电磁学阶段综合测试卷

电磁学阶段综合测试卷电磁学阶段综合测试卷 (时间：45 分钟，满分：100 分) 一、单项选择题(每小题 4 分，共 20 分) 第 1 题图 1．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度飞入 a、b 两个 带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示，则() A．a 一定带正电，b 一定带负电 B．a 的速度将减小，b 的速度将增加 C．a 的加速度增加，b 的加速度减小 D．a 的电势能减小，b 的电势能增加 2．如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度 增强而减小．当开关 S 闭合且没有光照射时，电容器 C 不带电．当用强光照射 R4且电路稳 定时，则与无光照射时比较() 第 2 题图 A．电容器 C 的上极板带正电 B．电容器 C 的下极板带正电 C．通过 R4的电流变小，电源的路端电压增大 D．通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变小 3．如图所示，“∠”区域POQ 存在垂直纸面向外的匀强磁场，相同的甲、乙两带正电 的粒子垂直 OP 射入磁场，它们的入射点到O 点距离分别为 d1、d2，轨迹都与 OQ 边相切， 下列说法错误的是() 第 3 题图 A．甲、乙的半径之比 R1∶R2＝d1∶d2 B．甲、乙在磁场中运动时间相等 2 C．甲、乙的向心加速度之比an1∶an2＝d2 1∶d2 2 D．甲、乙的动能之比 Ek1∶Ek2＝d1∶d2 2 第 4 题图 4．如图所示，两个相同的的环形导线圈A、B 垂直放置，圆心均在O 点．现在两导线圈 上通以相同的电流 I，已知导线圈 A 中的电流在圆心 O 处产生的磁场磁感应强度大小为 B， 则下列说法中正确的是() A．若两导线圈固定，则两电流在圆心处产生的磁场磁感应强度为0 B．若两导线圈固定，则两电流在圆心处产生的磁场磁感应强度为2B C．若导线圈 B 固定，导线圈 A 将沿过圆心的水平轴EF 转动 D．若导线圈 A 固定，导线圈 B 将沿过圆心的竖直轴 MN 转动 5．匝数为 50 匝的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B＝ 2 T 的水平匀强磁 10 场中， 线框面积 S＝0.5 m2， 线框电阻不计． 线框绕垂直于磁场的轴OO′ 以角速度 ω ＝100 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V，60 W”灯泡，且灯泡正 常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是() 第 5 题图 A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B．线框中产生电动势的有效值为250 2 V C．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22 D．允许变压器输出的最大功率为1 000 W 二、多项选择题(每小题 6 分，共 24 分) 6．如图(a)是用电流传感器 S1、S2(其电阻忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个 电阻的阻值均为 R，L 是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为 R，不计电源 内阻．图(b)是某同学画出的在 t0时刻开关 S 切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图 象．关于这些图象，下列说法中正确的是() (a) 甲乙丙丁 (b) 第 6 题图 A．甲是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器S1的电流随时间变化的情况 B．乙是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器S1的电流随时间变化的情况 C．丙是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器S2的电流随时间变化的情况 D．丁是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器S2的电流随时间变化的情况 7．(多选)利用霍尔效应测量磁感应强度的原理如图所示，元件中通以正x 方向的电流 I， 置于沿 z 轴方向的磁场中，其前、后表面垂直于z 轴，在元件上、下表面之间产生电势差U. 若磁感应强度 B＝B0＋kz(B0、k 均为常数)，由于沿 z 轴方向位置不同，电势差U 也不同，则 () 第 7 题图 A．若该元件的载流子是电子，则下表面电势高 B．电势差 U 越大，该处磁感应强度B 越大 C．在某一位置处，电流I 越大，电势差 U 越大 D．k 越大，在 z 轴上两不同位置上测得的电势差U 的差值越大 8．如图所示，理想变压器M 原副线圈匝数之比 n1：n2＝ 10∶1，接线柱 a、b 接交变电压 u＝220 2sin100πt(V)．变压器右侧部分为一火警报警 系统，R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的火警传感器，R1为一定值电 阻．下列说法中正确的是() 第 8 题图 A．电压表示数为 22 V B．火警时，电压表的示数减小 C．火警时，电流表的示数减小 D．火警时，电流表的示数增大 第 9 题图 9．如图所示，虚线 MN 的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E， 磁感应强度大小为 B.一带电微粒自离 MN 为 h 的高处由静止下落，从 A 点进入场区，做了一 段匀速圆周运动，从 D 点射出．下列说法正确的是() E A．微粒做圆周运动的半径为B 2h g B．微粒从 A 点运动到 D 点的过程中，电势能先增大后减小 C．从 A 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C 最小 D．若微粒从 D 点离开场区到再次落回场区将沿DCA 返回 三、计算题(共 56 分) 10．(16 分)如图甲所示，一个匝数n＝100、阻值 R1＝10 Ω 的圆形金属线圈与阻值R2＝ 5 Ω 的电阻连接成闭合回路．线圈的半径r1＝40 cm，在线圈中半径r2＝20 cm 的圆形区域内 存在垂直线圈平面的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．试求： (1)t＝0.1 s 时，线圈两端的电压UAB； (2)在 0～0.4 s 的时间内，线圈上产生的热量Q； (3)在 0～0.4 s 的时间内，通过电阻R2上的电荷量 q. 甲乙 第 10 题图 11.(20 分)如图甲所示，宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为 L1、L2)，存在垂直纸面向里、 磁感应强度大小为 B0的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度 的大小未知，E＞0 表示电场方向竖直向上．t＝0 时，一质量为m、带＋q 的微粒从左边界上 的 N 点以水平速度垂直射入该区域， 沿直线 NM 运动一段距离后做完整的圆周运动， 再沿直 线 NM 运动．重力加速度为 g.上述 d、B0、m、q、g 为已知量．试求： (1)当微粒入射速度为 v1时能完成上述运动，求此时所加的电场强度E1和 E2的大小； B0qd (2)若微粒入射速度 v＝时能完成上述运动，求电场变化的周期T； 2m （2＋2π）m (3)若电场变化的周期 T＝，使微粒能完成上述运动并从M 点射出磁场，求 B0q 微粒进入磁场时的初速度v0范围． 甲乙 第 11 题图 12．(20 分)如图(a)所示，间距为 l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 θ 的斜面上．在 区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B 不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面 向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间 t 变化的规律如图(b)所示．t＝0 时刻在轨道 上端的金属细棒 ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒c