力电渗透.docx
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力电渗透
一、学习内容
此卷主要从稳恒电流、电场、电磁感应现象、交流电等,将电与磁、电路问题与能量转化问题联系起来。
把空间思维,空间想象、知识再现与迁移、逻辑推理渗入题中,体现出较强的学科思维能力和应用能力。
二、例题分析
[例1]试分析人走平路时所受地面对人的摩擦力的方向。
解析:
有的同学认为,人相对地面向前运动,故人所受地面的摩擦力向后,这是错误的。
人走路时,后脚要向后蹬踏地面,但脚与地面一般都没有相对滑动,却有相对滑动趋势,如何判断这趋势的方向呢?
假设地面是光滑的,比如人在光滑的水平冰面上行走时,后脚总是向后滑动。
由此可以判断人在粗糙水平路面上行走时,脚相对地面有向后滑动的趋势,故人所受地面对人的静摩擦力方向向前。
许多静摩擦力的方向都可以用假设法来判断。
[例2]用等长丝线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B,两线上端固定于同一点O,将B球固定在O点正下方,如图14—3所示,当A球静止时,两悬线夹角为θ,下述方法中能使θ保持不变的有( )
A、同时使A球的质量和电量都减半,其他条件不变
B、同时使A、B两球的质量和电量都减半,其他条件不变
C、同时使两悬线长度减半,其他条件不变
D、同时使两悬线长度和两球电量都减半,其他条件不变
思路分析:
对A用平衡条件,由力的三角形知识,找出θ与哪些因素有关,然后再进行分析。
答案:
A
[例3]如14—1所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔;若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是( )
A、只有M端验电箔张开,且M端带正电
B、只有N端验电箔张开,且N端带负电
C、两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电
D、两端的验电箔都张开,且两端都带正电或负电
思路分析:
解这类题目,首先明确验电箔张开,是因为它们都带同种电荷;其次A带正电由于静电感应而使导体MN带上了等量正、负电荷;最后验电箔分别与MN直接接触而带上了正、负电。
本题就是要明确区分感应起电与接触带电,从而达到明辩概念。
答案:
C
三、检测题
1.如图3-1所示,长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q的质量为m的小球,以
初速度
从斜面底端的A点开始沿斜面上滑,当达到斜面顶端的B点时速度仍为
,则AD
A.A、B两点间的电势差一定等于mgLsinθ/q
B.小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能
C.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q
D.若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的,则Q一定是负电荷
2.某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成3-2所示
的电路,接通K后,他将高内阻的伏特表
在A、C两点时,伏特表的读数为U,当并联在A、B两点时,伏特表的读数仍为U,当
并联在B、C两点时,伏特表的读数为零,则发生的故障的原因可能是
A.AB段断路
B.AB段短路
C.BC段断路
D.BC段短路
3.1931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图3-3所示的电阻趋于零的(超导)线圈,那么,从上
向下看,这个线圈上将出现
A.先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流
B.先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流
C.顺时针方向持续流动的感应电流
D.逆时针方向持续流动的感应电流
4.如图3-4所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带负电
的小球自绝缘光滑的竖直圆环的顶点由
静止释放,设小球受到的电场力和重力大小相等,则当它滑过弧度为下列何值时受
到的洛仑兹力最大
A.
B.
C.
D.
5.如图3-5所示,甲、乙两线圈互相绝缘,且乙线圈一半面积
与甲线圈重合,当甲线圈中电流沿逆
时针方向逐渐减弱时,乙线圈中的感应电流
A.为零 B.顺时针流动 C.逆时针流动 D.无法确定
6.如图3-6所示,一条形磁铁从一螺线管中下落,在磁铁穿过
螺线管时
A.感应电流的磁场方向向下
B.感应电流沿a→G→b方向
C.电势Ub>Ua
D.感应电流对磁铁作用力方向向下
7.如图3-7所示,在虚线方框空间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子垂直电场和
磁场方向飞入场中,恰好做匀速直线运动,并从O点飞离正交电磁场。
如果该区
域只有电场,粒子将从a点飞离,穿越场区时间为t1,飞离时速度大小为V1;如果
只有磁场,粒子将从b点飞离,穿越场区时间为t2,飞离时速度大小V2,重力忽
略不计,则
A.t1>t2 B.t1>t2 C.
>
D.
