1、1(六)选择题快速练五 电学(2)1.在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段弯折成直角的金属导线 abc,ab=bc=L。导线中通有如图所示方向的电流,电流为 I,磁场的磁感应强度为 B。要使该段导线保持静止不动,应在点 b 加一外力 F 为( )A.2BIL,与 ab、bc 成 45角斜向上B.2BIL,与 ab、bc 成 45角斜向下C. BIL,与 ab、bc 成 45角斜向上2D. BIL,与 ab、bc 成 45角斜向下22.(多选)如图所示,利用电磁铁产生磁场,毫安表检测输入霍尔元件的电流,毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压。已知图中的霍尔元件是 P 型半导体,与金属导体不同,它内部形成
2、电流的“载流子”是空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子)。图中的 1、2、3、4 是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S 2闭合后,电流表 A 和电表 P、Q 都有明显示数,下列说法中正确的是( )A.电表 P 为毫伏表,电表 Q 为毫安表B.接线端 2 的电势高于接线端 4 的电势C.若调整电路,使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反,但大小不变,则毫伏表的示数将保持不变D.若适当减小 R1、增大 R2,则毫伏表示数一定增大3.(多选)如图所示电路中,L 为电感线圈,C 为电容器,当开关 S 由断开变为闭合时( )A.A 灯中无电流通过,不可能变亮B.A 灯中有电流通过,方向由 b
3、 到 aC.B 灯逐渐熄灭,c 点电势高于 d 点电势D.B 灯逐渐熄灭,c 点电势低于 d 点电势24.(多选)如图所示,A、B、C、D 为匀强电场中相邻的四个等势面,相邻等势面间距离为 5 cm。一个电子仅受电场力作用,垂直经过电势为零的等势面 D 时动能为 15 eV(电子伏特),到达等势面 A 时速度恰好为零。下列说法正确的是( )A.场强方向为从 A 指向 DB.匀强电场的场强为 100 V/mC.电子经过等势面 C 时,电势能大小为 5 eVD.电子在上述等势面间运动的时间之比为 1235.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为 n1n 2=221,原线圈接在电压有效值为
4、220 V 的正弦式交流电源上,副线圈连接理想交流电压表 V、理想交流电流表 A、理想二极管 D 和电容器 C。下列说法正确的是( )A.交流电压表的示数为 10 VB.电容器不断充电和放电,所带电荷量不断变化C.稳定后电流表的读数为零D.稳定后电容器两极板间的电势差始终为 10 V,且上极板带正电26.如图所示电路中,电流表 A 和电压表 V 均可视为理想电表。闭合开关 S 后,将滑动变阻器 R1的滑片向右移动,下列说法正确的是( )A.电流表 A 的示数变大B.电压表 V 的示数变大C.电容器 C 所带的电荷量减少D.电源的效率增加37.如图甲所示,两平行虚线间的区域内存在着有界匀强磁场,
5、有一较小的直角三角形线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行,现使此线框向右匀速穿过磁场区域,运动过程中始终保持速度方向与 ab 边垂直。规定线框中感应电流的方向逆时针为正,则图乙中可以定性表示线框在进出磁场的过程中感应电流随时间变化的规律的是( )甲乙8.(多选)如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板 a、b,相距为 d,ab 间的电场强度为 E,今有一带正电的粒子从 a 板下边缘以初速度 v0竖直向上射入电场,当它飞到 b 板时,速度大小不变,而方向变成水平方向,且刚好从高度也为 d 的狭缝穿过 b 板而进入 bc 区域,bc 区域的宽度也为 d,所加电场的场强大小为 E,方向竖直向上;
