1、电学 3 大题型押题练（二）1.多选 如图所示，电路中电源的电动势为 E，内阻为 r， C 为静电计，一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合开关 S，电路稳定后，悬线与竖直方向夹角为 且小球处于平衡状态，则 ( )A静电计的指针发生了偏转B若将 A 极板向左平移稍许，电容器的电容将增大C若将 A 极板向下平移稍许，静电计指针的偏角将减小D保持开关 S 闭合，使滑动变阻器滑片向左移动， 不变，轻轻将细线剪断，小球将做直线运动解析：选 AD 静电计是用来测量电容器板间电压的，电路稳定后，静电计指针偏转的角度表示电容器板间电压的高低，选项 A 正确；将 A 极板向左平移稍许，板间距离增大，由 C 知
2、，电容减小，选项 B 错误；将 A 极板向下平移稍许，板间正对面积 S 减小，rS4kd由 C 知，电容减小，但板间电压不变，静电计指针的偏角将不变，选项 C 错误；电rS4kd路中没有电流，调节滑动变阻器不能影响电容器板间电压的大小，小球的平衡状态不变， 不变，轻轻将细线剪断，小球将做匀加速直线运动，选项 D 正确。2.如图所示，两根间距 L0.4 m 的平行金属导轨水平放置，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度 B T。导轨右端接有一理想变压器，变压器的2原、副线圈匝数比为 21，电表均为理想电表，一根导体棒ab 置于导轨上，导体棒电阻不计且始终与导轨良好接触。
3、若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ 和 MN 之间运动，其速度与时间的关系为 v10sin 10t(m/s)，电阻 R10 ，则下列判断正确的是( )A导体棒产生的感应电动势的瞬时值为 e4 sin 5t(V)2B交流电压表示数为 2 V，交流电流表示数为 0.2 A2C电阻 R 在 1 分钟内产生的热量为 24 JD若在 R 两端再并接一相同电阻 R，则电压表示数将增大为原来的 2 倍解析：选 C 导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eBLv4 sin 10t(V)，A2错；感应电动势的有效值为 U 4 V ，由变压比知交流电压表示数为 U2 V，B 错；Um2电阻 R 在 1 分钟内产生
4、的热量为 Q t24 J，C 对；电压表示数由原线圈两端电压及U 2R匝数比决定，D 错。3.如图所示为有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度方向垂直纸面向里、大小均为 B0.5 T，两边界间距离 s0.1 m，一边长L0.2 m 的正方形线框 abcd 由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻 R0.4 。现使线框以 v2 m/s 的速度从位置匀速运动到位置，则选项图中能正确反映整个过程中线框 a、b 两点间的电势差 Uab随时间 t 变化的图线是( )解析：选 A 在 0510 2 s 内，ab 切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，由楞次定律判断知感应电流沿顺时针方向，则 a 点的电势高于 b 点的
5、电势，U ab为正，Uab E BLv 0.50.22 V1510 2 V；在 5102 1010 2 s 内，cd 进入磁34 34 34场后，cd 和 ab 都切割磁感线，都产生感应电动势，线框中感应电流为零，由右手定则判断可知，a 点的电势高于 b 点的电势，U ab为正，U abE BLv0.50.22 V2010 2 V；在 10102 1510 2 s 内，ab 穿出磁场后，只有 cd 切割磁感线，由右手定则知，a 点电势高于b 点电势，U ab为正，U ab E BLv 0.50.22 V510 2 V，故整个过程中线框14 14 14a、b 两点间的电势差 Uab随时间 t 变
6、化的图线如图 A 所示，故 A 正确。4利用以下器材设计一个能同时测量电源的电动势、内阻和一个未知电阻 Rx阻值的实验电路。A待测电源 E(电动势略小于 6 V，内阻不足 1 )B电压表 V1(量程 6 V，内阻约 6 k)C电压表 V2(量程 3 V，内阻约 3 k)D电流表 A(量程 0.6 A，内阻约 0.5 )E未知电阻 Rx(约 5 )F滑动变阻器(最大阻值 20 )G开关和导线(1)在图中的虚线框内画出完整的实验原理图。(2)实验中开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表 V1 的示数分别为 U1、U 1时，电压表 V2 两次的示数之差为 U2，电流表 A 两次的示数分别为 I、
7、I。由此可求出未知电阻 Rx的阻值为 _，电源的电动势 E_，内阻r_(用题目中给定的字母表示 )。解析：(1)要测量电源的电动势和内阻应采用串联接法，由于电压表 V1已经接入，故将滑动变阻器与未知电阻和电流表串联接入即可；为了测量未知电阻的阻值，应将 V2并联在未知电阻的两端测量电压，电路图如图所示。(2)电压表 V2两次的示数之差为 U2，电流表 A 两次的示数分别为 I、I，因 Rx为定值电阻，根据欧姆定律可知，R x ；根据闭合电路欧姆定律可知：UI | U2I I |U1E Ir，U 1EI r ，联立解得：E ，r 。I U1 IU1I I U1 U1I I答案：(1)见解析图 (
8、2) |U2I I | I U1 IU1I I U1 U1I I5.如图所示，有一平行板电容器左边缘在 y 轴上，L 板与x 轴重合，两极板间匀强电场的场强为 E。一电量为 q、质量为m 的带电粒子，从 O 点与 x 轴成 角斜向上射入极板间，粒子经过 K 板边缘 a 点平行于 x 轴飞出电容器，立即进入一磁感应强度为 B 的圆形磁场区域(磁场分布在电容器的右侧且未画出) ，随后从 c 点垂直穿过 x 轴离开磁场。已知粒子在 O 点的初速度大小为v ，acO 45 ，cos ，磁场方向垂直于坐标平面向外，磁场与电容器不重合，3EB 33带电粒子重力不计，求：(1)K 板所带电荷的电性；(2)粒
9、子经过 c 点时的速度大小；(3)圆形磁场区域的最小面积。解析：(1)粒子由 a 到 c，运动轨迹向下偏转，根据左手定则判断，可知粒子带正电。粒子在电场中做类斜抛运动，根据粒子做曲线运动的条件可知，粒子所受电场力垂直于两极板向下，正电荷受到的电场力与电场方向相同，故电场方向垂直于两极板向下，K 板带正电，L 板带负电。(2)粒子由 O 到 a 做类斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，到达 a 点平行于 x 轴飞出电容器，即竖直方向分速度减为零，a 点速度等于初速度的水平分量，出电场后粒子在磁场外做匀速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，速度大小始终不变，故粒子经过 c 点时的速度大小与经过 a 点时的速度大小相等。由上可知粒子经过 c 点时的速度大小vcv a vcos 。3Ecos B EB(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图中实线弧所示，a、c 为两个切点。洛伦兹力提供向心力 qvcBmvc2R可得轨迹半径 RmEqB2粒子飞出电容器立即进入圆形磁场，且磁场与电容器不重合，圆形磁场必与电容器右边界 ab 切于 a 点，还需保证 c 点也在磁场中，当圆形磁场与 bc 切于 c 点时磁场面积最小，由几何关系易知此时磁场半径与轨迹半径相等。磁场最小面积 SR 2 。m2E2q2B4答案：(1)正电 (2) (3)EB m2E2q2B4
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