高考物理一轮题库：第十三章 交变电流、电磁波.pdf

第十三章交变电流、电磁波第一部分五年高考题荟萃2009年高考新题 选择题1.（09 天津-9）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框a bed全部处于 m“x磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S,电阻为R。线框绕 x*与c d边重合的竖直固定转轴以角速度口匀速转动，线框中感应电流的*J*X X X|X XTT|有效值1=o线框从中性面开始转过工的过程中，通过导-2线横截面的电荷量q=。答案：，型2R R解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量 的计算等知识。电动势的最大值=8S，电动势的有效值=与回，电流的有效值/=4至以；m V2 R 2Rq-A E,，A0I At=At=-At=-BSVRRAtR2.（09 广东物理-9）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（ABD）I咕A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D.高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：依据输电原理，电路中的功率损耗AP=/2%,而灭线=夕9,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看在输送功率一定 的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输电电压一定,输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高 越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。用心 爱心 专心3.（09 江苏物理 6）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5,原线圈两端的交 变电压为=20j5s in l00R V 冢泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的A.开关接通后，氢泡的发光频率为100Hz；j f Q 0 力B.开关接通后，电压表的示数为100 V!应 丫：丫泡C.开关断开后，电压表的示数变大D.开关断开后，变压器的输出功率不变解析：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变 压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为 0=2吧V=20V,由2=幺得副线圈两端的电压为。2=100%电压表的示数为交流V 2 2。2电的有效值，B项正确；交变电压的频率为/=出工=50 Hz,一个周期内电压两次大于100V,即一个周期内就泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz,A项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，电路消耗的功 率减小，输出功率决定输入功率，D项错误。4.（09 海南物理 9）一台发电机最大输出功率为4000k W,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻氏=lk。.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）o若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器工和的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ABD）A.工原、副线圈电流分别为103A和20AB.T2原、副线圈电压分别为1.8义1（）5丫和220VC.1和T2的变压比分别为1：50和40：1D.有6x 1（/盏灯泡（220V,60W）正常发光5.（09 海南物理12）钳型表的工作原理如图所示。当通有交流/电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成/用心爱心专心正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英 国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A；若用同 一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是 Ao若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 A.答案：12 256.（09 山东19）某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V,输电 线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2o降压变压器原副线匝数分别为重、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则(AD)升压变压器降压受压器A.为B,“4C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：根据变压器工作原理可知人=剪，红=幺,由于输电线上损失一部分电压，升%。2“4 220压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有。2。3,所以%卫，A正确，BC 勺%不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。考点：变压器工作原理、远距离输电提示：理想变压器的两个基本公式是：4=生，即对同一变压器的任意两个线圈，都有 U2 n2电压和匝数成正比。