宁夏银川九中2014-2015学年高二上学期期末物理试卷

宁夏银川九中2014-2015学年高二上学期期末物理试卷

一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分．1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题）

1．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )

A．电场强度的方向处处与等电势面垂直

B．电场强度为零的地方，电势也为零

C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低

D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向

2．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )

A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向a

C．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小

3．空间内有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的平面直角坐标系O﹣xy，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标（0，a），N点的坐标为（a，0），P点的坐标为（a ，）．已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为(

)

A．V B．

V C．

V D ．V

4．“神舟”七号飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平．飞船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板开路电压是800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )

A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V

5．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(

)

A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小

C．通过R2的电流变小D．电源内阻的电压变大

6．在磁场中某一点，已经测出一段0.5cm长的导线中通入0.01A电流时，受到的安培力为5.0×10﹣6N，则下列说法正确的是( )

A．该点磁感应强度大小一定是0.1T

B．该点磁感应强度大小一定不小于0.1T

C．该点磁感应强度大小一定不大于0.1T

D．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向

7．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )

A．B．

C．

D ．

8．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈L开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(

)

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

9．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是( )

A．安培发现了电流热效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

10．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么( )

A．当F向上压膜片电极时，电容将增大

B．当F向上压膜片电极时，电容将减小

C．若电流计有示数，则压力F发生变化

D．若电流计有示数，则压力F不发生变化

11．如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力．下列说法正确的有(

)

A．a、b均带正电

B．a在磁场中飞行的时间比b的短

C．a在磁场中飞行的路程比b的短

D．a在P上的落点与O点的距离比b的近

12．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈

)

c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(

A．向右做匀速运动B．向左做减速运动

C．向右做减速运动D．向右做加速运动

三、非选择题（本题共5小题，13题直接作答，14～18应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13．为确定某电子元件的电气特性，做如下测量．

（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择__________倍率的电阻档（填：“×10”或“×1k”），并__________，再进行测量，多用表的示数如图（a）所示，测量结果为__________Ω．

（2）将待测元件（额定电压9V）、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图（b）所示．添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性．

本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到__________档（填：“直流电压10V”或“直流电压50V”）．

14．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，“8V 16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=1Ω，求：

（1）路端电压；

（2）电源的总功率；

（3）电动机的输出功率．

15．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：

（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

16．如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G 点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀

强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．求

（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小．

（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向．

（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小．

17．如图（a）所示，一个500匝的线圈的两端跟R=99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图（b）所示．求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大．

宁夏银川九中2014-2015学年高二上学期期末物理试卷

一、选择题（本题共12个小题，每小题4分，共48分．1～8题为单项选择题，9～12题为多项选择题）

1．关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是( )

A．电场强度的方向处处与等电势面垂直

B．电场强度为零的地方，电势也为零

C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低

D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向

考点：电势；电场强度．

专题：电场力与电势的性质专题．

分析：电场强度与电势没有直接关系；电场强度的方向与等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向；根据这些知识进行解答．

解答：解：A、电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故A正确；

B、电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电场强度不一定为零，故B错误；

C、根据电势能E p=qφ可知，电势能与电场强度无直接关系，故C错误；

D、顺着电场线方向电势降低，故D正确．

故选：AD．

点评：明确电场强度与电势无直接关系，知道电场强度的方向是电势降低最快的方向，属于基础题．

2．在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则( )

A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向a C．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小

考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．

专题：电场力与电势的性质专题．

分析：根据电场线做功的正负可分析两点的电势关系，但不能判断场强的大小关系．也不能根据电势的变化，判断出场强的方向．电场力做功能量度电势能的转化，根据动能定理分析动能的变化．

解答：解：A、正电荷从a点移到b点，电场力做负功，由于电场力做功的正负与场强相对大小没有直接关系，故无法判断a、b两点电场强度大小，若是匀强电场，a、b两点电场强度相等，故A错误；

B、通过电场力做功无法判断电场线的方向，电荷运动时可能与电场有一定夹角，也可能沿着电场或者逆着电场等，故B错误；

C、移动正电荷从a点到b点，电场力做负功，电势能一定增大，因正电荷在电势高低电势能大，所以b点的电势一定比a点高．故C正确．

D、电场力做负功，如有重力等其他力做功，根据动能定理可知，该电荷的动能不一定减小，故D错误．

故选：C

点评：本题主要考察了描述电场的基本概念电势和电场强度，可结合电场线进行分析．掌握推论：正电荷在电势高低电势能大，很容易判断电势能与电势的关系．

3．空间内有一均匀强电场，在电场中建立如图所示的平面直角坐标系O﹣xy，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标（0，a），N点的坐标为（a，0），P点的坐标为（a ，）．已知电场方向平行于直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为(

