【正文】 （量程為 0～ 50mA，內(nèi)阻約為 10Ω ） E．滑動變阻器 R1（阻值范圍 0～ 1kΩ ，允許最大電流 ） F．滑動變阻器 R2（阻值范圍0～ 20Ω ，允許最大電流 ） G．螺旋測微器 H．電池組（電動勢 3V，內(nèi)電阻 ） I．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干 （ 1）某同學(xué)決定采用分壓式接法調(diào)節(jié)電路，為了準(zhǔn)確地測量出電阻絲的電阻，電流表選 ，滑動變阻器選 （填寫器材前面的字母）； （ 2）用 螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖 1所示，該電阻絲直徑的測量值 d= mm； （ 3）如圖 2所示，將電阻絲拉直后兩端分別固定在刻度尺兩端的接線柱 a和 b上，其間有一可沿電阻絲滑動的觸頭 P，觸頭的上端為接線柱 c．當(dāng)按下觸頭 P時，它才與電阻絲接觸，觸頭的位置可在刻度尺上讀出．實驗中改變觸頭與電阻絲接觸的位置，并移動滑動變阻器的滑片，使電流表 A示數(shù) I保持不變，記錄對應(yīng)的電壓表讀數(shù) U．該同學(xué)的實物連接如圖 3所示，他的連線是否正確，如果有錯，在連接的導(dǎo)線上打 “” 并重新正確連線；如果有導(dǎo)線遺漏，請?zhí)砑訉?dǎo)線，完 成正確的實物連接圖． （ 4）利用測量數(shù)據(jù)描點作出 U﹣ L圖線，如圖 4所示，并求得圖線的斜率 k．用電阻絲的直徑 d、電流 I和斜率 k表示電阻絲的電阻率 ρ= ． 四、計算題：本題共 5小題，共計 68分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位． 13．（ 12分）（ 2021?福建）如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為 B的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為 r的圓環(huán)形光滑細玻璃管，環(huán)心 O在區(qū)域中心． 一質(zhì)量為 m、帶電荷量為 q（ q＞ 0）的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向（從上向下看）做圓周運動．已知磁感應(yīng)強度大小 B隨時間 t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中 T0= ．設(shè)小球在運動過程中電荷量保持不變，對原磁場的影響可忽略． （ 1）在 t=0到 t=T0這段時間內(nèi)，小球不受細管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小 v0； （ 2）在豎直向下的磁感應(yīng)強度增大過程中，將產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等．試求 t=T0到 t=時間內(nèi)： ① 細管內(nèi)渦旋電場的場強大小 E； ② 電場力對小球做的功 W． 14．（ 12分）（ 2021秋 ?宿遷校級期末）如圖所示，兩根等高光滑的 圓弧軌道，半徑為 r、間距為 L，軌道電阻不計．在軌道頂端連有一阻值為 R的電阻，整個裝置處在一豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為 B．現(xiàn)有一根長度稍大于 L、質(zhì)量為 m、電阻不計的金屬棒從軌道的頂端 ab處由靜止開始下滑，到達軌道底端 cd時受到軌道的支持力為 2mg．整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求： （ 1）棒到達最低點時的速度大小和通過電阻 R的電流． （ 2）棒從 ab下滑到 cd過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過 R的電荷量． 15．（ 14分）（ 2021?徐州二模）如圖所示，光滑導(dǎo)軌 MN和 PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距為 L，兩端分別接有阻值均為 R的定值電阻 R1和 R2．兩導(dǎo)軌間有一邊長為 的正方形區(qū)域 abcd，該區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B．一質(zhì)量為 m的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并靜止于 ab處，現(xiàn)用一恒力 F沿水平方向拉桿，使之由靜止起向右運動，若桿出磁場前已做勻速運動，不計導(dǎo)軌及金屬桿的電阻．求： （ 1）金屬桿出磁場前的瞬間流過 R1的電流大小和方向； （ 2）金屬桿做勻速運動時的速率； （ 3）金屬桿穿過整個磁場過程中 R1上產(chǎn)生的電熱． 16．（ 15分）（ 2021?江蘇） 1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的 D形金屬盒半徑為 R，兩盒間的狹 縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場與盒面垂直． A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì) 量為 m、電荷量為 +q，在加速器中被加速，加速電壓為 U．加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用． （ 1）求粒子第 2次和第 1次經(jīng)過兩 D形盒間狹縫后軌道半徑之比； （ 2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間 t； （ 3）實際使用中，磁感應(yīng)強度和加速電場頻率都有最大值的限制．