=巴，即无论有儿个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有T yi输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有。/也。远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：Pl=P2,。3=。4,P=Pr=P2。电压之间的关系是：,2+Q。电流之间的关系是：y-=,y-=,/2=/,.二人。%。4%A A%用心 爱心 专心输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用Pr-Ur A，而不能用月.=r特别重要的是要会分析输电线上的功率损失7.（09 四川17）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 为10：1,R=20 O,I%=30 O,C为电容器。已知通过R的正弦 交流电如图乙所示，则（C）A.交流电的频率为0.02 HzV2 V2的电功率约为6.67 W 3的电流始终为零解析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫 兹,A错。由图乙可知通过R的电流最大值为L=1A、根据欧姆定律可知其最大电压为U=20V,再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V、B错；因为 电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和 有效值关系并联电路特点可知电阻Rz的电流有效值为I电压有效值为U=Um/V2 V,垃R220电阻R2的电功率为P2=UI=W、3C对。9.（09 福建 16）。的灯泡，如图乙所示，则(D)Q的示数为220vC.灯泡实际消耗的功率为484w解析：电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图像知电动势的最大值=22久/Jv,有效值用心 爱心 专心RE斤220V,灯泡两端电压。=7-=20%,A错；由图像知芹0.02S,一个周期内电流方向(+)变化两次，可知1S内电流方向变化100次，B错；灯泡的实际功率尸=空用=459 8%，C R 95F错；电流的有效值/=一=2.24,发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为R+r2=/2=2.22x 5x 11=24.21，D 对。20082005年高考题题组一一、选择题1.(08 北京18)一理想变压器原、副线圈匝数比1：町=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压如图所示。副线圈仅接入一个10。的电阻。则(D)A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是100C.经过1分钟电阻发出的热量是6x l()3jD.变压器的输入功率是lx l()3w解析 原线圈中电压的有效值是220V,由变压比知副线圈中电压为100V,流过电阻的电 流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6x1()34j。2.(08 天津17)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线 圈接有可调电阻火设原线圈的电流为/i，输入功率为副线圈的电流为A，输出功率为P2O当R增大时(B)A.八减小，P增大 B.1减小，P1减小 C.，2增大,减小D.，2增大,增大解析理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流/2减小，导致输出功率。2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流八减小，B正确3.(08四川16)如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中及、&2、&3和&4均为固定电阻，开关S用心 爱心 专心是闭合的。O 和O 为理想电压表，读数分别为s和5；O、O 和O为理想电流表，读数分别为/、，2和，3。现断开s,G数值不变，下列推断中正确的是(BC)A.。2变小、，3变小 B.。2不变、，3变大 C.人变小、，2变小 D.八变大、，2变大 解析：因为变压器的匝数与5不变，所以。2与两电压表的示数均不变.当S断开时，因 为负载电阻增大，故次级线圈中的电流4减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R的电压减小，故及2、&3两端的电压将增大，3变大，B正确.4.(08 宁夏 19)如图。所示，一矩形线圈 a bed放置在匀强磁场中，并绕过必、cd.中点的轴00以角速度 逆时针匀速 转动。若以线圈平面与磁场夹角。=45。时（如图Z?）为计时起点，并规定当电流自a 流向6时电流方向为正。则下列四幅图中 正确的是（D）【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从 垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为6到a,故瞬时电流的 表达式为i=（：+/）,则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴 旋转时的瞬时电动势表达式的理解。5.（08 海南7）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4：1.原线圈接入一电压为“=U（）sin0用心 爱心 专心的交流电源，副线圈接一个R=27.5Q的负载电阻.若Uo=22O/V,=100兀Hz,则下述结论正确的是（AC）A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交流电的周期为一 10071C.