)

A．

V B．

V C．

V D．

V

考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．

专题：电场力与电势的性质专题．

分析：将电场强度沿坐标轴方向正交分解，求出轴向的E的分量值，再选用U=Ed，求得电势差，得电势．

解答：解：根据题意已知电场方向平行于直线MN，点M的电势为0，点N的电势为1V，故

U NM=E ?a=1V ①

将电场强度沿着﹣x方向和+y方向正交分解，设合场强为E，则﹣x和+y方向的分量分别为：

E x =E，E y

= E ②

设P在x0y平面上的投影为P′点，投影点的坐标为：（a ，）

则U NP=U NP′=E y

?

==（由①②式得）

又因N点电势为1V，则P′电势为，即P 点电势为

则A C D错误，B正确

故选：B

点评：本题关键运用正交分解法，将电场沿着坐标轴方向正交分解，然后由U=Ed 求解．

4．“神舟”七号飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平．飞船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成．某电池板开路电压是800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )

A．0.10 V B．0.20 V C． 0.30 V D．0.40 V

考点：电源的电动势和内阻．

专题：恒定电流专题．

分析：由开路电路等于电源的电动势，求出电动势，由短路电流求出电源的内阻．再根据欧姆定律求出电流和路端电压．

解答：解：电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，则电动势E=800mV

由闭合电路欧姆定律得短路电流，

I短

=

则电源内阻r==Ω=20Ω

该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流，I==mA=20mA

故路端电压U=IR=400mV=0.4V，

故选：D

点评：对于电动势的概念要理解：电动势等于外电压和内电压之和，当外电路开路时，内电压为零，开路电路等于电源的电动势．

5．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理

)

想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则(

A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小

C．通过R2的电流变小D．电源内阻的电压变大

考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．

分析：由光敏电阻的性质可知电路中电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化；同时还可得出路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化，由功率公式即可得出灯泡功率的变化．

解答：解：A、光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，故A错误；

B、由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，故B正确；

C、因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大，故CD错误；

故选：B．

点评：闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质．

6．在磁场中某一点，已经测出一段0.5cm长的导线中通入0.01A电流时，受到的安培力为5.0×10﹣6N，则下列说法正确的是( )

A．该点磁感应强度大小一定是0.1T

B．该点磁感应强度大小一定不小于0.1T

C．该点磁感应强度大小一定不大于0.1T

D．该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向

考点：磁感应强度．

分析：当电流和磁场的方向垂直的时候，安培力最大，最大值为F=BIL，根据安培力的公式来计算磁感应强度的大小．

解答：解：因为导线受到的安培力F=BILsinα=5.0×10﹣6N，计算得：Bsinα=0.1T即

B=，所以B≥0.1T，故AC错误，B正确；

D、该点的磁感应强度的方向与导线所受的磁场力方向垂直，所以磁感应强度的方向一定不是导线所受的磁场力方向，故D错误；

故选：B

点评：本题是安培力的分析和计算问题．安培力大小的一般计算公式是F=BILsinα，α是导体与磁场的夹角，当B、I、L互相垂直的时候安培力最大为F=BIL．

7．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )

A．

B．

C．

D．

考点：磁场对电流的作用．

分析：通电导线在磁场中的受力方向判断，可由左手定则完成．

解答：解：A、图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故A错误

B、由左手定则判得，安培力的方向垂直纸面向里，故B错误

C、由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故C错误

D、由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故D正确

故选D

点评：本题考查了左手定则，要熟练应用左手定则判断安培力的方向．

8．物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈L开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S 的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(

)

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

考点：研究电磁感应现象．

专题：实验题．

分析：闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量发生变化，产生感应电流，从而受到安培力，会向上跳起．根据套环跳起的原理判断导致套环未动的原因．

解答：解：A、线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动．故A错误．

B、电源电压过高，在套环中产生的感应电流更大，更容易跳起．故B错误．

C、线圈匝数过多，在套环中产生的感应电流越大，套环更容易跳起．故C错误．

D、所用的套环材料是塑料，不可能产生感应电流，则不会受到安培力，不会跳起．故D正确．

故选：D．

点评：理解套环跳起的原因，即产生感应电流的效果阻碍引起感应电流磁通量的变化．

9．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是( )

