1、1(七)选择题快速练六 电学(3)1.(多选)如图所示,MON 是固定的光滑绝缘直角杆,MO 沿水平方向,NO 沿竖直方向,A、B 为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球,用一指向竖直杆的水平力 F 作用在 A 球上,使两球均处于静止状态。现将 A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A、B 两小球可以重新平衡。则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是( )A.A、B 两小球间的库仑力变大B.A、B 两小球间的库仑力变小C.A 球对 MO 杆的压力变大D.A 球对 MO 杆的压力肯定不变2.如图所示,在圆形空间区域内存在关于直径 ab 对称、方向相反的两个匀强磁场,两磁场的磁感应强
2、度大小相等,一金属导线制成的圆环大小刚好可与磁场边界重合,现从图示位置开始,下列说法中正确的是( )A.若使圆环向右平动穿出磁场区域,感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B.若使圆环竖直向上平动穿出磁场区域,感应电流始终沿逆时针方向C.若圆环以 ab 为轴转动,a 点的电势始终高于 b 点的电势D.若圆环以 ab 为轴转动,b 点的电势始终高于 a 点的电势3.如图所示,在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈 ABCD,AB 边与磁场垂直,MN 边始终与金属滑环 K 相连,PQ边始终与金属滑环 L 相连;金属滑环 L、交流电流表 A、定值电阻 R、金属滑环 K 通过导线串联。使矩形线圈以恒定角速度绕过
3、 BC、AD 中点的轴旋转。下列说法中正确的是( )2A.交流电流表 A 的示数随时间按余弦规律变化B.线圈转动的角速度越大,交流电流表 A 的示数越小C.线圈平面与磁场平行时,流经定值电阻 R 的电流最大D.线圈平面与磁场垂直时,流经定值电阻 R 的电流最大4.(多选)如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场 E,M 点与 N 点在同一电场线上。两个完全相同的带电粒子,分别以初速度 v1、v 2垂直于电场线进入电场(轨迹位于竖直平面内),两粒子恰好能相遇于 P点,重力不计。在此过程中,下列说法正确的是( )A.两粒子到达 P 点的速度大小可能相等B.电场力对两粒子做功一定不相同C.两粒子到达
4、 P 点时的电势能都比进入电场时大D.两粒子到达 P 点所需时间一定不相等5.(多选)如图所示,电流表 A1(03 A)和 A2(00.6 A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关 S,调节滑动变阻器,下列说法中正确的是( )A.A1、A 2的读数之比为 11B.A1、A 2的读数之比为 51C.A1、A 2的指针偏转角度之比为 11D.A1、A 2的指针偏转角度之比为 156.(多选)如图甲所示,质量 m=3.010-3 kg 的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中,“”形框的水平细杆 CD 长 l=0.20 m,处于磁感应强度大小 B1=1.0 T、方向水
5、平向右的匀强磁场中。有一匝数 n=300、面积 S=0.01 m2的线圈通过开关 K 与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度 B2随时间 t 变化的关系如图乙所示。t=0.22 s 时闭合开关 K 的瞬间细3框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度 h=0.20 m。不计空气阻力,重力加速度 g=10 m/s2,下列说法正确的是( )A.00.10 s 内线圈中的感应电动势大小为 3 VB.开关 K 闭合瞬间,CD 中的电流方向由 C 到 DC.磁感应强度 B2的方向竖直向下D.开关 K 闭合瞬间,通过细杆 CD 的电荷量为 0.03 C7.
