上海市2026年高考物理三轮冲刺-近5年(2021-2025)电磁学知识点相关真题汇总(含解析)

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上海市2026年高考物理三轮冲刺-近5年(2021-2025)电磁学知识点相关真题汇总(含解析)

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上海市2026年高考物理三轮冲刺-近5年(2021-2025)电磁学知识点相关真题汇总
一.选择题(共6小题)
1.(2022 上海)如图,一个正方形导线框以初速v0向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发生变化所用时间分别为t1和t2,以及这两段时间内克服安培力做的功分别为W1和W2,则(  )
A.t1<t2,W1<W2 B.t1<t2,W1>W2
C.t1>t2,W1<W2 D.t1>t2,W1>W2
2.(2023 上海)如图所示,四个完全相同的灯泡,亮度最高的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
3.(2023 上海)三个大小相同的带电导体球x、y、z,带电量分别为+4μC、0μC和﹣10μC,让x与y先接触,然后让y与z接触,最终y所带的电荷量为(  )
A.﹣4μC B.﹣3μC C.﹣2μC D.﹣1μC
4.(2023 上海)空间中有一电场,电势分布如图所示,现放入一个负点电荷,随后向右移动此电荷,下列电荷电势能随位置变化的图像正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
5.(2023 上海)如图所示,a为匀强电场,b为非匀强电场,三个电荷用轻棒连接为正三角形,则整个系统受合力的情况是(  )
A.a为0,b为0 B.a为0,b不为0
C.a不为0,b为0 D.a不为0,b不为0
6.(2023 上海)如图所示,有一光滑导轨处于匀强磁场中,一金属棒垂直置于导轨上,对其施加外力,安培力变化如图所示,取向右为正方向,则外力随时间变化图像为(  )
A. B.
C. D.
二.填空题(共3小题)
7.(2022 上海)半径为R的金属圆环里,有一个垂直于纸面向里且半径为r的圆形区域匀强磁场,磁感应强度的大小为B。若增大该区域内的磁感应强度,则金属圆环的感应电流方向为     (选填:“顺时针”或“逆时针”);若保持圆形区域内磁场的磁感应强度大小不变,方向变化180°,则金属圆环的磁通量变化的大小为     。
8.(2022 上海)水平面上有一带电量为Q的均匀带电圆环,圆心为O。其中央轴线上距离O点为d的位置处有一带电量为q的点电荷。若点电荷受到的电场力为F,则F     k(k为静电力恒量)(选填“>”、“<”或“=”)。静电力恒量k的单位可表示为     (用“SI单位制”中的基本单位表示)。
9.(2022 上海)四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框,O为正方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时,ad边在O点产生的磁场方向为     (选填:“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”)。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比,若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B,则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为     。
三.解答题(共4小题)
10.(2022 上海)宽L=0.75m的导轨固定,导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆以恒定速率向右运动,图甲和图乙分别为变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)分析并说明定值电阻R0在Ⅰ还是Ⅱ中,并且R0大小为多少:
(3)金属杆运动时的速率;
(4)滑动变阻器阻值为多少时变阻器的功率最大?并求出该最大功率Pm。
11.(2023 上海)如图(a),线框cdef位于倾斜角θ=30°的斜面上,斜面上有一长度为D的矩形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,大小为0.5T,已知线框边长cd=D=0.4m,m=0.1kg,总电阻R=0.25Ω,现对线框施加一沿斜面向上的力F使之运动,ed边离开磁场后撤去F。斜面上动摩擦因数μ,线框速度随时间变化如图(b)所示。(重力加速度g取9.8m/s2);
