資源簡(jiǎn)介

模塊綜合試卷（一）
（滿分：100分）　
一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）
1.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（　　　　）
A.變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
C.電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播
D.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播
2.（2023·清遠(yuǎn)市高二期末）如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將（　　　　）
A.向下偏轉(zhuǎn) B.向上偏轉(zhuǎn)
C.向紙外偏轉(zhuǎn) D.向紙里偏轉(zhuǎn)
3.如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1（左）勻速運(yùn)動(dòng)到位置2（右），則（　　　　）
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左
4.（2023·深圳市高二期末）如圖所示，平行板中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，平行板外有固定的光滑絕緣軌道。帶電小球P從a點(diǎn)由靜止滑下，過(guò)c點(diǎn)后恰能在板間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使P從b點(diǎn)由靜止下滑，則（　　　?。?br/>A.P一定帶負(fù)電
B.在平行板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中P仍能做直線運(yùn)動(dòng)
C.在平行板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中P的電勢(shì)能不斷增大
D.P進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力增大
5.如圖所示是一個(gè)充電電路裝置，圖甲和圖乙是其發(fā)電機(jī)的兩個(gè)截面示意圖。推動(dòng)手柄使線圈a沿軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按如圖丙所示的正弦規(guī)律變化。線圈a連接一原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器，其輸出端接充電設(shè)備。線圈a及導(dǎo)線的電阻不計(jì)。則（　　　?。?br/>A.變壓器輸出電流的頻率為10 Hz
B.充電電路兩端的電壓有效值為5 V
C.其他條件不變，僅增大線圈a往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率，充電電路兩端的電壓最大值不變
D.其他條件不變，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，變壓器輸入功率可能不同
6.如圖甲所示，MN、PQ是水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上下邊界，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)。一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框（L>2a）從磁場(chǎng)上方下落，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上下兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，則線框從磁場(chǎng)穿出過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像可能是（　　　?。?br/>A 　 　　　B 　 　　C　　 　　D
7.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形abc內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫(huà)出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。abc的中心O處有一粒子源，能夠沿abc平面向任意方向發(fā)射速率為的粒子，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為（　　　?。?br/>A. B. C. D.
二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）
8.如圖所示，帶電粒子（不計(jì)重力）在以下四種器件中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（　　　　）
A.甲圖中從左側(cè)射入的帶正電粒子，若速度滿足v>，將向上極板偏轉(zhuǎn)
B.乙圖中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，A極板電勢(shì)低于B極板電勢(shì)
C.丙圖中通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流越大，電子的運(yùn)動(dòng)徑跡半徑越小
D.丁圖中只要增大加速電壓，粒子就能獲得更大的動(dòng)能
9.（2023·廣州市第一中學(xué)高二期中）如圖甲所示，某同學(xué)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強(qiáng)磁鐵從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖像，t2時(shí)刻電流為0，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（　　　?。?br/>A.在t2時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為0
B.在t1到t2時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵的加速度大于重力加速度
C.強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈的過(guò)程中，受到線圈的作用力先向上后向下
D.在t1到t3的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量大于其動(dòng)能的增加量
10.如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率恒為20 kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10，電流表的示數(shù)為1 A，輸電線的總電阻為10 Ω，下列說(shuō)法正確的是（　　　?。?br/>A.將滑動(dòng)觸頭P下移，用戶獲得的電壓將減小
B.采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流
C.用戶獲得的功率為19 kW
D.升壓變壓器的輸出電壓U2=1 000 V
三、非選擇題（本題共5小題，共54分。）
11.（8分）（2023·清遠(yuǎn)市高二期末）小華同學(xué)正在進(jìn)行“探究法拉第電磁感應(yīng)定律”的實(shí)驗(yàn)。
（1）（4分）已將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、靈敏電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示部分連接，要把電路連接完整且正確，則N連接到接線柱　　　　（選填“a”“b”或“c”），M連接到接線柱　　　?。ㄟx填“a”“b”或“c”）。
（2）（2分）正確連接電路后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)探究，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右勻速滑動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷　　　　。
A.滑動(dòng)變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)
B.線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)
C.滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速向左滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針靜止在中央
