高中物理选修3-1恒定电流磁场综合练习试卷及答案

1恒定电流、磁场综合练习一、单项选择题：(每题3分，共18分)1、.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上.有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表示数为8V.如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将()A.小于4VB.等于4VC.大于4V小于8VD.等于或大于8V2、如图所示，在滑动变阻器的触头由a点向b点移动的过程中，灯泡L将()A.一直变暗B.一直变亮C.先亮后暗D.先暗后亮3、取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则此（）A．螺线管内中部的磁感应强度大小为0B．螺线管内中部的磁感应强度大小为2BC．两螺线管都有横向收缩的趋势D．两螺线管都有横向扩张的趋势4、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么（）A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转5、如图所示，在虚线所包围的圆形区域内，有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些粒子在磁场里运动的过程中，下列结论中正确的是（）A．运动时间越长的，其轨迹越长B．运动时间越短的，射出磁场的速率越小C．在磁场中偏转越小的，运动时间越短D．所有质子在磁场里运动时间均相等12VRR12V（a）（b）PRLab26、如图8所示，有a、b、c、d四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，有ma=mb＜mc=md，以不等的速率va＜vb=vc＜vd进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定（）A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射向A1的是c离子D．射向A2的是d离子。二、多项选择题（每题5分，选不全扣2分，共25分）7、所示的电路中，电源电动势为ε、内电阻为r（小于外电路的总电阻），当变阻器R的滑片位于中点时，A、B、C三个小灯泡均正常发光，且亮度相同，则（）A．三个小灯泡中，C灯电阻最大，B灯电阻最小B．当滑片P向左移动时，A、C两灯变亮，B灯变暗C．当滑片P向左移动时，B、C两灯变亮，A灯变暗D．当滑片P向左移动时，电源效率减小8、如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区，电场方向由M板指向N极，磁场方向垂直纸面向里，OO′为到两极板距离相的平行两板的直线。一质量为m，带电量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是（）A．带电量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区B．带电量为2q的粒子以v0从O点沿OO′射入仍能匀速通过场区C．保持电场强度和磁感强度大小不变，方向均与原来相反，粒子以v0从O点沿OO′射入，则粒子仍能匀速能过场区。D．粒子仍以速率v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速能过场区9、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是A．增大匀强电场间的加速电压B．增大磁场的磁感应强度C．增加周期性变化的电场的频率D．增大D形金属盒的半径10、在光滑绝缘的水平面上，一根绝缘的轻绳一端系着一个带电小球，绕轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动。磁场方向竖直向下，俯视图如图所示。若小球运动到某一点时，绳子突然断开。关于小球在绳子断开后可能的运动情况，则（）A、小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变B、小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径减小OB3－A+V－+C、小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变D、小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小11、如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是A．由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关B．球滑到D时，速度大小v=gR2C．球滑到D点时，对D的压力一定大于mgD．滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小三、填空题：（第12题每空3分，第13题每空3分，每图4分，共29分）12、在一次研究性学习的实验探究中,某组同学分别测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线,还测绘出了一个电阻两端的电压随电流表化的关系图线,如图中AC和OB.若把该电阻R接在该电源上构成闭合电路(R为唯一用电器),由图可知，外电阻的电阻值是_________，电源的电阻是_________，电源的输出功率是_________，电源的效率是_________.13、描绘标有“3V，0．4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯炮电压能从零开始变化．所给器材如下：A．电流表（0~200mA，内阻0．1Ω）B．电流表（0~0．6A，内阻0．01Ω）C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）E．滑动变阻器（0~10Ω，0．5A）F．滑动变阻器（0~1kΩ，0．1A）G．电源（3V）H．电键一个，导线若干．（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是________________．（2）在Ⅱ卷的虚线框中画出完成此实验的原理图，并将实物按电路图用导线连好．（3）此实线描绘出的I—U图线是（填“曲线”、“直线”），其原因是_______________________________________________________________________四、计算题（第14题12分，第15题12分，第16题20分，共44分）14.如图所示的电路中，电源的电动势E=80V，内电阻r=2Ω，R1=4Ω，R2为滑动变阻器.UIO/A/V1.51.20.90.60.312345ABC4问：（1）R2阻值为多大时，它消耗的功率最大？（2）如果电源内阻损耗功率不超过总功率的20%，R2应取多少？（3）如果要求电源输出功率为600W，外电路电阻R2应取多少？此时电源效率为多少？（4）该电路中R2取多大时，R1上功率最大？15、如图所示，某区域有正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里.场强E＝103N/C.磁感应强度B＝1T.现有一个质量m＝2×10-6kg，带电量q＝+2×10-6C的液滴以某一速度进入该区域恰能作匀速直线运动，求这个速度的大小和方向.(g取10m/s2)16、．如图所示，位于竖直平面内的坐标系xoy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E=2N/C．在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场，并在yh=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场．一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO作匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ=45O），并从原点O进入第一象限．已知重力加速度g=10m/s2，问：⑴油滴在第一象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比；⑵油滴在P点得到的初速度大小；⑶油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值。RR12ErS5选修3-1第一章、第二章综合练习参考答案一，单项选择：123456ADACCA二、多项选择：7891011ABABCBDACDABD三、填空题：12、解析：由图象可知，OB的斜率表示外电阻R=1.2/1Ω=1.2Ω；AC斜率的绝对值表示电源的内阻r=1.5/5Ω=0.3Ω；电源的输出功率P=UI，U为外电阻两端电压，电路中的总电流即为流过外电阻的电流，所以P=1.2×1W=1.2W；电源的效率η=P出/P总=I2R/I2（R+r）=R/(R+r)=80%.13、（1）ACEGH（2）略（2）曲线温度变化导致小灯泡电阻变大四、计算题：14、解析：（1）将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知道当R2=R1+r时电源的输出功率最大（即外电阻R2消耗的电功率最大）：R2=R1+r=(4+2)Ω=6Ω；（2）由η=IErI2=EIr≤20%和I=rRRE21得：R2≥4Ω;(3)P=I2R=（rRRE21）2·（R1+R2）=（24802R）2·（4+R2）=600WR2=2Ω；I=22480A=10Aη=总出PP×100%=2106006002×100%=75%.（4）0Ω答案：（1）6Ω（2）R2≥4Ω（3）2Ω75%（4）0Ω15、答案：略616、、解：⑴油滴带负电荷设油滴质量为m，由平衡条件得：mg:qE;f=1:1:2⑵gqEmqEqvB2得smBEv/242⑶进入第一象限，电场力和重力相等，知油滴先作匀速直线运动，进入y≥h的区域后作匀速圆周运动，路径如图,最后从x轴上的Ｎ点离开第一象限．由Ｏ→Ａ匀速运动位移为hhs245sin1知运动时间：sEBhBEhvst1.02211＝由几何关系和圆周运动的周期关系式qBmT2知由Ａ→Ｃ的圆周运动时间为sgBETt628.02412，由对称性知从Ｃ→Ｎ的时间13tt在第一象限运动的总时间sgBEEBhtttt828.022321⑷由在磁场中的匀速圆周运动，有2mvqvBR，解得轨道半径222gBEqBmvr图中的mgBEhrsON0.4)(2)45cos45cos(2221即离开第一象限处（Ｎ点）的坐标为（4.0m,0）