“電磁學(xué)”綜合練習(xí)題
2008-12-31 00:00:00任會(huì)常
物理教學(xué)探討 2008年10期
一、選擇題
1．對(duì)于庫(kù)侖定律，下列說法正確的是
A．凡計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力，就可以使用公式
B．兩個(gè)帶電小球即使距離非常近，也能用庫(kù)侖定律
C．相互作用的兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫(kù)侖力大小一定相等
D．兩個(gè)點(diǎn)電荷的電量各減為原來的一半，它們之間的距離保持不變，則它們之間的庫(kù)侖力減為原來的一半
2．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖1所示的是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜
片電極上時(shí)，以下說法中正確的是
A．若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流
B．若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流
C．若F向上壓膜片電極，電路中不會(huì)出現(xiàn)電流
D．若電流表有示數(shù)，則說明壓力F發(fā)生變化
3．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)額定電壓為100V，正常工作時(shí)電流為20A，線圈內(nèi)阻為0.5Ω，那么在1min內(nèi)
A．電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為1.2×105J
B．電動(dòng)機(jī)消耗的電能為1.2×105J
C．電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率不大于1.8×103W
D．電源輸入給電動(dòng)機(jī)的功率為2.0kW
4．如圖2，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表和電壓表為理想電表，下列說法正確的是
A．若R1斷路，表的讀數(shù)均減小
B．若R2斷路，表的讀數(shù)均減小
C．若R3斷路，電流表讀數(shù)為0，電壓表讀數(shù)變大
D．若R4斷路，表的讀數(shù)均變大
5．圖3為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡。室中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子
A．一定帶負(fù)電
B．可能帶負(fù)電也可能帶正電
C．可能是從上而下穿過該鉛板
D．一定是從下而上穿過該鉛板
6．研究表明，地球磁場(chǎng)對(duì)鴿子辨別方向起到重要作用，鴿子體內(nèi)的電阻大約為1000Ω，當(dāng)它在地球磁場(chǎng)中展翅飛行時(shí)，兩翅會(huì)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這樣，鴿子體內(nèi)靈敏的感受器即可根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小來判別其飛行方向。若磁場(chǎng)的大小為5×10-5T，當(dāng)鴿子以20m/s速度飛翔時(shí)，兩面翅膀間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)約為
A．50mVB．5mV
C．0.5mV D．0.05V
7．關(guān)于電磁波的下列說法中正確的是
A．電磁波是電磁場(chǎng)在空間的傳播
B．只要有變化的電場(chǎng)，就一定存在電磁波
C．頻率越高的電磁波的傳播速度越大
D．電磁波是一種橫波
8．一個(gè)正弦式交流電壓的最大值是311V，用它對(duì)阻值是110Ω的用電器供電，則電路中與用電器串聯(lián)的電流表、與用電器并聯(lián)的電壓表的示數(shù)正確的是
A．電壓表的示數(shù)是311V
B．電壓表的示數(shù)是220V
C．電流表的示數(shù)是2A
D．電流表的示數(shù)是1.41A
9．空間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向里，另有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)，如圖4所示，一帶電粒子 q以初速度v0從某處垂直電場(chǎng)、磁場(chǎng)入射，初位置到點(diǎn)電荷的距離為r，則粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為
A．以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑的在紙面內(nèi)的圓周
B．開始階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
C．開始階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
D．沿初速度v0方向的直線
10．圖5為理想變壓器，原線圈為n1匝，副線圈cd為n2匝，ef為n3匝(n2≠n3)，下列說法正確的是
A．將d與e相連，以cf為輸出端，輸出電壓最大
B．將d與f相連，以ce為輸出端，輸出電壓最大
C．將c與f相連，以de為輸出端，輸出電壓最小，比任何一只副線圈單獨(dú)輸出電壓都小
D．將d與e相連，以cf為輸出端，輸出電壓不一定比單個(gè)副線圈的輸出電壓大
11．一重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0(v0 A．一定是W1=W2 B．一定是W1>W2 C．一定是W1 D．可能是W1>W2，也可能是W1 12．如圖7所示，虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，寬度為L(zhǎng)。一個(gè)邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形閉合導(dǎo)線框在豎直面內(nèi)，下底邊恰好位于磁場(chǎng)上邊界。將導(dǎo)線框由靜止釋放后開始做加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)其下底邊到達(dá)磁場(chǎng)下邊界時(shí)，導(dǎo)線框剛好開始做勻速運(yùn)動(dòng)，直到導(dǎo)線框完全離開磁場(chǎng)。關(guān)于以上兩個(gè)階段中的能量轉(zhuǎn)化情況，下列說法正確的是 A．第一階段導(dǎo)線框重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量 B．第一階段導(dǎo)線框機(jī)械能的減少量大于導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生的電熱 C．第一階段導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生的電熱小于第二階段導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生的電熱 D．第一階段導(dǎo)線框機(jī)械能的減少量大于第二階段導(dǎo)線框機(jī)械能的減少量 二、填空題 13．如圖8所示，一絕緣細(xì)圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，則速度vA=_______。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力NB=_______。 14．如圖9所示，三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值相同，允許消耗的最大功率分別為10W、10W和4W，這個(gè)電路允許消耗的最大功率是_____W。 15．如圖10所示，甲為在10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖10乙所示，當(dāng)a、b端電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱。則恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在___℃。 16．一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100匝，接在220V的交流電源上。當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V，60W”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2=______，通過原線圈的電流I1=______A。 三、實(shí)驗(yàn)題 17．金屬的電阻率會(huì)隨著溫度的升高而增大。某同學(xué)通過做實(shí)驗(yàn)研究一個(gè)小燈泡燈絲的伏安特性。下表是他在實(shí)驗(yàn)時(shí)獲得的通過燈泡的電流I和燈泡兩端電壓U的一系列數(shù)據(jù)。 I/A00.080.140.180.230.310.360.390.420.440.460.49 U/V00.380.690.901.151.602.152.503.053.604.155.15 這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中選用的是下列器材中的（填字母）______________________。 A．直流電源 B．0～30Ω的滑動(dòng)變阻器 C．電壓表（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ） D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ） E．電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω） F．電流表（0～3A，內(nèi)阻約0.01Ω） G．開關(guān) H．導(dǎo)線 實(shí)驗(yàn)時(shí)他應(yīng)選用圖11所示電路的____________。 四、計(jì)算題 18．如圖12所示是電飯煲的電路圖，S1是一個(gè)限溫開關(guān)，手動(dòng)閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到103℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開；S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，溫度高于80℃時(shí)會(huì)自動(dòng)斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時(shí)的指示燈，它在保溫狀態(tài)下是不亮的，黃燈是保溫狀態(tài)下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計(jì)。 （1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。 （2）簡(jiǎn)要回答，如果不閉合開關(guān)S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？ （3）計(jì)算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比。 19．如圖13，半徑為R=10cm的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.332T，方向垂直紙面向里，在O處有一放射源S，可沿紙面向各個(gè)方向射出速率均為v=3.2×106m/s的α粒子，已知α粒子質(zhì)量為m=6.64×10-27kg，電荷量q=3.2×10-19C。 (1)畫出α粒子通過磁場(chǎng)空間做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心點(diǎn)的連線形狀； (2)求出α粒子通過磁場(chǎng)的最大偏向角； 20．鐵路運(yùn)行管理系統(tǒng)為測(cè)量火車運(yùn)行的速度和加速度，可采用如圖14甲所示的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀（圖中未畫出）組成。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時(shí)，線圈中的電流被記錄下來，就能知道列車所在位置及速度、加速度情況。如圖14，磁體的磁感強(qiáng)度B=0.004T，且全部集中在虛線范圍內(nèi)，線圈寬度與磁場(chǎng)寬度相同，線圈匝數(shù)n=5，長(zhǎng)L=0.2m，電阻R=0.4Ω（包括引出線電阻），記錄下的電流--位移圖線如圖14乙所示。 （1）試計(jì)算列車在離O（原點(diǎn)）30m、130m處列車的速度v1和v2的大小。 （2）設(shè)列車作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，求列車的加速度大小。 21．電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成。起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導(dǎo)電環(huán)。導(dǎo)電環(huán)所用材料單位長(zhǎng)度的電阻為R0=0.125πΩ·m-1，從中心向外第n個(gè)同心圓環(huán)的半徑為rn= (2n-1)r1（n=1，2，3，…7），已知r1=1.0cm。當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場(chǎng)，若已知該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為ΔBΔt=1002πsinωt，求： ⑴半徑為r1的導(dǎo)電圓環(huán)中感應(yīng)電流的最大值是多少？ ⑵假設(shè)導(dǎo)電圓環(huán)產(chǎn)生的熱全部以波長(zhǎng)為1.0×10-6m的紅外線光子輻射出來，那么半徑為r1的導(dǎo)電圓環(huán)上每分鐘輻射出的光子數(shù)是多少？ ⑶若不計(jì)其它損失，所有導(dǎo)電圓環(huán)釋放的總功率P是多大？ （以上計(jì)算中可取π2=10，h=6.6×10-34J·s） “電磁學(xué)”綜合練習(xí)題參考答案 1．C 2．BD 3．BCD4．CD 5．D 6．C7．AD 8．BC9．ABC10．A11．B 12．C 13．Eqr/m，6Eq 14．1515．25 16．180，3 17．ABCEGH；B 18．（1）電飯煲煮飯時(shí)，接上電源，S2自動(dòng)閉合，同時(shí)把手動(dòng)開關(guān)S1閉合，這時(shí)黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)。加熱到80℃時(shí)，S2自動(dòng)斷開，S1仍閉合，繼續(xù)加熱，待水燒干后，溫度升高到103℃時(shí)，開關(guān)S1自動(dòng)斷開，這時(shí)飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)，由于電飯煲散熱，待溫度下降到60℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，電飯煲又處于加熱狀態(tài)，待加熱到80℃時(shí)，又自動(dòng)斷開，電飯煲再次處于保溫狀態(tài)。 （2）不能，因?yàn)檫@種情況下只能加溫到80℃。 （3）12∶1 19．（1）R＝mv／Bq代入數(shù)據(jù)后得α粒子的軌道半徑R=0.2m，由此可知α粒子通過磁場(chǎng)空間作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心軌跡應(yīng)是以原點(diǎn)為圓心，位于x軸上方半徑r=0.2m的一個(gè)半圓。 （2）欲使α粒子通過磁場(chǎng)的偏向角最大，應(yīng)使粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域的圓弧線所夾的弦最長(zhǎng)，顯然直徑OA就是最長(zhǎng)的弦，此時(shí) 注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。
