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湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第二册第二章电磁感应单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第二册第二章电磁感应
考试时间：75分钟 命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)如图所示，虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形单匝导体框垂直磁场放置，框的右边与磁场边界重合，此时穿过导体框的磁通量为Φ。现将导体框以速度v沿纸面垂直边界拉出磁场，在此过程中（　　）
A．穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是
B．穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是
C．穿过导体框的磁通量增加，产生的感应电动势是
D．穿过导体框的磁通量减小，产生的感应电动势是
2．(本题4分)下列关于涡流的说法中正确的是（　　）
A．在硅钢片中不能产生涡流
B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C．涡流有热效应，但没有磁效应
D．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
3．(本题4分)如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（　　）
A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置 B．圆环离开磁场时具有收缩的趋势
C．圆环将在磁场中不停地摆动 D．圆环在磁场中运动时均有感应电流
4．(本题4分)如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属直棒，如图立在导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中下列说法正确的是（　　）
A．感应电流方向始终是b→a
B．感应电流方向先是b→a，后变为a→b
C．棒受磁场力方向与ab垂直，如图中箭头所示方向
D．棒受磁场力方向与ab垂直，开始如图中箭头所示方向，后来变为与箭头所示方向相反
5．(本题4分)如图所示是电流表的内部结构，以下说法正确的是（　　）
A．为了测量电流时更加灵敏，框架应该用塑料框
B．因为磁场是辐向磁场所以框架在转动的过程中穿过框架的磁框架通量没有改变
C．框架在转动的过程中有感应电流产生，感应电流方向与外界的电流方向相反
D．电表在运输的过程中不需要做任何的处理
6．(本题4分)1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现（　　）
A．先有逆时针方向的感应电流，然后有顺时针方向的感应电流
B．先有顺时针方向的感应电流，然后有逆时针方向的感应电流
C．始终有顺时针方向的感应电流
D．始终有逆时针方向的感应电流
7．(本题4分)自感电动势是在自感现象中产生的感应电动势，它的大小由导体本身（自感系数L）及通过导体的电流改变快慢程度共同决定，若用国际单位制中的基本单位表示自感系数L的单位H，正确的是（　　）
A．kg·m2·A-2·s-2 B．kg·m2·A-2·s-3
C．kg·m·A-2·s-2 D．m2·kg·s-3·A-1
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)如图所示，相距为的两条水平虚线、之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为，正方形线圈边长为（），质量为，电阻为，将线图从磁场上方高处由静止释放，边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为。关于线圈穿越磁场的过程（从边刚进入磁场起一直到边离开磁场为止），下列说法正确的是（　　）
A．感应电流所做的功为 B．感应电流所做的功为
C．线圈的最小速度一定为 D．线圈的最小速度一定为
9．(本题5分)如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，其中半圆导轨竖直放置，水平导轨与半圆导轨相切于C、E两点，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现将一导体棒垂直导轨放置，开始时导体棒位于图中的A处，当导体棒中通有如图所示方向的电流时，导体棒由静止开始运动，并能到达与半圆导轨圆心等高的D处。已知导轨的间距为L=0.4m，磁场的磁感应强度大小B=0.5T，导体棒的质量为m=0.05kg，长度为L′=0.5m，导体棒中的电流大小为I=2A，，重力加速度为g=10m/s2下列说法正确的是（　　）
A．导体棒在A点的加速度大小为10m/s2
B．导体棒在D点的速度大小为5m/s
C．导体棒在D点的向心加速度大小为10m/s2
D．导体棒在D点时，半圆导轨对通电导体棒的作用力大小为1.5N
10．(本题5分)如图甲所示为某小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙所示，两个车辆检测器的电感线圈分别铺设在自动栏杆前、后的地面下，检测器内部的电容器与电感线圈构成振荡电路，振荡电流如图丙所示。当汽车接近或离开线圈时，使线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，车辆检测器检测到这个变化就发出电信号，“通知”车牌识别器对车辆身份进行鉴别，然后控制自动栏杆抬起或落下。下列说法正确的（　　）
A．图丙中，时刻电容器两端电压为最大值
B．图丙中，时间内，电容器上的电荷量增加
C．汽车接近线圈时，线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．汽车离开线圈时，线圈的自感系数增大，振荡电流的频率升高
第II卷（非选择题）
三、实验题(共20分)
11．(本题8分)在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。
（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_______。
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。
12．(本题12分)某学习小组在“探究楞次定律”的实验中，记录如下表：
磁铁放置情况 磁铁运动情况 电表指针偏转情况
N极朝下 插入线圈 向左偏转
S极朝下 从线圈中抽出 向①偏转
②极朝下 从线圈中抽出 向右偏转
(1)请你补充完整表格，所要填写的内容写在对应的横线上：①___________；（选填“左”或“右”）；②___________；（选填“N”或“S”）
(2)根据实验现象，组长带领大家研究后认为：这个实验中，磁铁插入线圈中不动，让线圈上下运动也可以产生感应电流。你认为他们的结论是___________（选填“正确”或“不正确”）的。
四、解答题(共37分)
13．(本题6分)在图中，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
（1）当闭合开关S的一瞬间，线圈P里有没有感应电流？
（2）当线圈M里有恒定电流通过时，线圈P里有没有感应电流？
（3）当断开开关S的一瞬间，线圈P里有没有感应电流？
（4）在上面三种情况里，如果线圈P里有感应电流，感应电流沿什么方向？
14．(本题8分)电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全的辅助制动装置，其缓冲原理可简化为如下情形：如图所示（小车在平直公路上行驶的俯视图），小车内的装置产生方向竖直向下的匀强磁场；水平地面固定n=10匝的矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R=5Ω，ab边长为L=0.5m，ad边长为2L。当小车（无动力）水平通过线圈上方时，线圈与小车中的磁场发生相互作用，使小车做减速运动，从而实现缓冲。已知小车的总质量为m=1.0kg，受到地面的摩擦阻力恒为Ff=0.8N；小车磁场刚到线圈ab边时速度大小为v0=2m/s；当小车磁场刚到线圈cd边时速度减为零。整个缓冲过程中流过线圈abcd的电荷量为q=1.6C，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小B；
（2）缓冲过程中线圈产生的热量Q。
15．(本题9分)如图所示，两根平行且足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距L＝1 m，电阻忽略不计，导轨上端接一阻值为R＝0.5 Ω的电阻，导轨处在垂直于轨道平面的匀强磁场中、导体棒ab的质量m＝0.1 kg，电阻r＝0.5 Ω，由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，流过电阻R的电流逐渐增大，最终达到最大值I＝1 A．整个运动过程中ab棒与导轨垂直，且接触良好，g＝10 m/s2，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导体棒下落的最大速度；
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的加速度。
16．(本题14分)如图所示，有一足够大的绝缘水平面，在矩形EFGH上方存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，正方形单匝线框ABCD边长为d，电阻为R，质量为m，重力加速度为g；
（1）如果正方形线框ABCD在绝缘水平面上，AB边恰好处在磁场边界FG上（如图）；线框以AB边为轴以角速度ω逆时针转动，求CD边刚进入磁场时，CD边上电流的大小和方向？
（2）如果线框ABCD处于水平面上方h处且与绝缘水平面平行（如图所示），线框以水平初速度v0向左进入磁场，当线框恰好完全进入磁场时，线框的水平速度v1是多少？
（3）在第（2）中，线框从进入磁场到落在绝缘水平面上的时间t是多少？
（4）在第（2）中，如果线框落到绝缘水平面上时，CD边恰好在边界EH上（EF长度为2d），请在坐标系上画上线框所受安培力的冲量I随线框前进的水平位移x的图线（以边界FG为坐标原点，水平向左为正方向）。
参考答案
1．D
【详解】
将导体框沿纸面垂直边界拉出磁场的过程中，穿过导体框的磁感线条数减少，磁通量减小，产生的感应电动势是
故选D。
2．D
【详解】
A．整块导体内部发生电磁感应而产生的感应电流的现象成为涡流现象，所以硅钢片中能产生涡流，故A错误；
BCD．涡流跟平常见到的电磁感应现象一样，都是因为穿过导体的磁通量变化产生的，都是感应电流，感应电流既有热效应又有磁效应，故BC错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒，因此环向右穿过磁场后，不能摆到释放位置，故A错误；
