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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

ａ　　　　　ｂ
图１
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、a、b两点的场强方向相同
　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

B 　图２
A
θθ

q
q
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 Ｂ、mgcosθ/q

Ｃ、mgtgθ/q Ｄ、mgctgθ/q

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（　　　）
图３
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
Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大
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（ ）
－311
311
u/v
0 1 2 t/10－2s
图４
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

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

S
C
P
B
A 图5
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 B、B灯变亮

C、A灯最亮 D、C灯最亮

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（ ）
S
A
C
B
图6
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

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（ ）
图7
v
d
c
b
a
d
c
a
b
I
B
A
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

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.。
图8
C
D
SS
M
R
U
p

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 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
从 V到 V。
M
图9
N
R

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，
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。

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 （填写字母）

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)。
+
_
电源
金属导线
A
V

（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= 。
0.4 i/A
1.0

0.5

0
u/v
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= V，电源的内电阻
r= Ω。

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)
S
R3
R2
R1
V
图12

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）
Q
B
A
F
－q
图13

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）
R线
降压变压器
升压变压器
发电机
I1
I2
I3
U1
U2
U3
U4
20:1
1:20
用户
1:20
输电线
图14

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=4Ω，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εPQ。（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）
Δφ
Δt
=BLV=εPQ
（3）.若在Δt的时间内，闭合回路APQC的磁通量的增量为Δφ，试证明：
R
D
C
B
A
P
Q
v
图15
　　　　 （5分）

『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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案

A
A、D
C
BCD
ACD
A
AD
BD
C
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）
13、 4 V到 8 V； 0 V到8 V（每空1分） 14、 10 m/s（4分）
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）
+
_
电源
金属导线
A
V
（2）连接电路（4分）

（3）ρ= πRd2/4L （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分)
（2）、电荷q与点电荷Q为相互吸引，所以Q应带正电 (1分)
由库仑定律F=K/r2得：
Q=2.0×10—6C (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 （3分）

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)
用户得到的功率P用 P用=P－P线=100kw－I22R线=96kw (2分)

21、解：（1）由题意知：PQ棒产生的感应电动势大小为εPQ，则：
εPQ=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=εPQ/（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Δt时间内向右移动的距离为d，则：
d=v×Δt
R
D
C
B
A
P
Q
v
d
闭合回路磁通量的增量为Δφ，即：
Δφ
Δt
=
B×L×v×Δt
Δt
=BLV
Δφ=B×ΔS=B×L×d=B×L×v×Δt
所以 (4分)

而 BLV=εPQ 即：
Δφ
Δt
=BLV=εPQ

证明完毕。 (1分)