(1)求外力F大小;
(2)求cf长度L;
(3)求回路产生的焦耳热Q。
12.(2024 上海)某自行车所装车灯发电机如图(a)所示,其结构见图(b)。绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V,6W”的灯泡L1相连。当车轮匀速转动时,发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变,摩擦轮与轮胎间不打滑。
(1)在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中:
①通过L1的电流方向(在图中用箭头标出);
②L1中的电流     。
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
(2)若发电机线圈电阻为2Ω,车轮以某一转速n转动时,L1恰能正常发光。将L1更换为标有“24V,6W”的灯泡L2,当车轮转速仍为n时:
①L2两端的电压     。
A.大于12V
B.等于12V
C.小于12V
②L2消耗的功率     。
A.大于6W
B.等于6W
C.小于6W
(3)利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V,6W”的灯泡供电,使灯泡正常发光,变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2,该变压器原线圈两端的电压为     V。
(4)在水平路面骑行时,假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比,忽略发电机内阻。
①在自行车匀加速行驶过程中,发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为     。
②无风时自行车以某一速度匀速行驶,克服空气阻力的功率Pf=30W,车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL'=6W,骑车人的功率P应为多大?(计算)
13.(2025 上海)特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产於1919年,由前苏联物理学家利夫 特尔门(LevTermen)教授发明,艺名雷奥 特雷门(LeonTheremin)。同年已经由一位女演奏家作出公开演奏,尤甚者连爱因斯坦都曾参观,依然是世上唯一不需要身体接触的电子乐器。
(1)人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器,与自感线圈L构成LC振荡电路。
①当人手靠近天线时,电容变大     (选填“变大”、“不变”、“变小”)。
②(多选)在电容器电荷量为零的瞬间,(     )达到最大值。
A.电场能
B.电流
C.磁场能
D.电压
(2)特雷门琴的扬声器结构如图所示,图a为正面切面图,磁铁外圈为S极,中心横柱为N极,横柱上套着线圈,其侧面图如图b所示。
①此时线圈的受力方向为(     )
A.左
B.右
C.径向向外
D.径向向内
②若单匝线圈周长为2.0cm,磁场强度B=0.5T,I=I0sin(2πft),I0=0.71A,f=100Hz,则I的有效值为     A;单匝线圈收到的安培力的最大值为     ?
③已知当温度为25℃时,声速v=347.6m/s,求琴的A5(440Hz)的波长为     ?
(3)有一平行板电容器,按如图接入电路中。
①减小两平行板间距d时,电容会变大     (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
②已知电源电压为U,电容器电容为C,闭合开关,稳定时,电容器的电荷量为     。
(4)有一质量为m,电荷量为q的正电荷从电容器左侧中央以速度v0水平射入,恰好从下极板最右边射出,板间距为d,两极板电压为U,求两极板的长度L(电荷的重力不计)。
(5)已知人手靠近竖直天线时,音调变高,靠近水平天线时,声音变小;那么若想声波由图像①变成图像②,则人手(     )
A.靠近竖直天线,远离水平天线
B.靠近竖直天线,靠近水平天线
C.远离竖直天线,远离水平天线
D.远离竖直天线,靠近水平天线
上海市2026年高考物理三轮冲刺-近5年(2021-2025)电磁学知识点相关真题汇总
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A A C B C