B．圆环离开磁场时磁通量减少，由楞次定律（增缩减扩）可知：圆环离开磁场时具有扩张的趋势，故B错误；
C．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故C正确；
D．圆环在磁场中运动时，因穿过其磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
当ab棒从图示位置滑到与水平面成45°时，闭合电路的磁通量不断变大，则由楞次定律得闭合电路中的电流是逆时针方向，即是b→a．而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相反；当越过与水平面成45°时，闭合电路的磁通在变小，则由楞次定律得闭合电路中的电流是顺时针方向，即是a→b．而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相同．由上可知：只有B选项正确。
故选B。
5．C
【详解】
A．电流表的内部线圈绕在闭合的铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，使得测量电流时更加灵敏，选项A错误；
B．因为磁场是辐向磁场，所以框架在转动的过程中线圈平面总是与磁场平行，则线圈转动过程中穿过框架的磁框架通量会发生改变，选项B错误；
C．框架在转动的过程中磁通量要发生改变，所以有感应电流产生；因为外界电流时线圈转动，而转动时又产生感应电流，分别根据左手定则和右手定则可知，感应电流方向与外界的电流方向相反，选项C正确；
D．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
AB．在磁单极子运动的过程中，当磁单极子位于超导线圈上方时，超导线圈中原磁场的方向向下，磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流；当磁单极子位于超导线圈下方时，超导线圈中原磁场的方向向上，磁通量减小，则感应电流的磁场方向向上，由安培定则可知，产生逆时针（俯视）方向的感应电流，故AB错误,
CD．始终有逆时针方向的感应电流，故C错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
根据
可得
则H的单位是
故选A。
8．BD
【详解】
AB．由于边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为，根据能量守恒定律可得
由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流及线框刚出来到全部出来过程有感应电流，并且两过程产生的内能相同，则全过程感应电流所做的功为
所以A错误；B正确；
CD．由于线框刚进入到全部进入过程有感应电流，全部进入后感应电流，并且边刚进入磁场时速度为，边刚离开磁场时速度也为，所以线框进入磁场时先做减速运动，全部进入磁场后再做匀加速直线运动，则线圈的最小速度是在全部进入磁场瞬间，由能量守恒定律可得
解得
所以C错误；D正确；
故选BD。
9．AD
【详解】
A．由左手定则可判断出导体棒受到的安培力方向水平向右，安培力大小为
F安=BIL′=0.5 N
由牛顿第二定律得
F安=ma
解得导体棒开始运动时的加速度大小为
a=10 m/s2
故A正确；
B．导体棒从A点运动到D点的过程中，安培力做的功为
重力做的功为
由动能定理得
解得导体棒运动到D点时的速度大小为
v=2m/s
故B错误；
C．导体棒运动到D点时，向心加速度大小为
故C错误；
D．导体棒在D点时，在水平方向上由牛顿第二定律得
解得半圆导轨对通电导体棒的作用力大小
F=1.5 N
故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】
A．图丙中，时间内电流在减小，说明电容器在充电，时刻充电结束，电容器两端电压为最大值，故A正确；
B．时间内电流在增大，说明电容器在放电，电荷量减少，故B错误；
C．汽车上有很多钢铁，当汽车接近线圈时，相当于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大；根据公式
可知，线圈的自感系数增大时振荡电流的频率降低，故C正确；
D．同理，当汽车离开线圈时，线圈的自感系数减小，振荡电流的频率升高，故D错误。
故选AC。
11．a c B 磁通量的变化率
【详解】
(1)电表是为了测量线圈B中的感应电流的，所以N连接到a才能构成一个闭合回路；
线圈A与电池组、滑动变阻器构成一个闭合回路，但是想改变电路中的电流，M必须连接到c，所以M连接到c。
(2)将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时,电阻增大，线圈A中的电流讯速减小，则线圈B中的磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转
A．线圈A向上移动时，线圈B中的磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转，所以A错误；
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，线圈B中的磁通量都是讯速减小的，所以灵敏电流计指针向右偏转，则B正确；
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，电流都在改变，所以线圈B中的磁通量都在变，所以灵敏电流计指针都会偏转，则C错误；
D．判断灵敏电流计指针偏转的方向，只需要根据磁通量的增减来判断，所以与线圈的绕线方向无关，则D错误；
故选B。
(3)将滑动变阻器的触头P向右移动，慢慢移动与快速移动体现了磁通量的变化快慢，也就是磁通量的变化率，所以发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。
12．左 N极朝下 正确
【详解】
（1）当条形磁铁的N极向下插入线圈过程中，线圈中向下的磁场增强，则指针向左偏。当条形磁铁的S极向下抽出线圈中过程中，线圈中向上的磁场减弱，即改变了磁场的方向又改变了磁场的强弱，所以电流计的指针向左偏。
当条形磁铁的N极向下插入线圈过程中，线圈中向下的磁场增强，则指针向左偏。当条形磁铁的N极向下抽出线圈中过程中，线圈中向下的磁场减弱，即只改变了磁场的强弱没有改变磁场的方向，所以电流计的指针向右偏转。
（2）通过分析上面的实验，得出磁铁插入线圈过程，线圈不动，实现了线圈的磁通量的变化，产生了感应电流，根据这个结论，磁铁插入线圈中不动，让线圈上下运动也可以改变线圈的磁通量的变化，同样也可以产生感应电流，所以他们的结论是正确的。
13．（1）有；（2）没有；（3）有；（4）见解析
【详解】
（1）当合上开关的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量增加，线圈P里有感应电流。
（2）当线圈M里有恒定电流通过时，产生稳定的磁场，线圈P的磁通量不变，没有感应电流
（3）当断开开关的一瞬间，穿过线圈M的磁通量减小，线圈P里有感应电流
（4）当闭合开关S的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈P的磁通量增加，根据安培定则知线圈P中磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为a→b
断开开关S瞬间，线圈P的磁通量减少，线圈P里有感应电流，根据安培定则知线圈P中原来磁场方向向右，根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为b→a
14．（1）1.6T；（2）1.2J
【详解】
（1）在整个缓冲过程中，由法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
通过线圈的电荷量
解得
（2）对小车由动能定理得
W安－2FfL=0－mv
焦耳热
Q=－W安
解得
Q=mv－2FfL=1.2J
15．（1）1 T；（2）1 m/s；（3）8 m/s2，方向竖直向下
【详解】
（1）电流最大时导体棒速度最大，之后做匀速直线运动，根据平衡条件可得
解得
（2）根据法拉第电磁感应定律可得
根据闭合电路的欧姆定律可得
联立解得
（3）导体棒的速度是0.2 m/s时的安培力为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向竖直向下
16．（1），从C指向D；（2）；（3）；（4）
【详解】
（1）产生的感应电动势为
则电流的大小
由右手定则知电流的方向为C指向D；
（2）线框进入磁场过程由水平方向动量定理
电量
联立得
（3）线框运动的竖直方向上是自由落体运动，则
解得
（4）由（2）知线框进入磁场过程中，由左手定则知安培力方向水平向右，冲量为
线圈在磁场中运动过程中，安培力为零，故冲量为零，线框出磁场过程中，由左手定则知安培力水平向右，大小也为
可得图像如图所示湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第二册第三章交变电流单元测试试卷（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第二册第三章交变电流
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共24分)
1．(本题4分)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（　　）
A．升压变压器的输出电压U2增大
B．降压变压器的输出电压U4增大
C．输电线上损耗的功率减小
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
2．(本题4分)如图所示，、是两只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电阻，当A、两端接正弦交流电时，则A、之间电流的有效值为（　　）
A． B． C． D．
3．(本题4分)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数之比为，副线圈接一个阻值为R的电阻，则下列说法正确的是（　　）
A．若之间接电压恒定的电源且电压为，则中的电流为
B．若之间接交流电源且电压为，则原线圈中的电流为
C．若之间接交流电源且电压为，增大，则副线圈的输出功率将增大
D．若之间接交流电源且电压为，增大，则原线圈输入功率将增大
4．(本题4分)如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式u1=220sin（100πt）V的交流电，RT为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R1、R2为定值电阻，C为电容器。下列判断正确的是（　　）
A．V1表的示数为220V
B．R2的电功率为零
C．副线圈输出电压的函数表达式为u2=110sin（50πt）V
D．RT处温度升高时，V1表示数不变，V2表和A表的示数均变大
5．(本题4分)一含有理想自耦变压器的电路如图所示，、为定值电阻，为滑动变阻器，在变压器原线圈两端输入的正弦交流电，则下列判断错误的是（　　）
A．仅将向上移动，中的电流变大 B．仅将向上移动，原线圈输入的功率变大