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为110，5 W【解析】：原线圈电压有效值5=220V,由电压比等于匝数比可得副线圈电压。2=55V,A对；电阻火上的电流为2A,由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为，C对；输入功率为。=220 x0.5W=110W,D 错；周期 T=0.02s,B 错。CO6.（08 广东 5）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示国。此线圈与一个=10。的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说法正确的是（C）sB.交变电流的频率为8HzC.交变电流的有效值为&AD.交变电流的最大值为4A【解析】由e 力图像可知，交变电流电流的周期为0.25s,故频率为4Hz,选项A、B错误。根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A,故有效值为&A,选项C正确。二、非选择题7.（08上海物理 20 B）某小型实验水电站输出功率是20k W,输电线路总电阻是6Q。（1）若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000 V高压输电，用户端利用.2=22：1的变压器降压，求用户得到的电压。答案：见解析p 20 x 103解析：（1）输电线上的电流强度为/=一=-A=U 380输电线路损耗的功率为。损=7火2x 6W仁用心 爱心 专心p 7()x i o3(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为/=1=A=4AU,5000用户端在变压器降压前获得的电压 U=UT R=(5000-4x 6)V=4976V根据5=丛U2 n2 1用户得到的电压为。2=二。|=Xnx 22题组二、选择题9)钳形电流表的结构如图4(a)所示。图4(a)中电流表 的读数为。图4(b)中用同一电缆线绕了 3匝，则(C)A.这种电流表能测直流电流，图4(b)的读数为B.这种电流表能测交流电流，图4(b)的读数为 图43 图4(b)C.这种电流表能测交流电流，图4(b)的读数为D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4(b)的读数为 8)关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(ACD)A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直二、非选择题3.(07 广东物理19)如图所示，沿水平方向放置 一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄 板，板相距L。槽内有两个质量均为m的小球A 周定底.座用心 爱心 专心和8,球4带电量为+2q,球8带电量为一3g,两球由长为2A的轻杆相连，组成一带电 系统。最初/和3分别静止于左板的两侧，离板的距离均为心 若视小球为质点，不计轻 杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布)，求：球8刚进入电场时，带电系统的速度大小；带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球力相对右板的位置。答案 对带电系统进行分析，假设球/能达到右极板，电场力对系统做功为阴，有：期;=2qEx25L+(3q x 1.5)0由此可以判定，球A不仅能达到右极板，而且还能穿过小孔，离开右极板。假设球3能达到右极板，电场力对系统做功为名，有:%=2q x 2.5+(-3密3.5)0由此判定，球B不能达到右极板综上所述，带电系统速度第一次为零时，球3应分别在右极板两侧。(1)电系统开始运动时，设加速度为由,由牛顿第二定律：4=逆=处2m m球8刚进入电场时，带电系统的速度为修，有：vf=2aL设球3从静止到刚进入电场的时间为小 则：ax球3进入电场后，带电系统的加速度为即，由牛顿第二定律：q-3必+2通=_盛 2m 2m显然，带电系统做匀减速运动。设球力刚达到右极板时的速度为出，减速所需时间为协则有：-V；=2a2 x 1.5Z t2=_球力离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为。3,再由牛顿第二定律:用心 爱心 专心-3qECLr-2m设球力从离开电场到静止所需的时间为 运动的位移为，则有：匕二史乜。3求得 V卷L x=6可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:球力相对右板的位置为：x=-64.（07 广东物理20）如图为装置的垂直 截面图，虚线出片2是垂直截面与磁场区边界 面的交线，匀强磁场分布在小办的右侧区域，磁感应强度3=0.4T,方向垂直纸面向外，AiA2与垂直截面上的水平线夹角为45o在 44左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平 放置，它们与垂直截面交线分别为$、S2,相距=0.2 mo在薄板上尸处开一小孔，P与44线上点。的水平距离为心 在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电 微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔7X10-3$开启一次并瞬间关闭。从&S2之间的某一 位置水平发射一速度为3的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到。处小孔。通过小孔的微 粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。（1）过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度也应为多少？