一.选择题(共6小题)
1.(2022 上海)如图,一个正方形导线框以初速v0向右穿过一个有界的匀强磁场。线框两次速度发生变化所用时间分别为t1和t2,以及这两段时间内克服安培力做的功分别为W1和W2,则(  )
A.t1<t2,W1<W2 B.t1<t2,W1>W2
C.t1>t2,W1<W2 D.t1>t2,W1>W2
【答案】B
【解答】解:选向右的方向为正方向
线框进入磁场的过程中,根据动量定理得:
又因为
可得:v1﹣v0=v2﹣v1
线框进入磁场和离开磁场的过程中都受到向左的安培力的作用而减速,进入过程平均速度大于离开过程平均速度,则根据可知:t1<t2;
根据动能定理可得:

解得:,故B正确,ACD错误;
故选:B。
2.(2023 上海)如图所示,四个完全相同的灯泡,亮度最高的是(  )
A.L1 B.L2 C.L3 D.L4
【答案】A
【解答】解:根据电路图可知,灯泡L1位于干路上,即流过灯泡L1的电流最大,实际功率最大,亮度最亮,故A正确,BCD错误;
故选:A。
3.(2023 上海)三个大小相同的带电导体球x、y、z,带电量分别为+4μC、0μC和﹣10μC,让x与y先接触,然后让y与z接触,最终y所带的电荷量为(  )
A.﹣4μC B.﹣3μC C.﹣2μC D.﹣1μC
【答案】A
【解答】解:x与y接触时,根据电荷守恒定律得:
2μC,故y所带的电荷量为+2μC;
y与z再接触时,两者带异种电荷,电荷先中和,余下的电荷再平分,由电荷守恒定律得:
4μC
最终y所带的电荷量为﹣4μC,故BCD错误,A正确。
故选:A。
4.(2023 上海)空间中有一电场,电势分布如图所示,现放入一个负点电荷,随后向右移动此电荷,下列电荷电势能随位置变化的图像正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解答】解:由φ﹣s图像可知,电荷向右移动,电势逐渐降低,根据电势能公式Ep=qφ,知负电荷的电势能逐渐增大,且电势能为负值,故ABD错误,C正确。
故选:C。
5.(2023 上海)如图所示,a为匀强电场,b为非匀强电场,三个电荷用轻棒连接为正三角形,则整个系统受合力的情况是(  )
A.a为0,b为0 B.a为0,b不为0
C.a不为0,b为0 D.a不为0,b不为0
【答案】B
【解答】解:a为匀强电场,电场强度处处相等,方向相同,设场强大小为E,两个正电荷所受电场力之和为2Eq,方向竖直向上,负电荷所受电场力大小为2Eq,方向竖直向下,所以整个系统所受合力为零;b为非匀强电场,电场强度不相等,方向不同,所以两个正电荷所受电场力与负电荷所受电场力的合力不为零,整个系统的合力不为零,故ACD错误,B正确。
故选:B。
6.(2023 上海)如图所示,有一光滑导轨处于匀强磁场中,一金属棒垂直置于导轨上,对其施加外力,安培力变化如图所示,取向右为正方向,则外力随时间变化图像为(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:导体棒切割磁感应线,当速度为v时产生电动势为E=BLv,导体棒受安培力为F安=BIL,由图可知安培力随时间做线性变化,故导体棒做匀变速运动,根据牛顿第二定律可得:F﹣F安=F﹣BIL=FFma,即:Fma,t1时刻安培力为零,F=ma,故C正确,ABD错误;
故选:C。
二.填空题(共3小题)
7.(2022 上海)半径为R的金属圆环里,有一个垂直于纸面向里且半径为r的圆形区域匀强磁场,磁感应强度的大小为B。若增大该区域内的磁感应强度,则金属圆环的感应电流方向为  逆时针  (选填:“顺时针”或“逆时针”);若保持圆形区域内磁场的磁感应强度大小不变,方向变化180°,则金属圆环的磁通量变化的大小为  2Bπr2 。
【答案】逆时针;2Bπr2
【解答】解:根据楞次定律可知,若增大该区域内的磁感应强度,则垂直纸面向里的磁通量变大,由此可知金属圆环的感应电流方向为逆时针;
若保持圆形区域内磁场的磁感应强度大小不变,方向变化180°,则金属圆环的磁通量变化的大小为ΔΦ=2BS=2Bπr2。
故答案为:逆时针;2Bπr2
8.(2022 上海)水平面上有一带电量为Q的均匀带电圆环,圆心为O。其中央轴线上距离O点为d的位置处有一带电量为q的点电荷。若点电荷受到的电场力为F,则F  <  k(k为静电力恒量)(选填“>”、“<”或“=”)。静电力恒量k的单位可表示为  kg m3 s﹣4 A﹣2 (用“SI单位制”中的基本单位表示)。
【答案】<;kg m3 s﹣4 A﹣2。
【解答】解:将带电圆环平均分成无数份,则都可以看成点电荷,则与点电荷q的距离为
根据对称性可知,圆环上的电荷对q位置处的场强水平分量被抵消,只剩竖直分量,且距离大于d,因此F<k。