C．仅将向上移动，中的电流变小 D．仅将向上移动，原线圈输入的功率变大
6．(本题4分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，Rl=20Ω，R2=40Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（　　）
A．交流电的频率为0.02 Hz
B．原线圈输入电压的最大值为200V
C．电阻R2的电功率为5.0W
D．通过R3的电流始终为零
二、多选题(共15分)
7．(本题5分)如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为L＝0.4 m。导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R＝20Ω，图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度B＝1T的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v＝5sin10πt（m/s），则下列说法正确的是（　　）
A．水平外力为恒力
B．电压表的示数为2 V
C．R的功率为0.2 W
D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
8．(本题5分)一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，如图所示。输电线的总电阻为R，T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（　　）
A．当用户使用的电器增加时，U2、U3、U4均变小
B．输电线的总电阻R两端的电压等于U2-U3，且随用户使用的电器增加而增大
C．输电线上损失的功率为，且随用户使用的电器增加而增大
D．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比
9．(本题5分)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙曲线a、b所示，则（　　）
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3
C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D．曲线b表示的交变电动势最大值为10 V
第II卷（非选择题）
三、实验题(共18分)
10．(本题6分)一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势 e 与时间 t 的关系如图所示．感应电动势的峰值和周期可由图中读出．则磁感应强度 B =____________；在 t = T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于______________．
11．(本题12分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，变压器两个线圈接如图所示的匝数，多用电表选择开关如图所示，用多用电表测量两个线圈的电压，中途不换挡，结果如图所，则图丙所示电压值为__________（填“5.7V”或“1.37V”），则连接电源的是__________线圈（填“左边的”或“右边的”）。
四、解答题(共43分)
12．(本题6分)发电机转子是匝数匝，边长的正方形线圈，置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻，外电路为纯电阻电路电阻。试求：
（1）写出交变电流瞬时值表达式；
（2）外电阻上消耗的功率；（结果保留一位有效数字）
（3）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？（结果保留一位有效数字）
13．(本题10分)光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，输电线的总电阻；该学校每间教室有标有“220V 60W”字样的电灯16盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的4%，求：
（1）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
（2）该光伏发电系统至多能供电照明的教室的间数。
14．(本题12分)图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100匝、电阻r=10，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=40Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：
(1)从到内通过电阻R上的电量q；
(2)电路中交流电压表的示数。
15．(本题15分)如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器）。求：
（1）输电线的电流；
（2）发电机的输出功率；
（3）发电机线圈转动的角速度。
参考答案
1．D
【详解】
A．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以根据
可知升压变压器的输出电压不变，故A错误；
B．由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压不变，根据
可输电线上的电流线增大，根据
损线
可知输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压
损
可得降压变压器的输入电压减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故B错误；
C．升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据
损
知输电线上损失的功率增大，故C错误；
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例为
因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，不变，所以输电线上损耗的功率占发电厂输出总功率的比例增大，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
当A接电源正极时，相当于导线，相当于断路，此时等效电路为、并联然后和串联，总电阻为
当A接电源负极时，相当于导线，相当于断路，此时等效电路为、并联然后和串联，总电阻为
故当A、B两端接正弦交流电时A、B之间的等效电阻是，交流电压的有效值为，由欧姆定律
得电流有效值为，故选项B正确，选项ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．变压器只能改变交流不能变直流，若ab之间接直流电压U，则R中的电流为零，A错误；
B．若ab之间接交流电压U，根据
副线圈电压为
副线圈R中的电流
根据
原线圈中的电流为
B错误；
C．若ab之间接交流电压U，根据
副线圈电压为
增大，副线圈两端的电压增大，根据
则副线圈的输出功率将增大，C正确；
D．若ab之间接交流电压U，匝数比没变，副线圈两端的电压不变，增大R，根据
得输出功率将减小，所以原线圈中的输入功率将减小，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．由题意可知，原线圈所接为正弦交流电，最大值为220V，交流电压表所测为有效值220V，A正确；
B．由于交变电流可通过电容C，故R2中有电流通过，电功率不为零，B错误；
C．由变压器电压与匝数关系
可知，副线圈两端电压最大值为110V，变压器不改变频率，故副线圈输出电压的函数表达式为
u2=110sin（100πt）V
C错误；
D．变压器输入电压取决于电源，故V1表示数不变，RT处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，R1两端电压增大，故RT两端电压减小，可知A表的示数变大，V2表示数变小，D错误。
故选A。
5．C
【详解】
AB．仅将P1向上移动，副线圈两端的电压增大，、中的电流都变大，因此副线圈电路中的电流增大，故电路消耗的功率变大，所以原线圈输入的功率变大，AB正确，不符合题意；
CD．仅P2向上移动，副线圈接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，故电路消耗的功率变大，则原线圈输入的功率变大；由于滑动变阻器的电阻减小，因此R3分到的电压减小，电流减小，R2中的电流变大，C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
故选C。
6．C
【详解】
A．由图乙可知，交流电的频率为
故A错误；
B．由图乙可知，通过电阻Rl的电流最大值为I=1A，则副线圈电压最大值
U2=IRl=20V
根据 ，可得原线圈输入电压的最大值为
故B错误；
C．电阻R2的电功率为
故C正确；
D．副线圈瞬时电压一直在改变，电容器一直在进行充放电过程，通过R3的电流始终变化，并不是始终为零，故D错误。
故选C。
7．BD
【详解】
A．导体棒的速度按正弦规律变化，则产生的感应电动势不断变化，感应电流不断变化，导体棒所受安培力不断变化，可知外力不断变化，故A错误；
B．导体棒切割磁感线产生的感应电动势
原线圈两端的电压有效值为
联立可得
则电压表示数为V，故B正确；
C．电阻R的功率
故C错误；
D．原线圈两端的最大电压
Em＝2.0 V
由法拉第电磁感应定律得
则变压器铁芯中磁通量变化率的最大值
故D正确。
故选BD。
8．BCD
【详解】
A．交流发电机的输出电压U1一定，匝数未变，根据
知U2不变，A错误；
B．输电线的总电阻R两端的电压等于U2-U3，用户使用的电器增加，T2的输出电流增大，则输电线上的电流也会增大，R上的电压增加，B正确；
C．输电线上的电流
则输电线上损失的功率为
用户使用的电器增加，输电线上的电流会增大，则输电线上损失的功率增加，C正确；
D．输送功率一定时，根据
，
可知，要减小线路的损耗，应增大输送电压U2，又U1一定，根据
知，应减小升压变压器的匝数比，又有
U2增大，I减小，所以U3增大，为使用户电压U4不变，根据
可知，应增大降压变压器的匝数比，D正确。
故选BCD。
9．ACD
【详解】
A．从题图中看出，t＝0时刻a、b曲线上产生的感应电动势均为0，因此线圈平面与中性面重合，选项A正确；
B．从图中可以看出a、b曲线的周期分别为Ta＝0.04s，Tb＝0.06s，曲线a、b对应的线圈转速之比
选项B错误；
C．曲线a所表示的频率
选项C正确；
D．线圈转动时产生的感应电动势最大值
Em＝BSω
又
na∶nb＝3∶2
因此
ωa∶ωb＝3∶2
可推出
Ema∶Emb＝3∶2
结合图像，计算出曲线b表示的交变电动势最大值为10 V，选项D正确。
故选ACD。
10．；
【解析】
线圈在t=0时刻感应电动势达最大值Em,这时线圈平面与磁感应强度B的夹角θ=0,
由Em=BSω=BS,得B=,
又t=0,θ=0,则当t=时,有θ=ωt=.
