一、选择题(每题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。)
1.下列有关物理规律的说法,其中正确的是( )
A.磁感线和电场线都是闭合的并且都是现实中存在的
B.运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力的作用,但在电场中一定受到电场力的作用
C.比值法定义的公式电场强度E=F/q 和电容C= q /U中,电场强度E和电容C均与电荷量q有关
D.磁感线总是从磁体的N极指向S极
2.关于磁感应强度,下列说法中正确的是( )
A.若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为
B.由B=知,B与F成正比,与IL成反比
C.由B=知,一小段通电导线在某处不受磁场力,说明该处一定无磁场
D.磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向
3. 在图中,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将( )
A.沿路径a运动,轨迹是圆
B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大
C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小
D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小
4.一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方,这时磁针的N极向纸外方向偏转,这一束带电粒子可能是( )
A.向右飞行的正离子束 B.向左飞行的正离子束
C.向右飞行的负离子束 D.向左飞行的负离子束
5.如图所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为( )
A.πBR2 B.πBr2
C.nπBR2 D.nπBr2
6.如图所示,水平放置的平行板电容器,上板带负电,下板带正电,断开电源,带电小球以速度v0水平射入电场,且沿下板边缘飞出.若下板不动,将上板上移一小段距离,小球仍以相同的速度v0从原处飞入,则 带电小球 ( )
A.将打在下板
B.仍沿原轨迹由下板边缘飞出
C.不发生偏转,沿直线运动
D.若上板不动,将下板上移一段距离,小球可能打在下板的
7.(如图)设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,则下列说法正确的是 ( )
A.保持S不变,增大d,则θ变大
B. 用手触摸极板B,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D. 在两板间插入电介质,则θ变小
8.如图所示,当电流通过线圈时,磁针将发生偏转,以下的判断正确的 ( )
A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时,磁针N极将指向读者
B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时,磁针S极将指向读者
C.当磁针N极指向读者,线圈中电流沿逆时针方向
D.不管磁针如何偏转,线圈中的电流总是沿顺时针方向
9.带电荷量为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下面说法正确的是( )
A.只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向大小不变,则所受的洛伦兹力大小、方向均不变
C.只要带电粒子在磁场中运动,就一定受洛伦兹力作用
D.带电粒子受洛伦兹力小,则该磁场的磁感应强度小
10.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减少,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.运动过程中两个粒子的电势能均减小
11.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁铁垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则( )
A、磁铁对桌面压力增大 B、磁场对桌面压力减小
C、桌面对磁铁没有摩擦力 D、桌面对磁铁摩擦力向左
12.如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述错误的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷(q/m)越大
二、实验题
13.用螺旋测微器测某导线的直径,测试情况如图所示,测试结果为________________mm
14.小灯泡的温度随电流的增大而升高,某同学想研究灯丝电阻随温度的变化关系(定性)。所用的器材有:电压表(内阻几千Ω)、电流表(内阻几Ω)、滑动变阻器(0~10Ω)、电源、小灯泡、开关、导线。要求小灯泡的电流从0开始逐渐增大。
(1)在所给的方框内画出电路图
(2)实验中所得到的数据如下表所示,请在给定的坐标纸内画出小灯泡的U—I图象。
U/V | 0 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
I/A | 0 | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
(4)如果将该小灯泡接在电动势为1.5V、内阻为3Ω的电源两端,小灯泡的实际功率为___________W.(保留两位有效数字。)
三、计算题
15.(1)如图10—(1)所示电路,电源的电动势为15V,内阻2Ω。R1=8Ω,R2=10Ω.平行板电容的电容为2μF,板间距离d=1cm.求电容器带的电量及板间电场强度。
(2)如图所示,光滑的平行导轨间距为L,倾角为θ,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E,内阻为r的直流电源,电路中其余电阻不计,将质量为m电阻为R的导体棒由静止释放,求:
(1)释放瞬间导体棒所受安培力的大小和方向
(2)导体棒在释放瞬间的加速度。
(3)如图所示,用细线吊着一个质量为m的小球,线的另一端固定在水平匀强电场中的O点。小球平衡时,线与竖直方向成45°角。现将小球拉至右侧与O等高,线处于水平伸直状态,然后静止释放小球。求小球受到的电场力的大小小球运动到原来的平衡位置时线的张力。(重力加速度g)
16.两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的。一个粒子(42He)从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:
(1)极板间的电场强度E;
(2)粒子在极板间运动的加速度a;
(3)粒子的初速度v0。
17.如图,直线MN 上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小为E;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B.今有一质量为m,电量为q的带正电的粒子从MN 上的O点以大小为v,方向与MN成45°角的速度进入磁场中, 若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN ,粒子运动过程中重力不计,则
(1)画出粒子第四次经过MN的过程中在磁场和电场中运动轨迹的草图;
(2)求带电粒子第四次经过MN时离O点的距离;
(3)求该粒子从O点出发到第四次经过MN所需的时间t
(4)附加:若第五次经过MN时正好通过O点,求从第四次经过MN到第五次经过MN还需多长时间?