（3）（2分）實(shí)驗(yàn)中小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，第一次靈敏電流計(jì)的指針擺動(dòng)的幅度比第二次指針擺動(dòng)的幅度大，原因是線圈中第一次的　　　　　　　　　　?。ㄟx填“磁通量”“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）比第二次的大。
12.（10分）電控調(diào)光玻璃能根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在電動(dòng)勢(shì)為9 V的電源上，電源內(nèi)阻不計(jì)，光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化關(guān)系如表所示：
光強(qiáng)E/cd 1 2 3 4 5
電阻值/Ω 18 9 6 3.6
［“光強(qiáng)”表示光強(qiáng)弱程度的物理量，符號(hào)為E，單位為坎德拉（cd）］
（1）（3分）當(dāng)光強(qiáng)為4坎德拉（cd）時(shí)光敏電阻Rx的大小為　　　　Ω。
（2）（3分）其原理是光照增強(qiáng)，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電動(dòng)勢(shì)不變，R0是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是　　　　（填序號(hào)）。
（3）（4分）符合（2）中要求的電路中，現(xiàn)已知定值電阻R0為12 Ω，用電壓表測(cè)得光敏電阻兩端的電壓為3 V，則此時(shí)光照強(qiáng)度為　　　　 cd。
13.（10分）如圖所示為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線圈abcd，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從圖示位置開(kāi)始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q。已知線圈的bc邊與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為R。求：
（1）（4分）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；
（2）（2分）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值；
（3）（4分）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。
14.（12分）（2023·廣州市高二期末）某科技館中有一裝置如圖甲所示，乘客乘坐滑板車從某一高度俯沖下來(lái)，以尋求刺激，但是速度太快存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)者利用磁場(chǎng)來(lái)減速，其工作原理如圖乙所示。在滑板車下面安裝電阻不計(jì)的ab、cd導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌中間安裝5根等距離分布的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻均為R，間距為h。距離斜面底端5h的A處下方，存在寬度為h、方向垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓滑板車從距離磁場(chǎng)上邊緣h處由靜止滑下，導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)后滑板車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，斜面與水平面夾角為37°，假設(shè)所有軌道均光滑，重力加速度為g，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：
（1）（7分）滑板車的質(zhì)量m；
（2）（5分）滑板車穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒bc上產(chǎn)生的熱量Q。
15.（14分）（2023·深圳市高二期末）如圖所示，區(qū)域PP'M'M內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×103 V/m，寬度d=0.05 m，長(zhǎng)度L=0.40 m。區(qū)域MM'N'N內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.5×10-2 T，磁場(chǎng)長(zhǎng)度L=0.40 m，磁場(chǎng)寬度足夠。比荷=1×108 C/kg的帶正電的粒子以水平速度v0從P點(diǎn)射入電場(chǎng)。邊界MM'不影響粒子的運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力。
（1）（4分）若v0=2×105 m/s，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)距P點(diǎn)的水平距離；
（2）（2分）要使帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，求v0的大小需要滿足的條件；
（3）（8分）若粒子只進(jìn)入磁場(chǎng)一次就恰好垂直P(pán)'N'邊界射出，求v0的大小。
答案精析
1.B?。劬鶆蜃兓碾妶?chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)B正確；電磁波可以在真空中傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同，等于光速，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］
2.A?。塾砂才喽▌t可知，示波管下方環(huán)形電流的磁場(chǎng)在環(huán)形電流外側(cè)的磁感線方向垂直紙面向里，電子束由左向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向下，則電子束向下偏轉(zhuǎn)，選A。］
3.D　［根據(jù)楞次定律“增反減同”可知導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)“來(lái)拒去留”可知導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)受到了水平向左的安培力，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到了水平向左的安培力，故C錯(cuò)誤，D正確。］
4.C?。蹘щ娦∏騊從a點(diǎn)由靜止滑下，過(guò)c點(diǎn)后恰能在板間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)。若小球帶負(fù)電，則小球在金屬板間受力為豎直向下的重力、電場(chǎng)力與洛倫茲力，不可能受力平衡；若小球帶正電，則小球在金屬板間受力為豎直向下的重力、豎直向上電場(chǎng)力與洛倫茲力，有可能受力平衡，A錯(cuò)誤；由小球受力平衡有mg=qE+qvB，
P從b點(diǎn)由靜止下滑，下滑至c點(diǎn)的速度相比于從a點(diǎn)下滑時(shí)小，所受洛倫茲力減小，而重力與電場(chǎng)力大小方向均不變，所以不能受力平衡，也不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤；
由洛倫茲力減小，所以小球所受合力方向豎直向下，小球?qū)⑾蛳缕D(zhuǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，C正確。］
5.D　［根據(jù)題圖丙可知，輸出電流的頻率f= Hz=5 Hz，A錯(cuò)誤；原線圈兩端電壓的有效值U1= V= V，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系有=，解得充電電路兩端電壓有效值U2= V，B錯(cuò)誤；其他條件不變，僅增大線圈a往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率時(shí)，根據(jù)E=n可知，穿過(guò)線圈a的磁通量的變化率增大，線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，則原線圈兩端電壓的最大值增大，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系，充電電路兩端的電壓最大值增大，C錯(cuò)誤；其他條件不變時(shí)，可知變壓器原、副線圈兩端電壓的有效值均一定，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，通過(guò)設(shè)備的額定電流可能不同，則變壓器輸出功率可能不同，而輸出功率決定輸入功率，即其他條件不變，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，變壓器輸入功率可能不同，D正確。］