11．5.7 左边的
【详解】
[1][2]根据图乙可知，万用电表所接是交流10V的量程，根据指针的示数可知电压为5.7V；根据图丁可知，电源电压为3V，电压变大，变压器左边的匝数少，右边的匝数多，所以连接电源的是左边的线圈；
12．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）线圈绕垂直于磁场的转轴转动，产生的最大电动势为
电流的最大值为
当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，即中性面开始，则交变电流瞬时值为
（2）正弦交流电的有效值为
则外电阻上消耗的功率为
（3）从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势为
平均电流为
通过外电阻的电荷量为
联立可得
13．(1)1:20；(2)100
【详解】
(1)发电机的输出电流为
输电线的电流满足
解得
根据变压器电流关系得
(2)根据能量守恒得
解得
14．(1)；(2)
【详解】
(1)线圈产生的平均感应电动势为
平均感应电流为
流过电阻R上的电量为
联立可得
从到内，磁通量从正向的变为反向的，故磁通量的变化量为
代入数据解得
(2)由乙图可知，线圈转动周期为
感应电动势的最大值为
有效值为
电路中交流电压表的示数为
15．（1）10A；（2）；（3）
【详解】
（1）依题意得：用户端总电流为
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
代入数据得
（2）根据能量守恒可知
根据功率公式可知输电线损失的功率
根据能量守恒可知
代入数据得
（3）由交变电流的有效值公式可知
由闭合电路欧姆定律可知
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
根据功率公式可知
代入数据得湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围; 选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的是（　　）
A．为了将信号发射出去，先要进行调谐
B．为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制
C．为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频
D．为了将信号发射出去，必须使用开放电路
2．(本题4分)关于电磁波谱，下列说法中正确的是（　　）
A．5G信号比4G信号的波长长
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．夕阳呈红色是因为红外线发生明显衍射
3．(本题4分)下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中，正确的是（　　）
A．经过调制后的电磁波可以传播的距离更远
B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C．经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变
D．经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的信号传递过去
4．(本题4分)关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播 B．电磁波在空气中传播速度为 340m/s
C．人讲话的声波属于电磁波 D．手机通信是利用电磁波来传递信息
5．(本题4分)以下关于辐射强度与波长的关系的说法中正确的是 （　　）
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现红色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
6．(本题4分)如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．在时刻，线圈中的磁场能最大
B．在时刻，电容器的电场能最大
C．0到电容器正在充电，上极板带正电
D．到电容器正在放电，上极板带负电
7．(本题4分)以下说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应和电磁感应现象
B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场
C．电场强度是用比值法定义，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比
D．法拉第通过实验发现了在磁场中产生电流的条件
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在放电，电流由b向a
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带正电
C．若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b
D．若磁场正在增强，则电场能正在增大，电容器上板带正电
9．(本题5分)如图甲为LC振荡电路，其中图乙描绘的是流过电路中B点的电流随时间变化规律的图像，假设回路中电流逆时针方向为正。下列说法正确的是（　　）
A．在第1s末到第2s末的过程中电容器正在向外电路放电
B．在第1s末到第2s末的过程中电容器的下极板带正电
C．在第2s末到第3s末的过程中A点的电势比B点的电势低
D．在第2s末到第3s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
10．(本题5分)关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
第II卷（非选择题）
三、实验题(共20分)
11．(本题8分)在LC振荡电路中，如果已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，为纵坐标的坐标纸上，如图中用“×”表示的点。
(1)T、L、C的关系为______；
(2)根据图中给出的数据点作出与C的关系图线______；
(3)求得L的值是______。
12．(本题12分)如图所示，某同学打开收音机的开关，将调频旋钮调到没有电台的位置。取一节旧的干电池和一根导线，将导线的端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触，会听到收音机发出“咔咔”声。这一现象说明_________________的电流能够产生________。某同学把手机放在真空罩中，给这个手机打电话，发现能收到信号但听不到手机的铃声，前者说明真空_____________；后者说明真空________________。
四、解答题(共37分)
13．(本题10分)某居住地A位于某数百米高的山峰的一侧，山峰的另一侧P处建有一无线电波发射站，如图所示。P处的无线电波发射站可发送频率为500kHz的中波和频率为400MHz的微波。已知无线电波在空气中的传播速度为3×108m/s。
（1）求该中波和微波的波长。
（2）发射站P和居住地A隔着山峰，哪种无线电波能到达居住地A，它是如何到达居住地A的？
14．(本题12分)一台收音机的LC调谐电路由电感线圈和可变电容器组成，可变电容器电容的变化范围是30～300pF，调谐电路能接收的电磁波的最小频率是550kHz，已知光速c=3×108m/s，求它能接收的电磁波的最大频率和最小波长。
15．(本题15分)问一问，查一查。
（1）有哪些通信工具使用的是电磁波？其中哪些只能接收而不能发出电磁波？
（2）除了在飞机上不能使用移动电话，你还知道哪些情况下不能使用移动电话？请查一查。
（3）小宇正在兴致勃勃地看足球比赛。突然，荧屏上翻滚着杂乱的网状线，同时夹杂着“磁……”的噪声。原来有人正在附近使用电焊机，电视机受到了电磁波干扰。
你知道电视机还容易受到哪些电磁波干扰？人们是怎样避开这些干扰的？
参考答案
1．D
【详解】
要将信号发射出去，必须使用开放电路，且先要进行调制；要从各个电台发出的电磁波中将需要的信号选出来，要进行的是调谐；要从高频电流中把声音信号取出来，要进行的是解调。
故选D。
2．B
【详解】
A．5G信号比4G信号的频率高，波长短，A错误；
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，B正确；
C．在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，C错误；
D．夕阳呈红色是因为红光发生明显衍射，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．调制是把要发射的低频信号“加”到高频电磁波上去，与传播距离的远近无关，故A错误；
B．电磁波的波速接近光速，并且调制不影响电磁波在空气中的传播速度，故B错误；
C．由
可知波长与波速和传播频率均有关，故C错误；
D．要把电磁波有效发射出去，必须有足够高的频率，经过调制后的波具有较高频率，从而把我们要告知对方的信息有效的传播出去，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．电磁波能在真空中传播，故A错误；
B．电磁波在空气中传播速度为，故B错误；
C．人讲话的声波属于机械波，故C错误；
D．手机能发出电磁波也能接收电磁波，故通信是利用电磁波来传递信息，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，A错误；
B．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，则辐射强度的极大值也就越大；当铁块呈现黑色时，是因为它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，B错误；
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，C正确；
D．太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是因为大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
AC．0到，电流为正，且正在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最小，而线圈中的磁场能与电流同步变化，则在时刻，线圈中的磁场能最小，故AC错误；
BD．到，电流为负，且正在增加，即电流为顺时针方向增加，说明电容器正在放电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最大，电流的变化率为零，电容器的带电荷量为零，电容器电场能最小，故B错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A． 奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现电磁感应现象，故A错误；
