一、选择题(本题共8小题每小题6分共48分,选全得6分,少选得3分,选错不得分)
1.在所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.开关闭合后,灯泡L能正常发光.当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确的是 ( )
A.灯泡L将变暗 B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电荷量将减小 D.电容器C的电荷量将增大
2.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场
检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器.酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,在所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是 ( )
A.U越大,表示c越大,c与U成正比
B.U越大,表示c越大,但是c与U不成正比
C.U越大,表示c越小,c与U成反比
D.U越大,表示c越小,但是c与U不成反比
3.高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成,如图8所示,超导部件有一个超导临界电流Ic,当通过限流器的电流I>Ic时,将造成超导体失超,从超导态(电阻为零)转变为正常态(一个纯电阻),以此来电力系统的故障电流.已知超导部件的正常态电阻R1=3 Ω,超导临界电流Ic=1.2 A,限流电阻R2=6 Ω,小灯泡L上标有“6 V,6 W”的字样,电源电动势E=8 V,内阻r=2 Ω,原来电路正常工作,现L突然发生短路,则 ( )
A.短路前通过R1的电流为A
B.短路后超导部件将由超导状态转化为正常态
C.短路后通过R1的电流为A
D.短路后通过R1的电流为2 A
4.某平行金属板间加如图2所示的周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板,从t=0时刻开始将其释放,运动过程中无碰板情况.图中能正确定性描述粒子运动的速度图象的是 ( )
5如图所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则 ( )
A.小球带负电
B.电场力跟重力平衡
C.小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小
D.小球在运动过程中机械能守恒
6.在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷,在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径abcd,如图所示,现将 一电子沿abcd移动一周,则下列判断正确的是 ( )
A.由a→b电场力做正功,电子的电势能减小
B.由b→c电场对电子先做负功,后做正功,总功为零
C.由c→d电子的电势能一直增加
D.由d→a电子的电势能先减小后增加,电势能总增加量为零
7.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈.宽度为l,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I时 (方向如图),在天平左右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,由此可知 ( )
A.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
B.磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为
C.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
D.磁感应强度的方向垂直纸面向外,大小为
8.如图所示的虚线框为一长方形区域,该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后,分别从a、b、c、d四点射出磁 场,比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td,其大小关系是 ( )
A.ta 二.实验题(17分) 9.如图所示的电路中,定值电阻R0=10 Ω,R为电阻箱,S2为单刀双掷开关.闭合S1,将S2切换到a,调电阻箱,读出其阻值为R1,记录电压传感器测得的数据为U1,然后保持电阻箱阻值不变,将S2切换到b,记录电压传感器示数为U2. (1)试写出电阻Rx的表达式Rx= (2)若求得电阻Rx=2.5 Ω,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U,对测得的数据进行处理,绘出如图所示的-图线. 电动势E= 内阻r= 3.计算题.(4小题共计55分) 10.(10分)如图所示,电源电动势为E=30 V,内阻为r=1 Ω,电灯上标有“6 V,12 W” 字样,直流电动机线圈电阻R=2 Ω.若电灯恰 能正常发光,求电动机输出的机械功率. 11(12分).在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同.在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C、质量m=1.0×10-2 kg的绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图所示.(g取10 m/s2)试求: (1)物块向右运动的最大距离; (2)物块最终停止的位置. 12(14).如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,直径A2A4与A1A3的夹角为60°.一质量为m、带电荷量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小B1和B2(忽略粒子重力). 13.(19分) 如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响,求: (1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向; (2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场,求D点的坐标; (3)电子通过D点时的动能。