求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比2=L0 x l（）3 c/k go只考虑纸面上带电微粒的 m运动）解：如图所示，设带正电微粒在S1S2之间任意点。以水平速度丫0进入磁场，微粒受到 的洛仑兹力为人 在磁场中做圆周运动的半径为广，有：用心 爱心 专心r解得：一二丝iqB欲使微粒能进入小孔，半径厂的取值范围为:L r 2L代入数据得：80 m/s 0,且AE E）范围内的a粒子均垂直于限束光栏的方向进 入磁场。试求这些a粒子打在胶片上的范围Ax】。实际上，限束光栏有一定的宽度，a粒子将在29角内进入磁场。试求能量均为E的a粒 子打到感光胶片上的范围Ax2用心 爱心 专心解：（1）设a粒子以速度v进入磁场，打在胶片上的位置距S的距离为x圆周运动q v氏、一 1,a粒子的动能E=ml2且 x=2R解得:2yl2mE x=-qB由上式可得:qBE（2）动能为的a粒子沿。角入射，轨道半径相同，设为火圆周运动qvB=、一 1,a粒子的动能E=m&2g的带负电的粒子以某一初速度沿轴方向从Z点进入电场区域，继而通过。点进入磁场 区域。并再次通过/点，此时速度方向与歹轴正方向成锐角。不计重力作用。试求：粒子经过。点速度的大小和方向；磁感应强度的大小Bo解：以a表示粒子在电场作用下的加速度，有qE=ma 加速度沿y轴负方向。设粒子从4点进入电场时的初速度为w，由4点运动到。点经历 的时间为3则有用心 爱心 专心由式得：y=J%?+匕2同江+尸）2mh设粒子经过。点时的速度方向与x轴的夹角为a,则有t a n a=%2h由式得：a=a r c t a n 粒子经过。点进入磁场后在磁场中作速率为u的圆周运动。若圆周的半径为我,则有：V2q vB=m-设圆心为P,则。必与过。点的速度垂直，且有正=方=火。用表示 与歹 轴的夹角，由几何关系得&c o s=&c o sa+/z 火 sin=lHsin a 由碗式解得：火幺土FTF IhlB 1 1 2mhE由醺式解得：/+/21 q 7.（07 全国理综I-25）两平面荧光屏互相垂 夕*x直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的 X X直线为X轴和歹轴，交点。为原点，如图所X X用心 爱心 专心X _x_KOax示，在歹0,00,x a的区域有垂直 于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为3。在。点有一处小孔，一束质 量为?、带电量为9（g 0）的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后扎在竖直和水平荧光屏 上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最 大的粒子在0Vx a的区域中运动的时间之比为2：5,在 磁场中运动的总时间为77712,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运 动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。解：粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动的半径为：mv qB速度小的粒子将在尤Va的区域走完半圆，射到竖直屏上。半圆的直径在y轴上，半径的范围从0到屏上发亮的范围从0到2呢轨道半径大于。的粒子开始进入右侧磁场，考虑r=a的极限情况，这种粒子在右侧的圆轨迹与x轴在。点相切（虚线），OD=2a,这是水 平屏上发亮范围的左边界。速度最大的粒子的轨迹如图中实线所示，它由 两段圆弧组成，圆心分别为。和。在y轴上，由对 称性可知C7在x=2a直线上。设t为粒子在OVx Va的区域中运动的时间，t2为在的区域中运动的时间，由题意可知_ 2t2 5解得：tx=-65Tt2 2 12由两式和对称性可得:ZOCM=60ZMCN=60用心 爱心 专心AMC P=360 x=15012所以 NNC7尸=150。-60。=90。26a R=3由图可知0P=2a+凡因此水平荧光屏发亮范围的右边界坐标为X=2（l+与）a即N尸为上圆周，因此，圆心C7在x轴上。4设速度为最大值粒子的轨道半径为由直角ACOd可得2Rsin 60=2q8.（06 全国H-25）（20分）如图所示，在0的区域中，存在磁感应强度大小分别为g与B2的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面向里，且用与.一个带负电荷的粒子从坐标原点。以速度v沿X轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过。点，4与X D X X XX 1 X X XX X X XX xB2X XX X X X X X X XX X X XXX XX X员的比值应满足什么条件?解：粒子在整个过程中的速度大小恒为u,交替地在孙平面内片与星羽和q,圆周运动的半径分别为外和G,有mu八-mu-2=-qB?现分析粒子运动的轨迹.如图所示，在中平面内，粒子先沿半径为G的半圆G运动至歹轴上离。点距离为2的4点，接着沿半径为g的半圆2运动至百点，。1的距离d=2（厂2-八）用心 爱心 专心此后，粒子每经历一次“回旋”（即从歹轴出发沿半径为八的半圆和半径为的半圆回到原点下方的歹轴），粒子的y坐标就减小d.设粒子经过次旋后与歹轴交于。点，若oon BP nd 满足nd=2/则粒子再经过半圆。计1就能经过原点，式中=1,2,3,为回旋次数.由式解得=/一 =1,2,3,n+1联立式可得用、当应满足的条件：B2 n+19.（06 天津 24）在以坐标原点O为圆心、半径为广的圆形 区域内，存在磁感应强度大小为8、方向垂直于纸面向里的 匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界 与x轴的交点4处以速度y沿-工方向射入磁场，它恰好从 磁场边界与y轴的交点C处沿+歹方向飞出。（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷幺；m（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为*,该粒子仍从A处 以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60。