6、(多选)如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成,若静电分析器通道中心线的半径为 R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为 E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外,一质量为 m、电荷量为 q 的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由 P 点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的 Q 点,不计粒子重力,下列说法中正确的是( )A.极板 M 比极板 N 电势高B.加速电场的电压 U=ERC.直径 PQ=2B qmERD.若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点,则该群粒子具有相同的比荷8.(多选)如
7、图所示,图 a 中变压器为理想变压器,其原线圈接在 u=12 sin 100t(V)的交流电源上,2副线圈与阻值为 R1=2 的电阻接成闭合电路,电流表为理想电流表。图 b 中为阻值 R2=32 的电阻直接接到 u=12 sin 100t(V)的交流电源上,结果电阻 R1与 R2消耗的电功率相等,则( )2A.通过电阻 R1的交变电流的频率为 0.02 HzB.电阻 R1消耗的电功率为 4.5 W4C.电流表的示数为 6 AD.变压器原、副线圈匝数比为 415答案精解精析1.BD A、B 间的连线与竖直方向的夹角减小,对 B 分析,库仑力在竖直方向的分力与重力等大反向,因此A、B 两小球间的库
8、仑力减小,选项 A 错误,B 正确;由整体法可知,A 对 MO 杆的压力等于 A、B 的重力之和,故选项 C 错误,D 正确。2.A 若圆环向右平动,穿过圆环的磁通量先是向里增加,后是向里减少,由楞次定律及安培定则知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向,选项 A 正确;若圆环竖直向上平动,由于穿过圆环的磁通量始终为零,未发生变化,所以圆环中无感应电流产生,选项 B 错误;若圆环以 ab 为轴转动,在 090内,由右手定则知 b 点的电势高于 a 点的电势,在 90180内,由右手定则知 a 点的电势高于 b 点的电势,以后a、b 两点电势按此规律周期性变化,选项 C、D 错误。3.C 交流电流
9、表测量的是交流电的有效值,线圈的角速度恒定,电流表示数不随时间而变化,故 A 错误。由交流电动势最大值 Em=NBS 可知, 越大,E m越大,有效值 E= Em越大,交流电流表 A 的示数越大,故22B 错误。当线圈平面与磁场平行时,AB 边与 CD 边垂直切割磁感线,感应电动势最大,感应电流最大,故 C正确,D 错误。4.ABD 两粒子进入电场后竖直方向匀速运动,水平方向匀加速运动,且加速度相同。因为两粒子水平方向的位移不同,所以电场力做功一定不同,两粒子达到 P 点所需时间也不相等,故 B、D 正确;电场力对两粒子都做正功,电势能减少,故 C 错误;竖直方向上,y=v 1t1=v2t2,
10、由数学知识可得,当 y=at1t2时,= ,即两粒子到达 P 点的速度大小相等,故 A 正确。(at1)2+v21 (at2)2+v225.BC 图中 A1、A 2并联,两端电压相等,又因 A1、A 2是由两个相同的电流计改装而成,所以 A1、A 2的指针偏转角度相同,即偏转角度之比为 11,再结合其量程可知 A1、A 2的读数之比为 51,B、C 正确。6.BD 由法拉第电磁感应定律知,00.10 s 内线圈中的感应电动势大小为 E=n =nS =3000.01 t B2 tV=30 V,选项 A 错误;t=0.22 s 时闭合开关 K 的瞬间细框跳起,由左手定则知 CD 中的电流方向由 C
11、1.00.10到 D,选项 B 正确;由 CD 中的电流方向和楞次定律及安培定则知磁感应强度 B2的方向竖直向上,选项 C错误;开关 K 闭合瞬间(细框跳起瞬间安培力远大于重力),由动量定理有 Ft=p=mv-0,而 v= =2 2ghm/s,安培力 F=B1Il,Ft=B 1Ilt=mv,故通过细杆 CD 的电荷量 q=It= = C=0.03 C,选mvB1l3.010-321.00.20项 D 正确。7.AD 由左手定则可知,粒子带正电,而粒子在 M、N 间被加速,所以 M 板的电势高于 N 板,A 正确;根据电场力提供向心力,则有 qE=m ,又粒子在加速电场中运动,有 qU= mv2
12、,从而解得 U= ,B 错误;根据洛伦兹v2R 12 ER26力提供向心力,有 qvB=m ,结合上式可知,PQ=2r= ,若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在v2r 2ERB mq胶片上同一点说明运动的直径相同,由于磁感应强度、电场强度与静电分析器的半径不变,则该群粒子具有相同的比荷,C 错误,D 正确。8.BD 由交变电流瞬时值表达式 u=12 sin 100t(V)可知,该交流电源的频率为 f=50 Hz,周期为20.02 s,由于变压器不改变交变电流的频率,所以通过电阻 R1的交变电流的频率为 50 Hz,选项 A 错误。由题图 b 可知,R 2=32 的电阻两端电压的有效值为 U=12 V,电阻 R2消耗的电功率为 P2= =4.5 W,根据U2R2题述,电阻 R1与 R2消耗的电功率相等,可知电阻 R1消耗的电功率为 P1=P2=4.5 W,选项 B 正确。由 P1=I2R1,解得电流表的示数为 I=1.5 A,选项 C 错误。变压器副线圈两端电压 U2=IR1=3 V,变压器原、副线圈匝数比为 n1n 2=UU 2=41,选项 D 正确。
