15.(15分)如图所示,在矩形abcd区域内存在着匀强磁场,甲、乙两带电粒子从顶角c处沿cd方向射入磁场,甲从p处射出,乙从q处射出,已知甲的比荷是乙的比荷的2倍,cp 连线和cq连线与cd边分别成60°和30°角,不计两粒子的重力.
(1)求两粒子在磁场中运动的时间之比;
(2)求两粒子在磁场中的运动速率之比;
(3)求两粒子在磁场中运动的向心加速度之比。
14.(14分)如图所示,原线圈所加交流电压u1=1414sin100πt(V),通过一台降压变压器给照明电路供电,照明电路连接导线的总电阻R=0.5Ω,若用户端能使55盏“220V 40W”的电灯正常发光。求:
(1)原线圈所加交流电压的最大值及周期;
(2)副线圈两端的电压U2;
(3)变压器的原、副线圈匝数比。
13.(14分)如图(a)所示的螺线管,线圈匝数n=3000匝,横截面积S=20cm2,电阻r=1.0Ω,与螺线管串联的外电阻R1=4.0Ω,R2=25Ω,方向向右、穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图(b)所示的规律变化。求:
(1)螺线管中产生的感应电动势;
(2)电阻R2的电功率;
(3)a点的电势(设c点的电势为零)。
12.(12分)两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为0.8kg,长1m。当导电棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感应强度的大小及棒与导轨间的动摩擦因数。
11.(10分)泰州某高级中学的几位同学做摇绳发电的探究实验,把一条长约25m的长电线两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上形成闭合电路,两个同学迅速摇动这条电线,如图所示。
(1)你认为这样做 (选填“不能”或“能”)发出电,
理由是 。
如果能发出电,则通过电流表的电流是 (选填“直流电”或“交流电”)。
(2)如果摇绳的两个同学分别采取“南北”和“东西”两种站立的方向做实验,你认为采
取站立 (选填“南北”或“东西”)方向时,电流表偏转幅度较大些。
(3)将实验用的灵敏电流表换成数字电压表,当两同学采取“东西”方向站立时,如果两人的站立距离为8m,他们摇动导体绳的转速为每秒2圈,转动半径平均约为l m,此时电压表读数为3.14mV,由于数字电压表内阻很大,其读数可以认为是导线中的电动势,假设地磁场的方向与地面平行。由以上信息,试估算地磁场的磁感应强度的大小为 T。(保留一位有效数字)
10.(8分)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向。
(1)在给出的实物图中,用笔划线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路。
(2)将线圈L1插入线圈L2中,合上开关S,能使线圈L2中感应电流的磁场方向与线圈L1中原磁场方向相反的实验操作是( )
A.插入铁芯F B.拔出线圈L1
C.使变阻器阻值R变大 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度 (填写“大”或“小”),原因是线圈中的 (填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大。
9.真空容器中存在竖直向上的匀强电场E和水平方向的匀强磁场B,一质量为m,带电量为q的带电小球以速度在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,假设t=0时刻小球在轨迹的最低点且重力势能为零,电势能也为零,那么,下列说法正确的是
A.小球带正电且逆时针转动
B.小球运动过程中机械能守恒,且机械能为
C.小球运动过程中重力势能随时间的变化关系为
D.小球运动过程中电势能随时间的变化关系为
第Ⅱ卷(非选择题 共89分)
8.如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两过程中
A.导体框中产生的感应电流方向相同
B.导体框中产生的焦耳热相同
C.导体框ad边两端电势差相同
D.通过导体框截面的电量相同
7.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔,以表彰他们发现“巨磁电阻(GMR)效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的磁电技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用。下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,当闭合S1、S2后使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,下列说法中正确的是
A.滑片P向左滑动的过程中,电磁铁的磁性减弱
B.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻可用来制作磁电传感器
6.如图甲是录音机的录音电路原理图,乙是研究自感现象的实验电路图,丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁是电容式话筒的电路原理图,下列说法正确的是
A.甲图中录音机录音时,由于话筒的声电转换,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路开关断开瞬间,灯泡会突然闪亮一下,并在开关处产生电火花
C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化
D.丁图电路中,根据电磁感应的原理,声波的振动会在电路中产生变化的电流
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