若某一加速器磁感應(yīng)強度和加速電場頻率的最大值分別為 Bm、 fm，試討論粒子能獲得的最大動能 Ekm． 17．（ 15分）（ 2021?南京模擬）如圖所示，在紙面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系 xOy，以第 Ⅲ 象限內(nèi)的直線 OM（與負 x軸成 45176。 角）和正 y軸為界，在 x＜ 0的區(qū)域建立勻強電場，方向水平向左，場強大小 E=2V/m；以直線 OM和正 x軸為界，在 y＜ 0的區(qū)域建立垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度 B=．一不計重力的帶負電微粒，從坐標(biāo)原點 O沿 y軸負方向以 v0=210 3m/s的初速度射入磁場．已知微粒的比荷為 =510 4C/kg，求： （ 1）粒子經(jīng)過 圓弧第一次經(jīng)過磁場邊界時的位置坐標(biāo)； （ 2）粒子在磁場區(qū)域運動的總時間； （ 3）粒子最終將從電場區(qū)域 D點離開電場，則 D點離 O點的距離是多少？ 20212021學(xué)年江蘇省宿遷市沭陽中學(xué)高二（上）期末物理模擬試卷 參考答案與試題解析 一、單項選擇題：本題共 6小題，每小題 3分，共計 18分．每小題只有一個選項符合題意． 1．下列說法中正確的是（ ） A．當(dāng)穿過某個面的磁通量等于零時，該區(qū) 域的磁感應(yīng)強度一定為零 B．磁感應(yīng)強度的方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向、直導(dǎo)線方向都垂直 C．感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果 D．洛倫茲力不改變運動電荷的速度 【考點】 楞次定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化． 【專題】 定性思想；推理法；電磁感應(yīng) —— 功能問題． 【分析】 磁場的有無與磁通量大小無關(guān)，因磁通量的大小受到磁場與線圈平面的夾角來判定； 根據(jù)左手定則，即可判定磁場、安培力與電流方向關(guān)系； 穿過回路的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流磁通量的變化； 洛倫茲力不做功，不改變速度的大小，可改變速度的方向，從而即可一一求解． 【解答】 解： A、當(dāng)磁場與線圈平面平行時，磁通量為零，而磁場不一定為零；故 A錯誤． B、根據(jù)左手定則可知，安培力一定與磁感應(yīng)強度，及電流方向垂直，而磁場方向一定與通電導(dǎo)線所受安培力方向，但不一定與直導(dǎo)線方向垂直．故 B錯誤． C、感應(yīng)電流遵從楞次定律所描述的方向，這是能量守恒定律的必然結(jié)果．故 C正確． D、洛倫茲力對電荷不做功，因此不改變運動電荷的速度大小，但可改變速度的方向．故 D錯誤． 故選： C． 【點評】 解決本題的關(guān)鍵掌握影響磁通量大 小因素，注意磁感應(yīng)強度與磁通量無關(guān)，以及會運用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，最后掌握左手定則中安培力與磁場，及電流的方向． 2．如圖所示，電壓互感器、電流互感器可看成理想變壓器，已知電壓互感器原、副線圈匝數(shù)比是 1000： 1，電流互感器原、副線圈匝數(shù)比是 1： 200，電壓表讀數(shù)是 200V，電流表讀數(shù)是 ，則交流電路輸送電能的功率是（ ） A． 310 2W B． 610 4W C． 310 5W D． 610 7W 【考點】 變壓器的構(gòu)造和原理；電功、電 功率． 【專題】 交流電專題． 【分析】 理想變壓器的工作原理是原線圈輸入變化的電流時，導(dǎo)致副線圈的磁通量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．而副線圈中的感應(yīng)電流的變化，又導(dǎo)致在原線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．變壓器的電流比與電壓比均是有效值，電表測量值也是有效值． 【解答】 解：由圖可知： V表是電壓表， A表是電流表．電壓互感器原線圈的匝數(shù)比副線圈匝數(shù) 1000： 1，而電流互感器原線圈的匝數(shù)比副線圈匝數(shù) 1： 200，由電壓表的示數(shù)為 200V，得原線圈的電壓為 202100V，由電流表的示數(shù)為 ，原線圈的電流為 300A．所以電線輸送功率是 610 7W． 故選： D． 【點評】 理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內(nèi)阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象．同時變壓比與匝數(shù)成正比，變流比與匝數(shù)成反比． 3．如圖所示電路中，電源電壓 u=311sin100πt （ V）， A、 B間接有 “220V 440W” 的電暖寶、“220V 220W” 的抽油煙機、交流電壓表及保險絲．下列說法正確的是（ ） A．交流電壓表的示數(shù)為 311V B．電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于 3 A C．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的 2倍