8.如图3-8所示,一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,
水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强
磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内作匀速圆周运动,则
A.液滴在空间可能受4个力作用
B.液滴一定带负电荷
C.液滴作圆周运动的半径r=
D.液滴在场中运动时总能量不变
9.将相同的正离子,以相同的速率射入匀强电场,射入方式有三种:
①沿电场方向射入;②垂直电场方向射入;③逆着电场方向射入。
当它们到达同一等势面时
A.①情况下的离子动能最大
B.三种情况有相同的动能
C.电场力在③情况下对离子做的功最多
D.③情况下,正离子所受的冲量最大
10.如图3-9所示的方法可以测得导体中单位体积内的自由电
子数n,即测得一块横截面为矩形的金属
导体的宽为b,厚为h,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流
I时,在导体上下表面间用电压表可测得电压U,已知自由电子的电量为e,则
下列判断正确的是
A.上表面电势高
B.下表面电势高
C.该导体单位体积内的自由电子数为I/ehb
D.该导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb
11.如图3-10所示电路中,A、B为两块相互平行放置的金属
板,G为静电计。
开始开关闭合,静电计指
针张开一定角度。
为了使指针张开的角度再增大些,下面所说的措施中正确的是
A.直接将A、B两极板靠近些
B.直接将A、B两极板分开些
C.断开开关后,再将A、B两极板分开些
D.在开关闭合的情况下,将变阻器R的电阻调小些
12.为了使理想变压器的输入功率变为原来的2倍,在其他条件不变的情况下,可使
A.负载电阻R变为原来的
B.初级线圈的匝数n1变为原来的
C.次级线圈的匝数n2变为原来的2倍
D.使上述R与n2都变为原来的2倍
13.如图3-11所示,是一交流电流的图象,由图象可知
A.它的周期是0.8s
B.它的峰值是4A
C.它的有效值是
A
D.它的频率是0.8Hz
14.边长为a的正方形线框,总电阻为R,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,如图3-12所示,每秒转数为n,当线圈平面平行于磁感线时计时,则
A.线框中产生的感应电动势瞬时值为2πnBa2cos2πnt
B.线框中产生的感应电动势最大值为πBa2n
C.线框中产生的感应电流的有效值为2πBa2n/R
D.线框中感应电流的周期为1/n
15.某原子序数为Z,质量数为A原子核,若用mx表示该原子的质量,mp表示质子的质量,mn表示中子的质量,c表示真空中的光速,则核子结合成该原子核时的质量亏损Δm=_______,释放的核能ΔE=__________;平均每个核子释放的核能为=____________。
16.某欧姆表表头电阻刻度值是按内接电池的电动势为1.5v标度的,电流表的满偏电Ig=10mA,当电动势下降到1.2v时,测得某电阻的阻值是350Ω,则这个电阻的实际值是 .
17.如图3-15所示,甲图中,将条形磁铁插入时,灵敏电流计指针向右偏,则乙图中条形磁铁拔出时,电流计指针向 偏;丙图中电键K闭合时电流计指针
向 偏.
18.如图3-16所示,闭合电路中一定长度的螺线管可自由伸缩,
通电时灯泡有一定的亮度,若将一软铁
棒从螺线管一端迅速插入螺线管内,则在插入过程中,灯泡的亮度将 ,
(填"变亮"、"不变"或"变暗")螺线管的长度将 (填"变长"、"变短"、
"不变").
19.一台理想变压器,经同一输送线路,以不同的电压输送相同功率P,原线圈的电压保持U0不变,线路
总电阻R为定值,当副线圈与原线圈匝数比为k时,线路损耗的电功率为 ,当匝数比提高为n
k时,线路损耗的电功率变为原来的 倍.
20.如图3-17所示,在光滑的绝缘水平面上,有直径相同的两
个金属小球A、B,已知mA=2mB=2m,B球
带电2q,是正电,静止在磁感应强度为B的匀强磁场中,A球不带电,以速度进入磁场
与B发生正碰,碰后B球恰好对水平面无压力。
则碰后A球对水平面的压力为 。
21.如图3-18所示,长为L的绝缘的细线的一端固定于O点,
另一端固定于一个质量为m、电量为q的带负
电的小球,置于电场强度为E的匀强电场中,将线和小球拉到水平位置A后自由
释放,已知Eq:
m=
求小球到达(OB为竖直线)B点的速度大小。
22.如图3-19所示,在水平面MN下方有匀强电场和匀强磁场。
磁场方向是水平的,磁感
应强度B=0.5T。
喷射源S竖直向下射出带正电的液滴。
它的荷质比
。
液滴以
v=20m/s速度进入电磁场后,恰做匀速直线运动。
g取10m/s2。
求电场强度的大小
和方向。
23.如图3-20所示,质量为m、边长为L、电阻为R的正方形线
框,自静止起下落,下落h高度时,线框的
下边已进入边界与线框上、下两边平行的水平匀强磁场,但上边尚未进入,磁场方
向与线框平面垂直,磁感应强度为B,已知这一过程中线框中产生的焦耳热为Q,
求线框下落h高度时线框的加速度和线框中安培力的瞬时功率。
24.有一用电器的铭牌上标明额定电压为100V,额定功率因字迹不清而无法辨认.该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置,现把该用电器与一阻值为0~100Ω的滑动变阻器连接后,接在输出电压为220V的电源两端,为使用电器能安全正常地工作.
(1)请画出正确接线的电路图.
(2)若在正确连接线路的电路中,当用电器正常工作时,通过电源的电流强度为2.4A,试求用电器
消耗的功率与整个电路消耗的功率之比.
答案
1—7 AD AD D C C BD AC
8—14 BCD BD AD C AD AB AD
15、mn+mp-mx,(mn+mp-mx)c2,(mn+mp-mx)c2/A
16、280Ω
17、左,右
18、变暗,变长
19、
20、
21、
22、带电液滴进入电磁场中受到三个力:
重力、电场力、洛仑兹力设电场与竖直方向夹角为θ,由平衡
条件知
,即θ=53°又
,则E=12.5伏/米。
方向与竖直方向成53°角斜向上。
23、
24、
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