用“SI单位制”中的基本单位表示F的单位是kg m/s2,距离的单位是m,电荷量的单位是A s,故静电力常量k的单位可表示为kg m3 s﹣4 A﹣2。
故答案为:<;kg m3 s﹣4 A﹣2。
9.(2022 上海)四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框,O为正方形线框的中点。当强度为I的电流从a点流入d点流出时,ad边在O点产生的磁场方向为  垂直于纸面向外  (选填:“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”)。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比,若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B,则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为  0  。
【答案】垂直于纸面向外;0
【解答】解:电流Iad在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为B,四根通电导线到O点的距离相等,结合题意:Iad=I0,Ibc=Icd=IabI0,由公式B=k,可得ab、bc、cd在O点产生的磁感应强度大小分别为B、B、B。
由安培定则可知,ab导线在中心O点产生的磁感应强度方向由垂直于纸面向里,bc导线在中心O点产生的磁感应强度方向由垂直于纸面向里,cd导线在中心O点产生的磁感应强度方向由垂直于纸面向里。
根据矢量的合成法则可知,ab、bc、cd三根导线在O点产生的合磁感应强度大小为3B,垂直于纸面向里,而ad在O点产生的磁感应强度为B,垂直于纸面向外,所以O点处实际的磁感应强度大小为0。
故答案为:垂直于纸面向外;0
三.解答题(共4小题)
10.(2022 上海)宽L=0.75m的导轨固定,导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆以恒定速率向右运动,图甲和图乙分别为变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)分析并说明定值电阻R0在Ⅰ还是Ⅱ中,并且R0大小为多少:
(3)金属杆运动时的速率;
(4)滑动变阻器阻值为多少时变阻器的功率最大?并求出该最大功率Pm。
【答案】(1)匀强磁场的方向垂直纸面向里
(2)定值电阻R0在Ⅰ中,定值电阻R0=5Ω
(3)金属杆运动时的速率为5m/s
(4)滑动变阻器阻值为5Ω时变阻器的功率最大,最大功率为0.1125W
【解答】解:(1)a点电势比d点电势高,说明导体棒上端为电源正极,导体棒切割磁感线产生感应电流向上,根据右手定则判断得出匀强磁场的方向垂直纸面向里
(2)滑动变阻器从全部接入到一半接入电路,回路里电流变大,定值电阻R0上电压变大,图甲的Ucd小于图乙的Ucd,可以推理得定值电阻在Ⅰ内,滑动变阻器在Ⅱ
根据欧姆定律得:甲图中回路电流I甲,乙图中回路电流I乙0.1A
甲图中定值电阻R0上电压φ0﹣1.2=0.06R
乙图中定值电阻R0上电压φ0﹣1.0=0.1R
联立解得:R=5Ω,φ0=1.5V
(3)金属杆产生的感应电动势E=BLv,E=φ0
联立解得v5m/s
(4)根据甲、乙两图可知导体棒电阻不计,由闭合电路欧姆定律得I
滑动变阻器上的功率P=I2R,当R=5Ω时,滑动变阻器有最大功率Pm=0.1125W
答:(1)匀强磁场的方向垂直纸面向里
(2)定值电阻R0在Ⅰ中,定值电阻R0=5Ω
(3)金属杆运动时的速率为5m/s
(4)滑动变阻器阻值为5Ω时变阻器的功率最大,最大功率为0.1125W
11.(2023 上海)如图(a),线框cdef位于倾斜角θ=30°的斜面上,斜面上有一长度为D的矩形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向上,大小为0.5T,已知线框边长cd=D=0.4m,m=0.1kg,总电阻R=0.25Ω,现对线框施加一沿斜面向上的力F使之运动,ed边离开磁场后撤去F。斜面上动摩擦因数μ,线框速度随时间变化如图(b)所示。(重力加速度g取9.8m/s2);
(1)求外力F大小;
(2)求cf长度L;
(3)求回路产生的焦耳热Q。
【答案】(1)外力F大小为1.48N;
(2)cf长度为0.5m;
(3)回路产生的焦耳热为0.4J。
【解答】解:(1)由v﹣t图像可知,在0~0.4s时间内线框做匀加速直线运动,进入磁场时的速度为:v1=2.0m/s
所以加速度大小为:am/s2=5m/s2