角，求磁感 应强度多大？此次粒子在磁场中运动所用时间/是多少？答案（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由4点射入，由。点飞出，其速度方向改变了 90,则粒子轨迹半径R=rv2又qvB=mR则粒子的比荷包=m Br用心 爱心 专心（2）粒子从。点飞出磁场速度方向改变了 60。角，故/。弧所对圆心角为60。，粒子做圆周运动的半径R=/c o t 30。=技 又Rm v qB,73所以*=二.8 3粒子在磁场中飞行时间=Lt=x四=立?6 6 qB 3v10.（05 广东物理17）如图13所示，一半径为厂的圆 _形导线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框 1.i1所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置L 12的平行金属板，两板间的距离为d,板长为L,t=0时-，磁图13场的磁感应强度B从%开始均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为?、带电量为p的液滴以初速度为水平向右射入两板间，该液滴可视为质点。要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件？要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度3与时间，应满足什么关系？答案：（1）由题意可知：板1为正极，板2为负极A0)A5两板间的电压u=S=SK Ar At而：S=TT/带电液滴受的电场力：F=qE=1d故：6一mg=mg=ma dqU a-2dm讨论:一.若 a 0液滴向上偏转，做类似平抛运动1 2 I”2y at=-(-gt2 2 dm当液滴刚好能射出时:有 1=Fj)t t=y=d%用心 爱心 专心2故图-g.由得4=-（g+型）nr q l”要使液滴能射出，必须满足yd 故KV&二.若 4=0液滴不发生偏转，做匀速直线运动，此时a=%g=0 md由得K产黑 7trq液滴能射出，必须满足KX三.若水0,、，液滴将被吸附在板2上。综上所述：液滴能射出，（应满足 g+n rq n rq y l,（2）B=Bo+Kt当液滴从两板中点射出进，满足条件一的情况，则用4替代式中的d2K*（g+监7ir q Inr c c id（即 B=B0+-g+y-1n rq/J11.（05 广东物理16）如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4 为边界的两个半圆形区域I、II中，44与443的夹角为 60 o 一质量为机、带电量为+夕的粒子以某一速度从I区的边 缘点小处沿与小4成30角的方向射入磁场，随后该粒子以 垂直于A2A4的方向经过圆心O进入H区，最后再从4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为求I区和n区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。用心 爱心 专心答案：设粒子的入射速度为%已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从4点射出，用以、&、4、&2、/、0分别表示在磁场I区n磁感应强度、轨道半径和周期V2qvB=rn1V2qvB2=m Ri2 兀 R1Tx-二-v qB、2tiR2 271 mv qB?设圆形区域的半径为广，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直力必4进入n区磁场，连接 44，4042为等边三角形，-2为带电粒子在n区磁场中运动轨迹的圆心，其半径R、=A&=O&=r 圆心角/44。=60,带电粒子在I区磁场中运动的时间为女 6带电粒子在n区磁场中运动轨迹的圆心在处|的中点，即1R=-r 2在n区磁场中运动时间为，2=12 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t=tx+t2 由以上各式可得一生 3 qt12.（05 全国n 24）在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取|z正交坐标系。q z（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿Z轴正方向，场强大小为民磁场方向沿y轴正方向，磁感应0,_用心 爱心 专心Xy强度的大小为8;重力加速度为g。问：一质量为,坐标轴（x,y,z）上以速度v做匀速运动？若能,若不能，说明理由。带电量为”的从原点出发的质点能否在、q、E、8、及g应满足怎样的关系？m、m答案：已知带电质点受到的电场力为袤，方向沿z轴正方向；质点受到的重力为力g,沿z轴的负方向。假设质点在x轴上做匀速运动，则它受的洛伦兹力必沿z轴正方向（当U沿x轴正方向）或沿2轴负方向（当U沿X轴负方向），要质点做匀速运动必分别有q uB+qE-mg或 qE=quB+mg假设质点在歹轴上做匀速运动，即无论沿歹轴正方向还是负方向，洛伦兹力都为O,要质点做匀速运动必有qE=mg 假设质点在z轴上做匀速运动，则它受洛伦兹力必平行于轴，而电场力和重力都平行于z轴，三力的合力不可能为0,与假设矛盾，故质点不可能在z轴上做匀速运动。13.（05 全国III-23）（16分）图中A/N表示真空室中 垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂XXXXXB直纸面向里，磁感应强度大小为B o 一带电粒子从平板XXXXX上的狭缝。处以垂直于平板的初速V射入磁场区域，最v后到达平板上的P点。已知B、v以及P到0的距离XXXXXNMI.不计重力，求此粒子的电荷0与质量？之比。答案:鸿第二部分三年联考题汇编题组一2009年联考题一选择题X X X&1.