6.B　［由題意可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像如題圖乙所示，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，由于L>2a，當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，因穿過(guò)線框的磁通量不變，則沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框只受重力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)，線框速度增加，當(dāng)出磁場(chǎng)時(shí)，速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，出磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流大于進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流，導(dǎo)致出磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力大于重力，則線框做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，BiL-mg=ma，i=，則線框做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，電流逐漸減小，若在線框完全穿出磁場(chǎng)前感應(yīng)電流減小到i0，則以后保持i0不再變化，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。］
7.C?。奂僭O(shè)粒子帶正電，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑滿足qv0B=m，解得r=L，則當(dāng)軌跡如圖所示，即粒子水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由幾何關(guān)系可知，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中的周期為T(mén)==，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為t=T=，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。］
8.ABC?。垲}圖甲中帶正電的粒子從左側(cè)射入疊加場(chǎng)中時(shí)，受向下的電場(chǎng)力和向上的洛倫茲力，當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)，帶電粒子會(huì)沿直線射出，當(dāng)速度v>，即洛倫茲力大于電場(chǎng)力時(shí)，粒子將向上極板偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確；題圖乙中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，受到洛倫茲力作用，由左手定則可知，正離子向B極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向A極板偏轉(zhuǎn)，因此A極板帶負(fù)電，B極板帶正電，A極板電勢(shì)低，選項(xiàng)B正確；題圖丙中通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流越大，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，電子的運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力，則有evB=m，可得R=，可知，當(dāng)電子的速度一定時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，電子的運(yùn)動(dòng)徑跡半徑越小，選項(xiàng)C正確；題圖丁中，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)半徑等于D形盒半徑時(shí)具有最大速度，即vm=，粒子的最大動(dòng)能Ekm=，由此可知最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］
9.AD　［t2時(shí)刻電流為0，說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，由E=n 可知穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為0，故A正確；由“來(lái)拒去留”可知在t1到t2時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵受到線圈向上的作用力F，且初始階段有F小于重力，由a=可知初始階段強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度，故B錯(cuò)誤；由“來(lái)拒去留”可知強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈的過(guò)程中，受到線圈的作用力始終向上，故C錯(cuò)誤；在t1到t3的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量和線圈產(chǎn)生的內(nèi)能，故D正確。］
10.ABC　［將P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)變多，即n3變大，對(duì)于理想變壓器，有=，化簡(jiǎn)得U4=，所以降壓變壓器的輸出電壓將減小，即用戶獲得的電壓將減小，故A正確；當(dāng)輸電功率不變時(shí)，增加升壓變壓器的輸入電壓，電流會(huì)減小，對(duì)于理想變壓器，有=，可知輸電線的電流會(huì)減小，所以采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故B正確；由電流互感器可得，輸電線的電流為I2=10I'=10×1 A=10 A，由題意可知，升壓變壓器的輸出功率為20 kW，則可得升壓變壓器的輸出電壓為U2==2 000 V，由題意及以上選項(xiàng)分析可得，輸電線損耗的功率為ΔP=r=102×10 W=1 000 W，則用戶獲得的功率為P4=P3=P2-ΔP=19 kW，故C正確，D錯(cuò)誤。］
11.（1）a　c?。?）B?。?）磁通量的變化率
解析　（1）將靈敏電流計(jì)與線圈B串聯(lián)成一個(gè)回路，所以N連接a。將電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈A串聯(lián)成一個(gè)回路，注意滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線柱，所以M連接c。
（2）由題意可知，當(dāng)P向右勻速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的電流應(yīng)越來(lái)越小，則其磁場(chǎng)減小，磁通量減少，此時(shí)線圈B中產(chǎn)生了電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，故可知當(dāng)B中的磁通量減小時(shí)，指針指向右偏。滑動(dòng)變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)時(shí)，線圈B中磁通量減小，故指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)鐵芯拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，線圈A中磁通量減小，故線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，故B正確；滑片勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈A中也會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流使指針偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤。