6、磁感应强度方向垂直纸面向里,磁感应强度大小等于 ,重力加速度为 g,则下列说Ev0法中正确的是( )A.粒子在 ab 区域中做匀变速运动,运动时间为v0gB.粒子在 bc 区域中做匀速圆周运动,圆周半径 r=dC.粒子在 bc 区域中做匀速直线运动,运动时间为dv04D.粒子在 ab、bc 区域中运动的总时间为( +6)d3v05答案精解精析1.C 通电金属导线 abc 的有效长度等效为线段 ac 的长度 L,由安培力公式得,金属导线 abc 在磁场2中所受安培力大小为 F 安 = BIL,根据左手定则知安培力的方向与 ac 垂直斜向下,故力 F 大小为 BIL,方2 2向与 ab、bc 成
7、45角斜向上,所以选项 A、B、D 错误,C 正确。2.BC 由题图可知,电表 P 串联在电源 E2的电路中,测量电流故它是毫安表,而电表 Q 连在 2、4 两端,测量霍尔电压,故它是毫伏表,选项 A 错误;霍尔元件的载流子是带正电的粒子,磁场方向向下,电流方向由1 到 3,由左手定则可知,带正电的粒子受到的洛伦兹力的方向指向接线端 2,即接线端 2 的电势高于接线端 4 的电势,选项 B 正确;当通过电磁铁和霍尔元件的电流方向与原来电流方向相反,但大小不变时,由左手定则可知粒子的偏转方向不变,故霍尔电压的大小及方向不变,即毫伏表的示数将保持不变,选项 C正确;若减小 R1,会让磁感应强度增大
8、,若增大 R2,会让电流 I 减小,粒子的定向移动速率 v 变小,但不能确定霍尔电压的变化情况,故毫伏表的示数不一定增大,选项 D 错误。3.BD 开关 S 由断开变为闭合时,电容器放电,所以 S 闭合瞬间 A 灯有从 b 到 a 的电流,故 A 错误,B 正确;S闭合瞬间,由于自感,L 中的电流会慢慢减小,所以 B 灯逐渐熄灭,由于线圈中的电流方向是从右向左,所以 c 点的电势低于 d 点的电势,故 C 错误,D 正确。4.BC 电子由 D 等势面到 A 等势面的过程,由动能定理有-eU DA=0-15 eV,解得 UDA=15 V,则 D A,场强方向为从 D 指向 A,选项 A 错误;匀
9、强电场的场强为 E= = V/m=100 V/m,选项 B 正确;由 E= 可UDAdDA 151510-2 UDCdDC知 UDC=5 V,由 D 到 C,电场力做负功,电子的电势能增加 E p=eUDC=5 eV,则电子经过等势面 C 时,电势能大小为 5 eV,选项 C 正确;通过电子的逆运动可知,电子在上述等势面间运动的时间之比为tDCt CBt BA=( - )( -1)1,选项 D 错误。3 2 25.ACD 由题意可知,副线圈两端电压的有效值即交流电压表的示数,为 10 V,选项 A 正确。由于二极管的单向导电性,电容器只能正向充电,不能放电,稳定后电流表的读数为零,稳定后电容器
10、两极板间的电势差始终为副线圈输出电压的最大值 10 V,上极板带正电,选项 B 错误,C、D 正确。26.D R 1的滑片向右移动,接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律 I= 知,干路ER+r中的电流减小,路端电压增大,R 3两端的电压减小,电压表 V 的示数变小,B 错误;并联部分的电压增大,电容器 C 所带的电荷量增加,C 错误;通过 R2的电流增大,所以通过 R1支路的电流减小,电流表 A 的示数变小,A 错误;电源的效率 = 100%,所以效率增加,D 正确。UIEI7.D 设c=,线框进入磁场过程中,由法拉第电磁感应定律知 E=Blv=Bv(xbc-x)tan ,
11、又因为x=vt,I= ,所以 I= ,回路中电阻一定,故选 D。ER Bvxbctan -Bv2ttanR68.AD 粒子在 ab 区域中竖直方向受到重力作用,水平方向受到电场力作用,由于都是恒力,故粒子做匀变速运动,由对称性可知 Eq=mg,在竖直方向 v0=gt1,则 t1= ,或 t1= = ,选项 A 正确;粒子在刚进入 bc 区v0g dv022dv0域时,受到向下的重力、向上的电场力和向上的洛伦兹力作用,由于 B= ,则 Bqv0=Eq=mg,由于重力和电场Ev0力平衡,故粒子做匀速圆周运动,半径为 r= = =2d,故选项 B、C 错误;由几何关系可知,粒子在 bc 区域mv0qBv20g运动的圆心角为 30,故所用时间 t2= = = ,所以粒子在 ab、bc 区域中运动的总时间为 t=t1+t2=lv0 62dv0 d3v0,选项 D 正确。( +6)d3v0