根据牛顿第二定律有:F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
代入数据得:F=1.48N;
(2)由v﹣t图像可知,线框进入磁场区域后一直做匀速直线运动,并以速度v1匀速穿出磁场。
线框产生的感应电动势为:E=BLv1
线框产生的感应电流为:I
线框受到的安培力为:FA=BIL
由平衡条件得:F=FA+mgsinθ+μmgcosθ
联立解得:L=0.5m
(3)因:mgsinθ=μmgcosθ,所以线框在减速为零时不会下滑,设线框穿过磁场的时间为t,则:
ts=0.4s
感应电流为:IA=2A
根据焦耳定律可得:Q=I2Rt=22×0.25×0.4J=0.4J
答:(1)外力F大小为1.48N;
(2)cf长度为0.5m;
(3)回路产生的焦耳热为0.4J。
12.(2024 上海)某自行车所装车灯发电机如图(a)所示,其结构见图(b)。绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动,从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V,6W”的灯泡L1相连。当车轮匀速转动时,发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变,摩擦轮与轮胎间不打滑。
(1)在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中:
①通过L1的电流方向(在图中用箭头标出);
②L1中的电流  A  。
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
(2)若发电机线圈电阻为2Ω,车轮以某一转速n转动时,L1恰能正常发光。将L1更换为标有“24V,6W”的灯泡L2,当车轮转速仍为n时:
①L2两端的电压  A  。
A.大于12V
B.等于12V
C.小于12V
②L2消耗的功率  C  。
A.大于6W
B.等于6W
C.小于6W
(3)利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V,6W”的灯泡供电,使灯泡正常发光,变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2,该变压器原线圈两端的电压为  12  V。
(4)在水平路面骑行时,假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比,忽略发电机内阻。
①在自行车匀加速行驶过程中,发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为  C  。
②无风时自行车以某一速度匀速行驶,克服空气阻力的功率Pf=30W,车灯的功率为PL=4W。为使车灯的功率增大到PL'=6W,骑车人的功率P应为多大?(计算)
【答案】(1)①见解答;②A;(2)①A;②C;(3)12;(4)①C;②骑车人的功率P应为51W。
【解答】解:(1)①在图示位置时连接灯泡的线圈中的磁场方向向下,在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,此线圈的磁通量减小,根据楞次定律,可知感应电流由d断经灯泡流到x端,通过L1的电流方向如下图所示:
②发电机输出电压近似视为正弦交流电,图示位置线圈的磁通量最大,其变化量为零,根据法拉第电磁感应定律可知此时感应电动势为零,L1中的电流为零,根据正弦交流电的变化规律,可知在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,L1中的电流逐渐变大,故A正确,BCD错误。
(2)①发电机线圈电阻为r=2Ω,车轮以某一转速n转动时,L1恰能正常发光。已知灯泡L1的额定电压UL1=12V,额定功率PL1=6W,
设发电机线圈产生的电动势有效值为E,根据闭合电路欧姆定律得:
E=UL1,解得:E=13V
将L1更换为标有“24V,6W”的灯泡L2,灯泡L2的电阻为:RL2Ω=96Ω
设L2两端的电压为U2,同理可得:E=U2
解得:U2≈12.73V,故A正确,BC错误。
②L2消耗的功率为:P2W=1.69W,故C正确,AB错误。
(3)由题意可知,副线圈的电压U2=24V,根据理想变压器的工作原理得:
解得该变压器原线圈两端的电压为:U2=12V。
(4)①在自行车匀加速行驶过程中,发电机内的磁铁转动的角速度增大,根据法拉第电磁感应定律可知,线圈产生的感应电动势的最大值增大,输出电压的最大值也最大,同时交流电的周期会减小,故电压u随时间t变化的关系不可能如ABD选项所示的图像,可能如C选项所示的图像,故C正确,ABD错误。