B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场，故B错误；
C．电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力、试探电荷的电量没有直接关系，故C错误；
D．法拉第通过实验发现了电磁感应现象，得到了在磁场中产生电流的条件，故D正确。
故选D。
8．BC
【详解】
AB．由磁场方向可以判断电流方向由a向b，若磁场正在减弱，说明电容器正在充电，电场能正在增大，电容器上板带正电，B正确，A错误；
CD．由磁场方向可以判断电流方向由a向b，若磁场正在增强，说明电容器正在放电，电场能正在减小，电容器上板带负电，C正确，D错误。
故选BC。
9．BCD
【详解】
AB．在第1s末到第2s末的过程中电流为顺时针方向且在减小，磁场能正向电场能转化，电容器正在充电，据电流方向可知，下极板带正电，A错误，B正确；
CD．在第2s末到第3s末的过程中电流为逆时针且在增大，电场能正向磁场能转化，沿电流方向电势降低，故A点的电势比B点的电势低，CD正确。
故选BCD。
10．AB
【详解】
A．根据电磁波的产生条件可知，A正确。
B．电磁波为横波，传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，B正确。
C．电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，因此也能通过电缆、光缆传输，C错误。
D．电磁波是一种能量传播方式，若波源的电磁振荡停止，则不再产生新的电磁波，但空间中的电磁波仍将继续传播下去，D错误。
故选AB。
11． 如解析图所示 （都算对）
【详解】
(1)将LC电路的周期公式变换为
(2)从而认识到图线为一条过坐标原点的直线，图像的斜率为，则
正确作出图线如图
(3)由计算出L的平均值为范围内的某一数值。
12．时断时续（或变化） 电磁波 能传播电磁波 不能传声
【详解】
当将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续的接触时，会产生时断时续的电流，即变化的电流，会产生电磁波，电磁波可以被收音机接收，从而发出声音；
将手机放在真空罩中，手机仍能收到信号，说明电磁波可以在真空中传播，而听不到声音说明声音不能再真空中传播。
13．（1），；（2）见解析
【详解】
（1）根据公式可知，中波的波长
微波的波长
（2）中波可到达，无线电波发射站发出的中波到达A地，它是通过衍射现象，绕过山脉到达居住地A处的。
14．1739kHz；173m．
【详解】
由
知，当C最小时，则f最大
所以
fmax=1739kHz
由v=λf知，当f最大时，λ最小，所以
15．见解析
【详解】
（1）移动电话，步话机，BP机等使用电磁波进行通信。其中BP机只能接收而不能发出电磁波。
（2）飞机上使用移动电话会使导航系统失灵，容易酿成事故；
在汽车加油站也不能使用移动电话，否则会影响加油设备的精确度、诱发火灾等；
在医院使用移动电话，会影响一些医疗设备的使用，如核磁共振仪，B超仪、心电图仪等对移动电话信号敏感，容易造成误诊、漏诊等；
在爆破工地或潜在爆炸危险的地带，移动电话信号有触发爆炸装置的可能；
雷雨天气使用移动电话，容易诱发雷击，烧坏移动电话等。
（3）电视机受到的干扰是由电焊时产生的电火花引起的。
电火花是一个电磁波发射源，它能发射出频谱很宽的电磁波，这些电磁波能被电视接收到，尤其对非闭路电视（即使用天线）的干扰大。这种干扰叫做“电磁干扰”。
汽车和摩托车的点火器也会产生电火花，从而产生电磁干扰。
电动机、吹风机、广告牌的霓虹灯等也会产生电磁干扰。
一般来说，电磁波碰到钢筋结构的建筑物，会被吸收，从而减弱甚至消失。
而靠近路边或没有钢筋的建筑物，里面的电视机常容易受到电磁波的干扰，为了避开这些讨厌的电磁干扰，可以试试改变电视机天线方向，或者移动电视机的位置，使干扰的影响减小。湖南武冈二中2024-2025学年高二下学期物理选择性必修第二册第五章传感器单元测试试卷
（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第二册第五章传感器
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共24分)
1．(本题4分)测量体温是新冠疫情防控的一种措施。在许多场合，使用手持测温仪测量体温，该测温仪用到的传感器通常是（ ）
A．气体传感器 B．红外线传感器
C．压力传感器 D．生物传感器
2．(本题4分)传感器在日常生活中有着广泛的应用，下列对传感器的理解正确的是（　　）
A．传感器是通过感知电压的变化来进行信号传递的
B．传感器是由半导体材料制作而成的
C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D．传感器可以将采集到的信息转换为电学量
3．(本题4分)下列说法不正确的是（　　）
A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件
B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量
D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
4．(本题4分)如图是智能称重地磅，它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便，这种地磅安装了应变式力传感器，下列关于应变式力传感器的说法不正确的是（ ）
A．应变片是由半导体材料制成
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大
5．(本题4分)有一种测量体重的电子秤，其电路原理图如图中的虚线所示，主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质上是电流表），不计踏板的质量，已知电流表的量程为2A，内阻RG为1Ω；电源电动势为12V，内阻r为1Ω，压力传感器的电阻R随压力F变化的函数式为R=30–0.01F（F和R的单位分别是N和Ω）。下列说法正确是（　　）
A．压力越大电阻越大
B．该秤能测量的最大体重是2500N
C．该秤零刻度线（即踏板空载时刻度线）应标在电流表G刻度盘0A处
D．该秤可以通过电路规律转换成F=3200-关系进行刻度转换
6．(本题4分)电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（　　）
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流
二、多选题(共15分)
7．(本题5分)电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用。如图所示，泵体是一个长方体，边长为，两侧端面是边长为的正方形；流经泵体内的液体密度为，在泵头通入导电剂后液体的电导率为（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场，把泵体的上下两表面接在电压为（内阻不计）的电源上，则　　
A．泵体上表面应接电源负极长
B．通过泵体的电流
C．仅将磁场方向反向，电磁泵仍能正常工作
D．增大液体的电导率可获得更大的抽液高度
8．(本题5分)电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲所示。开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙所示。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速的关系如图丙所示。以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（　　）
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲所示顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．霍尔器件的上、下面之间所加电压的正负极性对调时，不影响车速控制
9．(本题5分)图示是温度自动报警器的工作原理图，1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计则下列说法正确的是（　　）
A．当温度低于警戒温度时，电铃报警
B．当温度高于警戒温度时，电铃报警
C．当温度低于警戒温度时，指示灯亮
D．当温度高于警戒温度时，指示灯亮
第II卷（非选择题）
三、实验题(共20分)
10．(本题8分)某实验小组利用如图甲所示的电路探究在25℃ ～80℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25 ℃时的阻值）为900.0 Ω；电源E（6 V，内阻可忽略）；电压表（量程150 mV）；定值电阻R0（阻值20.0 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1 000 Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9 Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2。
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 ℃。实验得到的R2-t数据见下表。
t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0
回答下列问题：
（1）在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到___________（填“a”或“b”）端。
（2）据图乙的坐标纸上所描数据点，可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性。当t=44.0 ℃时，可得RT=_______Ω。
（3）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，则手心温度为________℃。
11．(本题12分)传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。回答下面传感器的应用实验中的两个问题：
(1)光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，图甲所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中S为发光仪器，小圆柱是传送带上的物品，为光敏电阻，其阻值在有光照时比没有光照时要小得多，为定值电阻。当有光照射时，信号处理系统获得________（选填“高”或“低”）电压，信号处理系统每获得一次________（选填“高”或“低”）电压就记数一次。
