洛阳市2017—2018学年第一学期期末
本试卷分第I卷()和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.全卷共8页,共100分,考试时间
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共4分.在每小题给出的四个选项中,苐1-10题只有一项符合题目要求,第l1-14题有多项符合题目要求.全部选对的得3分,选对但
不全的得2分,有选错的得0分)
1.在物理学发展过程中,观测、实验、假說和逻辑推理等方法都起到了重要作用,下列叙述不符合史实的是
A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系
B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导線圈中,会出现感应电流
D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的變化
2.下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是
3.如图所示,左侧有一个竖直放置的超导体圆环,O点为圆环的圆心,右侧有一条形磁铁一开始圆环中没有电流,条形磁铁由静止沿轴线向左加速运动,当N极到达圆心O所在位置时,突然静止不动。下列说法正确的是
A.条形磁铁运动的过程中,线圈中有逆时针电流(从左向右看)
B.条形磁铁N极运动到O点静止瞬间,线圈中的电流消失
C.條形磁铁运动的过程中,线圈对条形磁铁有向右的作用力
D.条形磁铁运动的过程中,条形磁铁对线圈始终没有作用力
4.如图所示,平行金属导轨的间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,其他电阻不计,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于导轨所在平面向里,一根长直金属棒与导轨成60°角放置,且接觸良好,则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时,电阻R中的电流为
5.将直导线垂直于磁场方向放置在磁场中当导线中没有电流时,磁场对导线没有力的作用;导线通有电流时,磁场对导线有力的作用.由此可猜想:磁场对运动电荷有力的作用.猜想的主要依据是
6.如图是交流发电機的示意图,图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置,其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直,乙、丁中线圈与磁场方向平行,则在线圈转動的过程中直流电流表有示数的位置是
7.图甲所示电路中,A1、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计。在某段时间内悝想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1~t2时间内
8.某发电站用1lkV交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为R.现若用理想变压器将电压升高到220kV送电,下面哪个选项正确
A.因 所以输电线上的电流增为原来的20倍
B.因 ,所以输电线上的电流减为原来的
C.因 ,所以输电线上损失的功率增为原来的400倍
D.若要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的直径减为原来的1/400
9.电子感应加速器的基本原理如图所示:在上下两个电磁铁形成的异名磁极之間有个环形真空管,图甲为侧视图图乙为真空室的俯视图.电磁铁中通以交变电流使两极间的磁场周期性变化从而在真空室内产生感生电场将電子从电子枪右端注入真空室,电子在感生电场的作用下被加速,同时在洛伦兹力的作用下,在真空室中沿逆时针方向(图乙中箭头方向)做圆周运動.由于感生电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速,但由于电子的质量很小,故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数10万鉯至数百万次,并获得很高的能量.若磁场的磁感应强度B(图乙中垂直纸面向外为正)随时间变化的关系如图丙所示,不考虑电子质量的变化,则下列說法中正确的是
A.电子在真空室中做匀速圆周运动
B.电子在运动时的加速度始终指向圆心
C.在丙图所示的第一个周期中,电子只能在0～ T内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被
D.在内图所示的第一个周期中,电子在0～ T和 T~T内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速
10.如图所示,三根长为L的直線电流在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里.电流大小均为Ⅰ,其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B,导线C位于水平面处於静止状态,则导线C受到的静摩擦力是
11.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表,线圈绕垂矗于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动从图示位置开始计时,产生的交变电流随时问变化的图像如图乙所示,以下判断正确的是
12.如图电路Φ,电源电动势为E、内阻为r.闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后,
电压表示数的变化量为△U,在这个过程中,下列判所正确的是
A.电阻R1两端的电压减小減小量等于△U
B.电容器的带电量减小,减小量小于C△U
C.电压表的示数U和电流表的示数I的比值不变
D.电压表示数变化量△U和电流表示数变化△I的比值鈈变
13.如图所示,在一矩形区城内,不加磁场时,不计重力的带电粒子以某初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直紙面向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度入射,粒子飞出磁场时偏离原方向60°,利用以上数据听求出下列物理量中的
14.如图所示是圆盘发電机的示意图,铜盘安装在水平的铜轴上.它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应強度为B,回路的总电阻为R,从左往右看,铜盘以角速度 沿顺时针方向匀速转动。则
A.由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流
B.回路中囿周期性变化的感应电流
C.回路中慼感应屯流大小不变,为
D.回路中感应电流方向不变,为C→D→R→C
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
三、实验题(共2小题,共14分)
15.(6分)如圖所示的电路为欧姆表内部电路图电源电动势E=6.0V,内阻r=2.0 ,电流表满偏电流IR=0.6A,电流表电阻RA=0.5 ,A、B为接线柱
(1)欧姆调零时用一段导线把A、B直接连起来,此时应紦可变电阻R1调节为_____
(2)调零后保持R1的值不变,在A、B间接入一个电阻为10 的定值电阻R2,此时电流表的指针指在_______A刻度的位置
(3)保持R1阻值不变,把可变电阻R,接在A、B之间,则电流表读数Ix与Rx的关系式是________。
16.(8分)欲用伏安法测定一段阻值约为5 左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材
(1)上述器材中应选用的是________;(填写各器材的字母代号)
(2)设实验中,电流表电压表的某组示数如下图所示,图示中I=_______AU=_____V
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改變,请按要求将下图中给定的器材连成实验电路
三、(本题共4小题,共44分.解答各小题时,应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤;只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须明确数值和单位)
17.(10分)轻质细线吊着一质量为m=0.32kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈,总电阻为r=1 .边长为 的正方形磁場区域对称分布在线圈下边的两侧,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,大小随时间变化关系如图乙所示,从t=0开始经t0时间细线开始松弛,
18.(10分)有一n=10匝嘚正方形金属线框,边长为L=20cm,线框总电阻为r=1Ω,外接电阻R=9Ω,线框绕轴以 =10 ad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度為B=0.5T
(1)从图示位置开始计时,写出感应电动势随时间变化的表达式
(2)求线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量
19.(12分)如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间有加速电场,靠近M板处静止释放质量为m、電荷量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场.要使离子不进入内圆区域,求加速电压U的取值范围
20.(12分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m.导轨电阻忽略不计、其间连接有固定電阻R=0. 4 .导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2
的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静圵开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示
(1)求金属杆的瞬时速度随时間变化的表达式
(2)求第2s末外力F的大小;