（09 崇文模拟）如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为5,方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为3距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直，现用外力Fk-”使线框以速度y匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，X X!x I X I X；x I IX金XXXXXXx xXX X XX;X IX IIX X；X；I X*X.,朱U规定：电流沿逆时针方向时的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正,外力尸向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势、外力厂和电功率尸随时间 用心 爱心 专心变化的图象正确的是D)2.（郴州市2009届高三调研试题）.如图所示，两条柔软的导线与两根金属棒相连，组成闭合电路，且上端金属棒固定，下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强，下面金属棒可能的运动情况是A.向左摆动C.向上运动（c）B.向右摆动D.不动3.（09 三校模拟）如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光 敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能 是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一 定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该 工+5V电路虚线框N中使用的是门电路.则下面说法正确的是(A)A.%为光敏电阻，N为与门电路B.火2为光敏电阻，N为或门电路C.%为光敏电阻，N为非门电路D.%为热敏电阻，N为非门电路4.（09 启东中学模拟）在如下图所示的静电实验电路中，已知电容器的电容C=C=C3,电源 的电动势为E,内阻为广，电压表的内阻为10k Q,当电路达到稳定状态后，则（D）A.电压表和静电计上的电势差相等，都是7 2B.电压表上电势差比静电计上的电势差大些用心 爱心 专心C.静电计上电势差为零D.电压表上电势差为零5.（09 崇文模拟）图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化,A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值都是311VC.图甲所示电压的瞬时值表达式为M=220sin l00；u（V）D.图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器变压后，功率比为1：16.（郴州市2009届高三调研试题）如图所示，在电路两端接上交变电流,保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是:灯1变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是（C）A.M为电阻，N为电容器，为电感器B.加为电阻，N为电感器，为电容器C.加为电感器，N为电容器，L为电阻D.M为电容器，N为电感器，为电阻7.（09 丰台模拟）某变电站用原副线圈匝数比为历的变压器，将远距离输来的电能送到 用户，如图所示。将变压器看作理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是（C）A.原副线圈电压比为 2：小B.原副线圈电流比为1：C.原副线圈电压比为加：n2D.变压器的输入功率与输出功率的比为n28.（09 苏苑高中模拟）竖直放置的一对平行金属板的左极板上 用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的 电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为6。当滑动变阻器及在 a位置时，电流表的读数为小 夹角为6 1当滑片在台位置时，电流表的读数为，2,夹角为8 2,则（D）a.aa/2用心 爱心 专心c.R=I7 D.0X j)x X X X|X X X X X X X x|X X XX X X X 甲XXXXXXXXXXXXXXX,x 义 X XX XX X AX-度V速拉出，求拉力的功及。两点间的电势差。如果线框以图乙方式匀速拉出，为使外Q乙A%Q力的功与图甲方式相同，拉出的速度V1应为多大？此时尸0两点间的电势差多大？答案：p二富十心*自=4电势差同上24.（09 东城模拟）如图所示，两平行金属导轨间的距离=,金属导轨所在的平面与水平面夹 用心 爱心 专心角。=37。，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度8、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻0.50Q的直流电源。现把一个质量加=的导体棒 ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属 导轨接触的两点间的电阻&）,金属导轨电阻不计，g取lOmH。已知sin 37=0.60,c o s37,求：（1）通过导体棒的电流；B（2）导体棒受到的安培力大小;（3）导体棒受到的摩擦力大小。答案：（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据 闭合电路欧姆定律有：E/=-=Ro+r（2）导体棒受到的安培力：F 产 BIL（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力Fmg sm37 由于*小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力 根据共点力平衡条件mg sin 37+f-F解得：户25.