，等效电源的输出功率最大。此时电路中电流
电压表读数为
[7]蓄电池的输出功率
13．(1)带负电；(2) ； (3)
【详解】(1)离子进入磁场向右偏转，根据左手定则可知，该离子带负电
(2)如图
根据几何关系可知
离子在磁场中圆周运动的轨道半径
(3)由
解得
电场中加速，由动能定理
联立解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子经加速电场U1加速，获得速度v，由动能定理得
qU1＝mv2
解得
（2）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，得
qE＝qvB1
且
E＝
解得
B1＝0.2T
（3）粒子在B2中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由
qvB2＝
得粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径
r＝
由几何关系可知
解得
B2＝0.1T
15．（1）R2断路；（2）4V、1Ω
【分析】（1）由题意，电路中某一电阻断路后，两电表的读数都变大，不可能是R3和R1断路，否则变化后电压表或电流表无读数，只可能R2断路．
（2）断路时，电压表读数等于电阻R1的电压，由欧姆定律求出R1．根据闭合电路欧姆定律对发生断路前后列方程，组成方程组求解电动势和内电阻．
【详解】（1）因某电阻烧断，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生故障的电阻是R2。
（2）由R2烧断后：电压表的示数等于路端电压，则
根据闭合电路欧姆定律得
U=E﹣Ir
即有
3.2=E﹣0.8r
R2未烧断时：路端电压
U′=R1I′=4×0.75V=3V
通过R3的电流
总电流
I0=I3+I′=0.25A+0.75A=1.0A
则有
U′=E﹣I0r
即
3=E﹣r
联立解得
E=4V
r=1Ω
【点睛】本题中涉及故障分析，采用排除法逐一分析，对于电源的电动势和内阻，常常根据两种情况列方程组求解。
16．（1）（2），式中各量都是恒量，加速度保持不变，故金属棒的运动是匀加速直线运动。（3）
【分析】考查导体棒切割磁感线，法拉第电磁感应定律。
【详解】（1）电容器两端的电压U等于导体棒上的电动势E，有：
（2）金属棒速度从v增大到的过程中，用时，加速度为a，有：
电容器两端的电压为：
电容器所带电量为：
此时金属棒中的电流为：
棒的加速度为：
对物体：
对棒：
联立：
解得：
式中各量都是恒量，加速度保持不变，故金属棒的运动是匀加速直线运动。
（3）由于金属棒做匀加速直线运动，且电路中电流恒定，由：
解得：
。
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