②根据电功率:,可得:
根据欧姆定律,U=IR
根据闭合电路欧姆定律:I
联立可得:U∝E
线圈产生的感应电动势E正比于发电机内的磁铁转动的角速度ω,发电机内的磁铁转动的角速度又正比于自行车匀速行驶的速度v,即:E∝ω∝v
则有:1.5
已知空气阻力与车速成正比,即f=kv,可得:
则有:
骑车人的功率为:P=Pf'+PL'=(6+45)W=51W
故答案为:(1)①见解答;②A;(2)①A;②C;(3)12;(4)①C;②骑车人的功率P应为51W。
13.(2025 上海)特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产於1919年,由前苏联物理学家利夫 特尔门(LevTermen)教授发明,艺名雷奥 特雷门(LeonTheremin)。同年已经由一位女演奏家作出公开演奏,尤甚者连爱因斯坦都曾参观,依然是世上唯一不需要身体接触的电子乐器。
(1)人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器,与自感线圈L构成LC振荡电路。
①当人手靠近天线时,电容变大  变大  (选填“变大”、“不变”、“变小”)。
②(多选)在电容器电荷量为零的瞬间,(  BC  )达到最大值。
A.电场能
B.电流
C.磁场能
D.电压
(2)特雷门琴的扬声器结构如图所示,图a为正面切面图,磁铁外圈为S极,中心横柱为N极,横柱上套着线圈,其侧面图如图b所示。
①此时线圈的受力方向为(  B  )
A.左
B.右
C.径向向外
D.径向向内
②若单匝线圈周长为2.0cm,磁场强度B=0.5T,I=I0sin(2πft),I0=0.71A,f=100Hz,则I的有效值为  0.5  A;单匝线圈收到的安培力的最大值为  7.1×10﹣3N  ?
③已知当温度为25℃时,声速v=347.6m/s,求琴的A5(440Hz)的波长为  0.79m  ?
(3)有一平行板电容器,按如图接入电路中。
①减小两平行板间距d时,电容会变大  变大  (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
②已知电源电压为U,电容器电容为C,闭合开关,稳定时,电容器的电荷量为  CU  。
(4)有一质量为m,电荷量为q的正电荷从电容器左侧中央以速度v0水平射入,恰好从下极板最右边射出,板间距为d,两极板电压为U,求两极板的长度L(电荷的重力不计)。
(5)已知人手靠近竖直天线时,音调变高,靠近水平天线时,声音变小;那么若想声波由图像①变成图像②,则人手(  B  )
A.靠近竖直天线,远离水平天线
B.靠近竖直天线,靠近水平天线
C.远离竖直天线,远离水平天线
D.远离竖直天线,靠近水平天线
【答案】(1)变大;BC;(2)①B;0.5A;②7.1×10﹣3N;③0.79m;(3)①变大;②Q=CU;(4)两极板的长度L为;(5)B。
【解答】解:(1)①根据平行板电容器电容的决定式
当人手靠近天线时,相当于改变了电容器的介电常数εr(人手会使周围介质的介电性质改变),使得介电常数增大,从而电容变大。
②在LC振荡电路中,i﹣t图像和q﹣t图像如图所示:
根据i t图像可知,当电荷量为零时,电流达到最大值,电场能全部转化为磁场能,磁场能达到最大值;
电荷量为零时,电容器两端电压,电场能也为零,故AD错误,BC正确。
故选:BC。
(2)①观察图a,根据左手定则可知线圈所受安培力方向为向右,故ACD错误,B正确。
故选:B。
②根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系,有效值
根据安培力公式,单匝线圈收到的安培力的最大值为
③根据波速、频率和波长的关系v=λf,则有
(3)①根据平行板电容器电容的决定式可知,当减小两平行板间距d时,其他量不变,所以电容C会变大。
②闭合开关,稳定时,根据电容的定义式,电容器的电荷量为Q=CU
(4)电荷量为q的正电荷在电容器中做类平抛运动
竖直方向根据牛顿第二定律得
竖直位移
水平方向做匀速直线运动,水平位移L=v0t
联立解得两板的长度
(5)声音的音调由频率决定,人手靠近竖直天线时,音调变高即波的频率变大;声音的强度由振幅决定,靠近水平天线时,声音变小,即波的振幅变小;声波由图像①变成图像②即频率变大了,振幅变小了,可得人手靠近竖直天线、靠近水平天线,故ACD错误,B正确。
故选:B。
故答案为:(1)变大;BC;(2)①B;②0.5A;7.1×10﹣3N;③0.79m;(3)①变大;②Q=CU;(4)两极板的长度L为;(5)B。
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