（郴州市2009届高三调研试题）如图所示，两根完全相 同的“V”字形导轨0。与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为3 电阻不计。两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面 0 的夹角都是a.两个金属棒a b和a%的质量都是加，电 阻都是火，与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下 的匀强磁场，磁感应强度为如果两条导轨皆光滑，让固定不动，将必释放，则而达到的最大速度是多少?如果将ab与。%同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少？用心 爱心 专心答案（1）/运动后切割磁感线，产生感应电流，而后受到安培力，当受力平衡时，加速度为0,速度达到最大，受力情况如图所示.则:mgsina=F 宏 c o sa又 F=BILI=E 感 I2RE感=3小mc o sa联立上式解得2mgR sin aBI?c o s2 a（2）若将ab、同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，这时ab、ab都产生感应电动势而且是串联.mgsma=F c o saF=BIL2BLvm cosa 2R,_ mgR sin a1 1 1 B2!?c os 2 a27.（09 崇文模拟）如图所示，在坐标%。,平面内存在B=2.0T的匀强 磁场，与OC4为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OC4满 足曲线方程=0.50$出）,。为导轨的最右端,导轨。4与0。4 相交处的。点和Z点分别接有体积可忽略的定值电阻R和&2，其 Ri=Q、7?2=Q。现有一足够长、质量加=0k g的金属棒在竖直向 上的外力尸作用下，以v=m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨 M N接触良好，除 电阻必、&2外其余电阻不计，g MZ10m/s2,求：（1）金属棒MV在导轨上运动时感应电流的最大值;（2）外力尸的最大值;（3）金属棒滑过导轨OC段，整个FI路产生的热量。答案（1）金属棒A/N沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属 棒MV匀速运动到。点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大。金属棒MV接入电路的有效长度为导轨OC4形状满足的曲线方程中的x值。因此接入电路的金属用心 爱心 专心二 RR?R、+7?2且火井棒的有效长度为L=x=0.5 sin y L,xm 5Em BL,nv EmI=区 R井/,”=1.0A(2)金属棒MV匀速运动中受重力加g、安培力尸安、外力居卜作用F安 m=ImL,B Fm=1.0NF外,LE珈+mg Fm=2.0N(3)金属棒MN在运动过程中，产生的感应电动势e=3.0sin y j 有效值为 E有=才=金属棒N滑过导轨。段的时间为，5t=-s62滑过。段产生的热量 Q=2t 0=1.25J.R井 一28(郴州市2009届高三调研试题)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕00轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直.已知线圈匝数片400,电阻r=0.1Q,长心=0.05m,宽乙=0.04m,角速度=100 r a d/s,磁场的磁感应强度以=9.9Q的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求:线圈中产生的最大感应电动势.(2)电流表A的读数.用电器上消耗的电功率.答案(1)Em=nBSu)代人数据得 Em=400X X X X100 V=20 V用心 爱心 专心20代人数据得Im=A=2A9.9+0.1.是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值1=4=6 A=l.41AV2。=血=(2 X/9W=19.8W.29.(2009届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)如图所示，平行导轨竖直 放置，上端用导线相连，中间跨接的金属棒与导轨组成闭合同路。水平虚是由=8/(1+)，其中国和人为已知量，P为磁场中任一位置到L的距离.金属棒从L2处以某一速度向上运动进人磁场,经过A,时其速度为刚进人磁场时速度的一半，返回时正好匀速穿过磁场.已知金属棒在导轨上滑动时所受的摩擦 力和重力之比为5:13,重力加速度为g,导轨上单位长度的阻值是恒定的，其余的电阻不 计.求：(1)到导轨上端的距离(2)金属棒向上运动进人磁场的初速度与向下运动进人磁场的速度之比.(3)金属棒向上刚进人磁场的加速度的大小.答案设导轨间的距离为乙位长度的阻值为4,4位置到导轨上端的距离为x,磁场的高度为五金属棒以4向上进入磁场，离开磁场后上升的最大高度为2,向下进入磁场后的速度为 u。如图甲、乙所示(1)金属棒在磁场中向下运动时所受的安培力为：X X.X要使厂支不随y的改变而改变，必须有R=,即=一x R金属棒离开磁场后的上升阶段伍(黄二孙电用心 爱心 专心金属棒进入磁场前的下落阶段有：u2=2aP力3()2 it/=q：K m+f):(mg-f)=9:4 2得：V(：L=3:1(3)金属棒向上和向下经过4位置时所受安培力之比为:B心。B2I3u.1:Fk=-:-=3:1上 卜 火 R金属棒向下进入磁场做匀速运动，其安培力后金属棒向上进入磁场时的加速度的大小为：mg+f+3(mg-/)_ 42a x m 1330.(09 西城区模拟)在如图甲所示的电路中，螺线管匝数=1500匝，横截面积S=20c m2。螺线管导线电阻r=1.0C,Ri=4.0Q,&=5.0Q,C=30|iFo在一段时间内，穿过螺线管的磁场的 磁感应强度3按如图乙所示的规律变化。求：(1)求螺线管中产生的感应电动