A.
B
C.
D.
【答案】CD
【详解】A.小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力,下降过程中速度一定变大,故洛伦兹力一定变化,不可能一直与电场力平衡,故合力不可能一直向下,故一定做曲线运动,故A错误;
B.小球受重力、向左的电场力、垂直向外的洛伦兹力,合力与速度一定不共线,故一定做曲线运动,故B错误;
C.小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力,若三力平衡,则粒子做匀速直线运动;故C正确;
D.粒子受向下的重力和向上的电场力,合力一定与速度共线,故粒子一定做直线运动,故D正确; 故选CD。
8.调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上.AB间加上正弦交流电压U,移动滑动触头P的位置,就可以调节输出电压.在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q.则( )
A. 保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变大
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B. 保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变小 C. 保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大 D. 保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小 【答案】BC
【详解】保持P的位置不动,U2不变,将Q向下移动时,R变大,故电流表的读数变小;保持Q的位置不动,R不变,将P沿逆时针方向移动时,n2变大,U2变大,故电流表的读数变大.
思路分析:保持P的位置不动,U2不变,将Q向下移动时,R变大,根据欧姆定律可得电流表的读数变化,保持Q的位置不动,R不变,将P沿逆时针方向移动时,n2变大,根据公式
U1n1?可得电压的变化, U2n2试题点评:本题综合考查了带有变压器的电路的动态分析,
9.图示为手机无线充电装置,手机和充电板内部均安装了金属线圈,将手机置于通电的充电板上,便实现了“无线充电”.下列说法正确的是( )
A. 无线充电的原理是电磁感应
B. 将手机旋转一小角度放置,便不能充电 C. 在手机和充电板间垫上几张A4纸,也能充电 D. 充电板不论通入交变电流还是恒定电流均可充电 【答案】AC
【详解】ABC项:手机内部的线圈,能将充电板中变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用电磁感应原理工作的,故AC正确,B错误;
D、充电底座利用的电磁感应原理工作的,故不能直接使用直流电进行充电;故D错误. 10.如图所示,一匀强磁场B垂直于倾斜放置的光滑绝缘斜面斜向上,匀强磁场区域在斜面上虚线ef与gh之间.在斜面上放置一质量为m、电阻为R的矩形铝框abcd,虚线ef、gh和斜面底边pq以及铝框边ab均平行,且eh>bc.如果铝框从ef上方的某一位置由静止开始运动.则
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从开始运动到ab边到达gh线之前的速度(v)﹣时间(t)图象,可能正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】线框开始阶段,未进入磁场,做匀加速直线运动,进入磁场时,切割磁感线产生感应电流,受到沿斜面向上的安培力,若速度适中,安培力与重力沿斜面向下的分力大小相等,则线圈做匀速直线运动,由于磁场的长度大于线圈的长度,所以当线圈在磁场中运动的位移大于线圈的宽度后,线圈完全进入磁场中,由于磁通量不变,不产生感应电流,线圈做匀加速直线运动,线圈dc边出磁场时,开始做加速度减小的减速运动,最后可能做匀速运动,速度大于等于线圈进入磁场时的速度,故A正确BC错误;若线圈进入磁场时速度较小,线圈做加速度减小的加速运动,线圈完全进入磁场中,由于磁通量不变,不产生感应电流,线圈做匀加速直线运动,线圈dc边出磁场时,开始做加速度减小的减速运动,最后可能做匀速运动,速度大于等于线圈进入磁场时的速度,故D正确.
【点睛】线框未进入磁场前做匀加速直线运动,进入磁场时,切割磁感线产生感应电流,受到沿斜面向上的安培力,根据安培力与重力沿斜面向下的分力关系,判断线框的运动情况.
三、填空题(共4小题)
11.如图所示为质谱仪的原理图,利用这种质谱仪可以对氢元素的各种同位素迚行测量。从容器A下方的小孔S1迚入加速电压为U的加速电场,可以认为从容器出来的粒子初速度为零,b、粒子被加速后从小孔S2迚入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、c三条质谱线,关于氢的三种同位素氕、氘、氚迚入磁场时速率最大的是_________;三条谱
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线中a是粒子形成的_________。(填“氕”、“氘”或“氚”)
【答案】 (1). 氕 (2). 氚
【详解】[1].粒子在电场中被加速,由动能定理得;
qU?粒子进入磁场时的速度大小
12mv 2v?2qU m由于氕氘氚的电荷量q相等、加速电压U相等、m氕<m氘<m氚,则它们的速度关系为:v氕>v氘>v氚,即速率最大的是氕;
[2].粒子进入磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
v2qvB?m
R粒子轨道半径
R?mv12mU ?qBBq由于氕氘氚的电荷量q相等、磁感应强度B相等、加速电压U相等、m氕<m氘<m氚,则R氕<R氘<R氚,a、b、c分别对应:氚、氘、氕。
12.两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向垂直导轨平面。两导轨间距为L,左端接一电阻R,其余电阻不计。长为2L的导体棒ab如图所示放置,开始时ab棒不导轨垂直,在ab棒绕a点紧贴导轨以角速度?顺时针旋转90°的过程中,通过电阻R的电流方向为_________(填“由上到下”或者“由下到上”);电动势的最大值为_________;通过电阻R的电荷量是_________。
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【答案】 (1). 由上到下 (2). 2BL? (3).
23BL2 2R【详解】[1][2].由右手定则可知,通过电阻R的电流方向为由上到下;电动势的最大值为
E?B?2L??L?2B?L2;
[3].第一阶段:平均电动势
132B?L?2Lsin60oBL V?22E=??Vt?t?t通过R的电荷量
E3BL2 q?Vt=R2R第二阶段ab棒脱离导轨后,电路中没有电流.所以总电量:
3BL2 q?2R13.理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:10,副线圈与阻值R=20?的电阻相连。原线圈接在以速度v?40m/s向右匀速运动的金属棒两端,金属棒的电阻可忽略不计,棒所切割磁场的边界变化规律为y??2sin?4xm,副线圈输出交流电的频率为_________;匀强磁场的磁感应
强度B=0.25T,则交流电压表的示数为_________;电阻R上消耗的电功率为_________。
【答案】 (1). 10Hz (2). 20V (3). 2kW
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