A．安培发现了电流热效应的规律

B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果

考点：物理学史．

专题：常规题型．

分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

解答：解：A、焦耳发现了电流热效应的规律，故A错误；

B、库仑总结出了点电荷间相互作用的规律，故B正确；

C、奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故C错误；

D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果，故D正确；

故选：BD．

点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

10．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电

)

流计和电源串联成闭合电路，那么(

A．当F向上压膜片电极时，电容将增大

B．当F向上压膜片电极时，电容将减小

C．若电流计有示数，则压力F发生变化

D．若电流计有示数，则压力F不发生变化

考点：电容器的动态分析．

专题：电容器专题．

分析：根据电容器的电容与板间距离的关系判断当F向上压膜片电极时电容的变化．由题，电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，若电流计有示数，电容器在充电或放电，压力F一定发生变化．

解答：解：A、B、当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式C=得

到，电容器的电容将增大．故A正确，B错误．

C、D、当F变化时，电容变化，而板间电压不变，由Q=CU，故带电荷量Q发生变化，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数．反之，电流计有示数时，压力F 必发生变化．故C正确，D错误．

故选：AC．

点评：本题电容器动态变化分析问题，只要掌握电容的定义式和决定式就能正确解答．

11．如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场，最后打到屏P上．不计重力．下列说法正确的有(

)

A．a、b均带正电

B．a在磁场中飞行的时间比b的短

C．a在磁场中飞行的路程比b的短

D．a在P上的落点与O点的距离比b的近

考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．

专题：压轴题；带电粒子在磁场中的运动专题．

分析：带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，要熟练应用半径公式和周期公式进行求解．

解答：解：a、b粒子的运动轨迹如图所示：

粒子a、b都向下由左手定则可知，a、b均带正电，故A正确；

由r=可知，两粒子半径相等，根据上图中两粒子运动轨迹可知a粒子运动轨迹长度大于

b粒子运动轨迹长度，运动时间a在磁场中飞行的时间比b的长，故BC错误；

根据运动轨迹可知，在P上的落点与O点的距离a比b的近，故D正确．

故选：AD．

点评：带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．

12．如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈

)

c中将有感应电流产生且被螺线管吸引(

A．向右做匀速运动B．向左做减速运动

C．向右做减速运动D．向右做加速运动

考点：楞次定律．

专题：电磁感应与电路结合．

分析：导体棒ab在匀强磁场中沿导轨运动时，根据右手定则判断感应电流方向，感应电流通过螺线管时，由安培定则判断磁场方向，根据楞次定律判断线圈c中感应电流方向，再确定c是否被螺线管吸引．

解答：解：A、导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引．故A错误．

B、导体棒ab向左做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从b→a，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同，则线圈c被螺线管吸引．故B正确．

C、导体棒ab向右做减速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律得知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同，则线圈c被螺线管吸引．故C正确．

D、导体棒ab向右做加速运动时，根据右手定则判断得到，ab中产生的感应电流方向从a→b，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律得知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，与线圈中的电流的方向相同反，则线圈c被螺线管排斥．故C错误．

故选：BC．

点评：本题运用右手定则、安培定则和楞次定律按步就班进行分析的，也可以直接根据楞次定律进行判断：线圈c被螺线管吸引时，磁通量将要增大，说明原来的磁通量减小，导体棒必定做减速运动．

三、非选择题（本题共5小题，13题直接作答，14～18应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13．为确定某电子元件的电气特性，做如下测量．

（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择×10倍率的电阻档（填：“×10”或“×1k”），并欧姆调零，再进行测量，多用表的示数如图（a）所示，测量结果为70Ω．

（2）将待测元件（额定电压9V）、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图（b）所示．添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性．

本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到直流电压10V档（填：“直流电压10V”或“直流电压50V”）．

考点：描绘小电珠的伏安特性曲线．

专题：实验题；恒定电流专题．

分析：当欧姆表的指针指在中值电阻附近时读数较准，若指针偏角过大，说明电阻值较小，应选倍率小的欧姆档，注意每次选档后都必须重新调零；测定伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以滑动变阻器必须用分压式接法．

解答：解：（1）选用“×100”倍率的电阻档测量，发现多用表指针偏转过大，应选取×10倍率的电阻档，并需要重新欧姆调零后再测量，测量结果为R=7×10Ω=70Ω；