(2)热敏传感器利用由半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量。热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示，图丙是由热敏电阻作为传感器的简单自动报警器的线路图。为了使温度过高时报警器报警，c应接在________（选填“a”或“b”）处。若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向移动________（选填“左”或“右”）。
四、解答题(共41分)
12．(本题6分)按照你对以下几种传感器的理解，填写下面的表格。
传感器名称 输入的物理量 输出的物理量
光敏电阻
热敏电阻
金属热电阻
电阻应变片
电容式位移传感器
13．(本题8分)有一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为霍尔元件，这种材料有可定向移动的电荷，称为载流子，每个载流子的电荷量大小为。霍尔元件在自动检测，控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速，电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等。在一次实验中，一块“霍尔材料”制成的薄片宽，长，厚，水平放置在竖直向上的磁感应强度的匀强磁场中，bc方向通有的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生的横向电压。
(1)都假定载流子是电子，ad、bc两端面中哪端电势较高；
(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大；
(3)这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数为多少。
14．(本题12分)下雨、天黑指示灯的模块电路设计。设计目标：请为一指示灯做设计，当同时满足下雨及天黑时指示灯亮。
15．(本题15分)如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙．图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：
(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？
(2)当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？
参考答案
1．B
【详解】
手持测温仪用到的传感器通常是红外线传感器。
故选B。
2．D
【详解】
A．传感器不仅能感知电压的变化，也能感知力、温度、光、声等非电学量的变化，A错误；
B．不仅半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物就可以制成热敏电阻，B错误；
C．电视遥控接收器主要是利用传感器来接收信息的，C错误；
D．传感器可以将采集到的信息转换成电学量，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件。故A正确。
B．话筒是一种声传感器，其作用是将声信号转换为电信号。故B错误。
C．电子秤所使用的传感器是力传感器，是把形变这个力学量转化为电压这个电学量。故C正确。
D．电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，通过双金属片传感器控制电路的通断。故D正确。
本题选择错误的，故选B。
4．C
【详解】
A．应变片多用半导体材料制成，A正确，不符合题意；
B．当应变片拉伸时，其电阻变大，B正确，不符合题意；
CD．传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值，并且随着外力的增大，输出的电压差值也就越大，C错误，符合题意、D正确，不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
A．根据题干中给出的公式
R=30-0.01F
可知，压力越大，电阻越小，A错误；
B．由题意中知，F越大R阻值越小，当电路中电流达到电流表最大量程时，压力最大，故电路中最大电流为2A,则电路中总电阻
则压力传感器的接入电阻为
则最大测量压力为2600N，故B错误；
B、当压力为零时，压力传感器的电阻为，则电路中电流
故零刻度在0.375A处，故C错误；
D、由欧姆定律可知
故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时，发射线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”， 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”所以A错误；
B．在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C不会马上离开触点，因为B线圈中有感应电流产生，则触头慢慢离开触点，所以B错误；
C．在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的电流互感器，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小，所以C正确；
D．丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生周期性变化的电流，所以D错误；
故选C。
7．BD
【详解】
A．当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力水平向左，拉动液体，选项A错误；
B．根据电阻定律，泵体内液体的电阻
因此流过泵体的电流
选项B正确；
C．仅将磁场方向反向，根据左手定则，安培力和原来相反，液体的运动方向也会相反，电磁泵不能正常工作，选项C错误；
D．若增大液体的电导率，可以使电流增大，受到的磁场力增大，使抽液高度增大，选项D正确。
故选BD。
8．BD
【详解】
A．由于在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上、下端分别为N、S极时，磁场与电子的移动方向行，则电子几乎不受洛伦兹力作用，那么霍尔器件几乎不能输出控制车速所需的电压，A错误；
B．当按题图甲所示顺时针转动把手时，将导致霍尔器件周围的磁感应强度增大，那么霍尔器件输出控制车速的霍尔电压将增大，因此车速变快，B正确；
C．根据题意，结合题图乙可知，永久磁铁的N、S极应在左、右侧面，因此从霍尔器件输出控制车速的电压，应在霍尔器件的前、后侧面，C错误；
D．当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调时，从霍尔器件输出的控制车速的电压方向相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，D正确；
故选BD。
9．BC
【详解】
AB．当温度升高时，水银柱升高。当温度计高于警戒温度时，左侧电路接通，电磁铁吸引衔铁，使衔铁与3接通，电铃报警，A错误，B正确；
CD ．当温度计低于警戒温度时，左侧电路不接通，衔铁与2接通，指示灯亮，C正确，D错误；
故选BC。
10．b 450 33.0
【详解】
（1）闭合开关S1前，为了安全，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大；
（2）如图所示
由图可知t=44.0 ℃时，电阻的阻值为450 Ω；
（3）由图丙可得电阻箱阻值为620.0 Ω，由图可得温度约为33.0 ℃。
11．高 低 a 左
【详解】
(1)当有光照射时，的电阻减小，整个电路总电阻减小，电动势不变，则电流增大，两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压；当照射的光被传送带上的物品挡住时，的电阻增大，整个电路总电阻增大，电动势不变，则电流减小，两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压。则信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。
(2)温度升高时热敏电阻的阻值变小，左边电路中电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处。滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时左边电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大的引力吸引开关，因此滑片向左移动可以提高报警器报警的温度。
12．见解析。
【详解】
光敏电阻是将光照强度信号转化为电压（电阻）信号输出的；
热敏电阻是将温度信号转化为电学中的电压（电阻）信号输出的；
金属热电阻也是将温度信号转化为电压（电阻）信号输出的；
电阻应变片是将压力信号转化为电压（电阻）信号输出的；
电容式位移传感器，是将位移信号转化为电压（电容）信号输出的；
故如下表示：
传感器名称 输入的物理量 输出的物理量
光敏电阻 光照强度 电压
热敏电阻 温度 电压
金属热电阻 温度 电压
电阻应变片 压力 电压
电容式位移传感器 位移 电压
13．(1)ad；(2)；(3)个
【详解】
（1）由于假定"霍尔材料"内的载流子是电子，所以当电流方向沿bc方向时，载流子沿cb方向做定向移动，由左手定则可以判定载流子所受的洛伦兹力方向由ad面指向bc面，因而电子聚集到bc面，使bc面带上负电，ad面由于失去电子而带上正电，故ad面电势比bc面电势高。
（2）在磁场作用下稳定后，载流子在沿宽度方向上受到的洛伦兹力和电场力平衡，由平衡条件可得
解得薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率
（3）根据电流的微观表达式
得这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数
个
14．见解析
【详解】
（1）传感器：x光敏电阻，y：湿度传感器。
控制器：与门。
执行器；灯。
（2）模块电路设计图，如图所示。
（3）真值表。
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
（4）原理：天黑时，光敏电阻阻值大，A点为高电势1；下雨时，湿度传感器导通，B点为高电势1。
注意分压知识在逻辑电路中应用。在该实例中的A输入端，光强大时，光敏电阻小，分压相对较少，大量电压分到可变电阻上，A点电势为低电势0。因此只有在晚上光弱时，A点电势才为高电势1。
15．（1） (2) ,增大； ,减小
【解析】
【详解】
(1)本题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看做无穷大，因此本电路是R1与R2串联，R3与R4串联，然后它们再并联．设上面部分电流为I上，下面部分电流为I下，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压，电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压，即I上R1＝I下R3①
I上R2＝I下R4②
联立①②式得到 .