（2）因测量元件的伏安特性曲线，所以电流应从零调，故滑动变阻器应用分压式接法，电路如图；因电源电动势为9V，所以电压表应调到直流电压10V档．

故答案为：（1）×10，欧姆调零，70；

（2）如图，直流电压10V．

点评：应熟练掌握欧姆表的改装原理和读数方法，熟记要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式接法，此时应选全电阻小的变阻器．

14．如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，“8V 16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R0=1Ω，求：

（1）路端电压；

（2）电源的总功率；

（3）电动机的输出功率．

考点：电功、电功率．

专题：恒定电流专题．

分析：（1）路端电压等于灯泡两端的电压，灯泡正常发光，就等于灯泡的额定电压．（2）对内电路研究，由欧姆定律求出流过电源的电流，由P=EI求解电源的总功率．（3）电动机两端电压等于灯泡的额定电压，根据电源的电流和灯泡的电流求出电动机的电流，根据能量守恒求解电动机的输出功率．

解答：解：（1）灯泡正常发光，U=U额=8V

（2）U内=E﹣U=2V

由欧姆定律得流过电源的电流I==4A

电源的总功率P总=EI=10×4=40W．

（3）灯泡的电流I 灯==2A

电动机的电流I M=I﹣I灯=2A

电动机消耗的电功率P M=UI M=8×2=16W

电动机发热功率P热=I M2R0=22×1=4W

所以电动机的输出功率．P输出=P M﹣P热=16﹣4=12W

答：（1）路端电压为8V；

（2）电源的总功率为40W；

（3）电动机的输出功率为12W．

点评：对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．

15．水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：[Z+X+X+K]

（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；安培力．

专题：电磁感应中的力学问题．

分析：（1）作出受力分析图，根据共点力平衡，结合安培力大小公式、闭合电路欧姆定律求出支持力和摩擦力的大小．

（2）当ab棒所受的安培力竖直向上时，支持力为零时，B的大小最小，根据共点力平衡求出B的大小，根据左手定则判断B的方向．

解答：解：从b向a看其受力如图所示．

（1）水平方向：f=F A sinθ…①

竖直方向：N+F A cosθ=mg…②

又F A

=BIL=B L…③

联立①②③得：N=mg ﹣，f=．

（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知所受安培力竖直向上，

则有F A=mg

解得：B min =，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

答：（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力分别为N=mg ﹣，f=．

（2）B 的大小至少为，此时B的方向水平向右．

点评：本题考查共点力平衡与安培力知识的综合，将立体图转化为平面图是解决本题的关键．

16．如图为质谱仪的原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右．已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G 点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场．带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点．可测量出G、H间的距离为l．带电粒子的重力可忽略不计．求

（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小．

（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小和方向．

（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小．

考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．

专题：带电粒子在磁场中的运动专题．

分析：（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，根据动能定理可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小；

（2）带电的粒子在速度选择器中做匀速直线运动，说明粒子受力平衡，根据粒子的受力状态可以求得速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小；

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据粒子在磁场中运动的半径公式可以求得偏转磁场的磁感应强度B2的大小．

解答：解：（1）粒子在电场中运动只有电场力做功，

根据动能定理可得，

qU=mv2

可以求得粒子从加速电场射出时速度v的大小v为，

v=；

（2）粒子在速度选择器中受力平衡，

所以qE=qvB1，

所以磁感应强度B1的大小为

B1==E，

根据左手定则可知，磁感强度B1的方向垂直纸面向外；

（3）粒子垂直进入磁场，做圆周运动，半径的大小为L，

所以qvB2=m

即

L=，

所以B2=．

答：（1）粒子从加速电场射出时速度ν的大小；

（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感强度B1的大小E和方向向外．

（3）偏转磁场的磁感强度B2的大小．

点评：粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动，根据不同阶段的运动的特点来分类解决．

17．如图（a）所示，一个500匝的线圈的两端跟R=99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图（b）所示．求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大．

考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．

专题：电磁感应——功能问题．

分析：由图象b的斜率读出磁感应强度B 的变化率，由法拉第电磁感应定律可求得线

圈中的感应电动势．由闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小．

解答：解：由图b知：感感应强度B均匀增加，其变化率不变，为：

=T/s=10T/s

由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为：

E=n =n S=500×10×20×10﹣4V=10V

由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为：

I==A=0.1A

答：磁场变化过程中通过电阻R的电流为0.1A．

点评：本题是感生电动势类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式E=n，再结合闭合电路欧姆定律进行求解．

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gpl4.html