(2)当在O点施加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等．湖南武冈二中2024-2025学年高一下学期物理选择性必修第二册第一章安培力与洛仑兹力单元测试试卷（人教版（2019）Word版，含答案）
考试范围：选择性必修第二册第一章安培力与洛仑兹力
考试时间：75分钟命题人：邓老师
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共28分)
1．(本题4分)关于磁感应强度B、电流I、导线长度L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是（　　）
A．在B=0的地方，F一定等于零
B．在F=0的地方，B一定等于零
C．若B=1 T，I=1 A，L=1 m，则F一定等于1 N
D．若L=1 m，I=1 A，F=1 N，则B一定等于1 T
2．(本题4分)如图所示，摆球上带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在A、间摆动过程中，由A摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为；由摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
3．(本题4分)如图所示，两根相同的轻质弹簧竖直悬挂在天花板下方，两弹簧下端连接一导体棒，导体棒处于磁感应强度大小为1.0T、宽度为10cm的有界匀强磁场中，当给导体棒通以2A的电流，平衡时发现弹簧的伸长量是不通电流时的2倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直处于水平，重力加速度大小为10m/s2，则导体棒的质量为（　　）
A．50g B．20g C．5g D．2g
4．(本题4分)为了降低潜艇噪音，可用电磁推进器替代螺旋桨。如图为直线通道推进器示意图。推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a×b×c＝0.5 m×0.4 m×0.3 m。空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B＝10.0 T，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I＝1.0×103 A，方向如图。则下列判断正确的是（　　）
A．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为5.0×103 N
B．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为4.0×103 N
C．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP方向
D．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能
5．(本题4分)用回旋加速器可获得高能量的粒子，两个形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，在两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。用此回旋加速器加速质子时，高频交流电的周期为，质子获得的最大动能为，加速粒子时，高频交流电的周期为，粒子获得的最大动能为，匀强磁场的磁感应强度不变，则（ ）
A． B．
C． D．
6．(本题4分)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源产生一个质量为、电荷量为的正离子，离子产生出来时的速度很小，可以认为是静止的。离子产生出来后经过电压加速，进入磁感应强度为的匀强磁场，沿着半圆周运动最后到达照相底片上，测得它在上的位置到入口处的距离为，若某离子通过上述装置后，测得它在上的位置到入口处的距离大于，则说明（　　）
A．离子的质量一定变大 B．加速电压一定变大
C．磁感应强度一定变大 D．离子所带电荷量可能变小
7．(本题4分)如图甲为市面上常见的一种电动车，图乙为这种电动车的电动机的工作示意图。电动机电路两端电压为10V，额定功率为200W，A、B为线圈上的两点。下列选项中不正确的是（　　）
A．在额定功率下运行时，电动机电路中的电流大小为20A
B．电刷a接入电路正极，电刷b接入电路负极
C．A点与B点间电流方向在不断变化
D．直流电源可以驱动该电动机正常工作
二、多选题(共15分)
8．(本题5分)如图所示为电流天平原理示意图，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，线圈匝数为N，水平边长为L，线圈的下部处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。现用其来测量匀强磁场的磁感应强度。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，左边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，已知重力加速度为g。由此可知（　　）
A．磁感应强度的方向垂直纸面向里 B．磁感应强度的方向垂直纸面向外
C．磁感应强度大小为 D．磁感应强度大小为
9．(本题5分)如图所示为磁流体发电原理图，相互平行的金属板P、Q水平放置，其间存在磁感应强度为B的水平匀强磁场，大量正、负离子的等离子体以速度v垂直于磁场方向射入P、Q两板之间，两极板间距离为d。现将P、Q两极板与电阻R相连，不计P、Q两板间的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．极板P的电势比极板Q的电势低
B．极板P的电势比极板Q的电势高
C．两极板间电压稳定后，极板P、Q间电压为Bdv
D．仅减小P、Q两极板间的正对面积，稳定后，两极板间的电压减小
10．(本题5分)平行板电容器充电后断开电源，一带负电小球（可视为质点）水平射入两极板之间，落在下板的D点，如图所示，设小球进入平行板电容器的位置和射入速度均不变。下列说法正确的是（　　）
A．将下极板向下移动小球可能飞出电容器
B．将上极板向上移动小球可能飞出电容器
C．在极板间加入垂直纸面向里的匀强磁场小球可能飞出电容器
D．在极板向加入垂直纸面向外的匀强磁场小球可能飞出电容器
第II卷（非选择题）
三、实验题(共22分)
11．(本题6分)用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体(有大量的正、负离子)的电阻率．水平管道长为l、宽度为d、高为h，置于竖直向上的匀强磁场中．管道上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为Rg)连接．管道内始终充满导电液体，液体以恒定速度v自左向右通过．闭合开关S，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数．
(1)图乙所示电阻箱接入电路的电阻值为________Ω．
(2)与N板相连接的是电流表G的_________极(填“正”或“负”)．
(3)图丙所示的电流表读数为_________μA．
(4)将实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制出图象为图丁所示的倾斜直线，其延长线与两轴的交点坐标分别为(-a，0)和(0，b)，则磁场的磁感应强度为_________，导电液体的电阻率为________．
12．(本题16分)近年来，我国打响了碧水保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量磁场的磁感应强度和污水（有大量的正、负离子）的电阻，进而用来测污水的电阻率。测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记下相应灵敏电流计的读数。
(1)利用图2中的电路测量灵敏电流计的内阻Rg，图中R1和R2为电阻箱，S1和S2为开关，已知灵敏电流计的满偏电流为Ig。断开S2，闭合S1，调节R1，使灵敏电流计满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当灵敏电流计的示数为Ig时电阻箱R2的阻值为R0。忽略S2闭合前后电路中总电阻的变化，经计算得Rg=___________，该测量值与灵敏电流计内阻的真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）；
(2)用游标卡尺测量测量管直径D，示数如图3所示，直径D=___________mm；
(3)与A极相连的是灵敏电流计的___________接线柱（填“正”或“负”）；
(4)由实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制的 R图像如图4所示，则磁感应强度的大小B为___________，污水接入电路的电阻为___________。（用题中的字母a、b、c、v、D、R0表示）
四、解答题(共35分)
13．(本题4分)如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度，磁场内有一块足够大的平面感光板，板面与磁场方向平行，在距的距离处，有一个点状的放射源，它向各个方向发射粒子，粒子的速度都是，已知粒子的电荷与质量之比，现只考虑在图纸平面中运动的粒子，已知。求：
（1）粒子在磁场中运动的半径
（2）能够打中感光板的粒子在磁场中运动的最短时间。
14．(本题6分)如图所示，在平面直角坐标xOy中，在第三象限有一电压U=1.0×104V的加速电场，第二象限有一圆弧状静电分析器，静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，其圆心在坐标原点O处。在第一象限及y<-0.5m区域存在场强大小相同方向相反（均垂直xoy平面）的匀强磁场B，在-0.5m（1）求圆弧虚线对应的半径R的大小；
（2）匀强磁场磁感应强度B的大小；
（3）若从粒子经过Q点开始计时，求最后打在荧光屏上的时刻。（结果保留3位有效数字）
15．(本题10分)如图所示，太极图由“阴鱼”和“阳鱼”构成，其边界是以O点为圆心、R为半径的圆，内部由以O1点和O2点为圆心、等半径的两个半圆分割成上下两部分，其中上部分为“阳鱼”，下部分为“阴鱼”。O1、O2、O三点共线，A、C两点分别在半圆O1与O2的圆周上且，。 “阳鱼”内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，“阳鱼”与“阴鱼”的边界上无磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子P（不计粒子所受重力）从O点以大小为v0的速度沿OO2方向射入“阳鱼”，并从A点沿AO1方向进入“阴鱼”。
（1）求“阳鱼”内磁场的磁感应强度大小B；
（2）若同种粒子Q从C点沿CO2方向射入“阳鱼”，要使粒子Q不会进入“阴鱼”，求粒子Q从C点射入“阳鱼”时的速度大小应满足的条件。
16．(本题15分)如图所示，在xOy坐标系中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内存在可调节的垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出）。一粒子源固定在x轴上M（L，0）点，沿y轴正方向释放出速度大小均为v0的电子，电子经电场后恰好从y轴上的N点进入第二象限。已知电子的质量为m，电荷量的绝对值为e，电场强度，不考虑电子的重力和电子间的相互作用，求：
（1）ON的距离；
（2）若第二象限充满匀强磁场，要使电子从x＝－2L处射出第二象限，则所加磁场的大小和方向；
（3）若第二象限内的磁场是一个垂直于纸面向外的圆形有界磁场，磁感应强度为B，要使电子经磁场偏转后通过x轴时，与x轴的夹角为60°，已知粒子此后未进入第一象限，则圆形磁场的最小面积。
参考答案
1．A
【详解】
A．在B=0的地方，一定没有磁场力，F一定等于零，故A正确；
B．在F=0的地方，B不一定等于零，也有可能是导线与磁场方向平行，故B错误；
CD．应用公式B=或F=BIL时要注意导线必须垂直于磁场方向放置，故CD错误。
故选A。
2．B
【详解】
CD．由于洛伦兹力不做功，所以摆球由到达和由A到达的速度大小相等，由
可得
故CD错误。
AB．当由A运动到时，以摆球为研究对象，受力分析如图甲所示
当由运动到时，受力分析如图乙所示
因此
故A错误，B正确。
故选B。
3．B
【详解】
不通电时
通电时
解得
m=0.02kg=20g
故选B。
4．D
【详解】
AB．磁场方向向下，电流方向向里，根据左手定则，推进器所受安培力方向向左，因此驱动力方向向左，根据安培力公式有
AB错误；
C．磁场方向向下，根据安培定则可判定超导励磁线圈中的电流方向为PMNQP方向，C错误；
D．改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向，根据左手定则可知驱动力方向相反，可以实现倒行功能，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
AB．回旋加速器高频交流电的周期等于被加速粒子在磁场中做圆周运动的周期，即
由于质子的比荷比粒子的比荷大，因此
AB错误；
CD．粒子在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力
解得
被加速后获得的动能
由此得到
C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】
在加速电场中，根据动能定理有
得
进入磁场后，有
又
所以
可以看出，变大，可能是因为变大或变大或变小或变小。
故选D。
【规律总结】
质谱仪是研究同位素的一种重要的设备，带电粒子加速后，获得动能，以一定的初速度进入偏转磁场，洛伦兹力提供向心力，到达照相底片上的位置和入射点间的距离是偏转半径的两倍。
7．B
【详解】
A．电动机的电功率表达式为，代入题中数据可得
解得
A项正确；
B．磁场方向在磁体外部由N极指向S极，由电动机运转方向可知，段受力方向向上，再由左手定则可知，电流方向由A指向B，故b为正极，a为负极，B项错误；
C．电动机转过180°后两半铜环所接电刷互换，间电流方向改变，依次类推可知，A点与B点间电流方向不断改变，C项正确；
D．直流电源可以驱动该电动机正常工作，D项正确。
此题选择不正确的选项，故选B。
【命题意图】
本题以电动车为背景，主要考查理解能力、推理论证能力，体现科学思维、科学探究、科学态度与责任的要求。
8．BD
【详解】
若磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码；若磁感应强度B的方向垂直纸面向外，开始线圈所受安培力的方向向向上，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向下，相当于右边多了两倍的安培力大小，需要在左边加砝码，有
所以
故BD正确，AC错误。
9．BC
【详解】
AB．由左手定则可知，正离子偏向P板，负离子偏向Q板，则极板P的电势比极板Q的电势高，A错误，B正确；
C．两极板间电压稳定后，则
即极板P、Q间电压为
U=Bdv
C正确；
D．由上述分析可知，稳定后两板间的电压与两板正对面积无关，D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】
A．平行板电容器充电后断开电源，则电量Q不变，将下极板向下移动，则两板之间的距离d变大，根据公式
可知改变两极板间距，不会改变E。带电小球做类平抛运动，竖直方向受到的重力和电场力都没有发生变化，所以竖直方向的加速度不变，但小球到下极板竖直方向的距离变大，因此小球做类平抛运动的时间变长。水平方向做匀速直线运动，因为时间变长，所以有可能飞出电容器，A正确；
B．将上极板向上移动，E不变，竖直方向的加速度不变，小球到下极板竖直方向的距离不变，因此小球做类平抛运动的时间不变。水平方向做匀速直线运动，因为时间不变，所以不可能飞出电容器，B错误；
C．在极板间加入垂直纸面向里的匀强磁场，故小球初始时受到重力、电场力和竖直向下的洛伦兹力，因此小球会更快运动到下极板，所以小球不可能飞出电容器，C错误；
D．在极板间加入垂直纸面向外的匀强磁场，故小球初始时受到重力、电场力和竖直向上的洛伦兹力，小球存在受力平衡的情况，所以小球可能飞出电容器，D正确。
故选AD。
11．290.1 负 24.0
【详解】
（1）电阻箱的示数：，（2）根据左手定则可知，带正电的粒子向前表面偏转，带负电的粒子向后表面偏转，故N带负电，则与N板相连接的是电流表G的负极；（3）丙所示的电流表读数为；（4）液体以恒定速度v自左向右通过管道，则所受的电场力与洛伦兹力平衡，即，又，解得：，则回路中产生的电流为，变形得：，由题知斜率，解得：，纵截距离，解得：，根据电阻定律得：，其中，联立解得：.
【点睛】
当液体以稳定速度通过时电场力与磁场力平衡，求出两端的电压，根据闭合电路的欧姆定律求出电流，再根据图象所给信息求出相关的物理量．
12．2R0 偏小 30.35 正
【详解】
(1)[1][2]由欧姆定律可得
所以灵敏电流计的内阻
Rg＝2R0
增加一条支路，总电阻减小，总电流增大，所以通过R2的电流比大，灵敏电流计电阻的真实值大于2R0，所以测量值与灵敏电流计内阻的真实值相比偏小；
(2)[3]由游标卡尺读数原理可得，直径
D＝（30＋7×0.05） mm＝30.35 mm；
(3)[4]由左手定则可得正离子往A极方向运动、负离子往C极方向运动，所以与A极相连的是灵敏电流计的正接线柱；
(4)[5][6]由
得电源电动势为
U＝BDv
由欧姆定律可得
其中r为污水的电阻，所以
由图像可得斜率
所以磁感应强度B的大小为 纵截距
所以
Rg＋r＝
故
r＝－2R0
13．（1）10cm；（2）
【详解】
（1）α粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有
（2）当粒子达到板上用时间最短时，粒子在磁场中做圆周运动的弧长最短，弦最短，即当弦长为L=16cm时，时间最短，根据几何关系可知，此时圆弧所对的圆心角为106°。则最短时间
14．（1）0.2m；（2）0.25T；（3）
【详解】
（1）粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
解得
粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
R=0.2m
（2）粒子从y轴上Q点垂直y轴进入第一象限，然后垂直x轴射出第一象限，说明粒子在第一象限磁场中做匀速圆周运动的半径
r=R
根据牛顿第二定律有
解得
B=0.25T
（3）粒子垂直x轴射出第一象限进入电场E，设穿出电场时速度为v'，根据动能定理有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
r'=0.1m
粒子在电场中单程时间
从粒子经过B点开始计时，最后打在荧光屏上的时刻
15．（1）；（2）
【详解】
(1)粒子P在“阳鱼”内做圆周运动的轨迹如图甲所示，根据几何关系，轨迹圆的半径
又
解得
(2)设粒子以大小为的速度从C点沿方向射入“阳鱼”时，其轨迹恰好与圆相切，如图乙所示。根据几何关系，轨迹圆的半径为R，又
解得
粒子Q从C点射入“阳鱼”时的速度大小应满足的条件为
16．（1）；（2），垂直于纸面向外 ；（3） 或
【详解】
（1）从M到N的过程中，电子做类平抛运动，有
解得
则ON的距离为。　
（2）设电子到达N点的速度大小为v，方向与y轴正方向的夹角为，由动能定理有
根据速度关系可得
解得
，
设电子在磁场中运动的半径为r，由图可知
可得
又有电子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
解得
垂直于纸面向外。　　
（3）①当电子与x轴负方向的夹角为60°时，其运动轨迹图如图
电子在磁场中偏转90°后射出，则磁场最小半径
解得
②当电子与x轴正方向的夹角为60°时，其运动轨迹图如图，电子在磁场中偏转150°后射出，则磁场最小半径
解得

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