（3）在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化率與匝數(shù)的乘積等于電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，所以第一次靈敏電流計(jì)的指針擺動(dòng)的幅度比第二次的大，原因是線圈中第一次的磁通量的變化率比第二次的大。
12.（1）4.5?。?）C?。?）3
解析?。?）由表格數(shù)據(jù)可知，光敏電阻Rx與光強(qiáng)E的乘積均為18 Ω·cd不變，則當(dāng)E=4 cd時(shí)，光敏電阻的阻值Rx= Ω=4.5 Ω。
（2）由題意可知，光敏電阻Rx與定值電阻R0串聯(lián)連接，光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻Rx阻值減小，電路中的總電阻減小，由歐姆定律可知，電路中的電流增大，由U=IR可知，R0兩端的電壓增大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分壓之和，所以Rx兩端的電壓減小，反之光照減弱時(shí)，光敏電阻Rx阻值增大，R0兩端的電壓減小，Rx兩端的電壓增大，則玻璃并聯(lián)在R0兩端時(shí)不符合，玻璃并聯(lián)在Rx兩端時(shí)符合，故A錯(cuò)誤，C正確；若玻璃與電源的連接方式如選項(xiàng)B、D，光照變化時(shí)，玻璃兩端的電壓不變，故B、D錯(cuò)誤。
（3）當(dāng)R0=12 Ω，光敏電阻兩端的電壓Ux=3 V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，R0兩端的電壓U0=U-Ux=9 V-3 V=6 V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電路中的電流I==，解得Rx'=6 Ω，此時(shí)光強(qiáng)E=3 cd。
13.（1）　（2）?。?）
解析?。?）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為E=BL2ω
線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間t=T=
所以熱量Q=t=
解得ω=
（2）線圈從題圖所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值：e=BL2ωsin
解得e=
（3）線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量大小為ΔΦ=BL2
所用的時(shí)間為t1=
線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值
==。
14.（1）　（2）
解析?。?）導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)前，根據(jù)動(dòng)能定理有
mghsin 37°=m
導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)后滑板車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有
BI1L=mgsin 37°
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1=BLv0
感應(yīng)電流I1=
解得m=
（2）滑板車穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中能量守恒
mg×5hsin 37°=Q總
分析穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程，每一根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量相等，占總熱量的五分之一，則導(dǎo)體棒bc上產(chǎn)生的熱量
Q=，Q=。
15.（1）0.2 m　（2）v0<4×105 m/s　（3）3.6×105 m/s或1.6×105 m/s
解析　（1）粒子從P點(diǎn)水平射入電場(chǎng)后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得a==1×1011 m/s2
豎直方向由位移公式可得d=at2
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)x=v0t
可得t=1×10-6 s，x=0.2 m
故粒子射出電場(chǎng)時(shí)距P點(diǎn)的水平距離為0.2 m。
（2）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移應(yīng)滿足x=v0t即要使帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，水平位移需小于0.4 m，可得v0<4×105 m/s
（3）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，垂直邊界MM'的速度vy=at
設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與邊界MM'之間的夾角為α，則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v==
在磁場(chǎng)中由牛頓第二定律可得
qvB=m
得R=
①粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后，垂直邊界M'N'從磁場(chǎng)射出，如圖甲，
需滿足
x1+Rsin α=L
聯(lián)立解得v01t+=L
得v01=3.6×105 m/s
②粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后，最終垂直邊界P'M'從電場(chǎng)射出，如圖乙，需滿足2（x2+Rsin α）=L
即有2（v02t+）=L
得v02=1.6×105 m/s。(共53張PPT)
模塊綜合試卷(一)
一、單項(xiàng)選擇題
1.關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法中正確的是
A.變化的電場(chǎng)一定在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
B.麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的
存在
C.電磁波和機(jī)械波都依賴于介質(zhì)才能傳播
D.各種頻率的電磁波在真空中以不同的速度傳播
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均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)B正確；
電磁波可以在真空中傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同，等于光速，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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2.(2023·清遠(yuǎn)市高二期末)如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將
A.向下偏轉(zhuǎn) B.向上偏轉(zhuǎn)
C.向紙外偏轉(zhuǎn) D.向紙里偏轉(zhuǎn)
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由安培定則可知，示波管下方環(huán)形電流的磁場(chǎng)在環(huán)形電流外側(cè)的磁感線方向垂直紙面向里，電子束由左向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向下，則電子束向下偏轉(zhuǎn)，選A。
3.如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)，則
A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a
B.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
C.導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左
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根據(jù)楞次定律“增反減同”可知導(dǎo)線框進(jìn)入
磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，導(dǎo)
線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d
→a，故A、B錯(cuò)誤；
根據(jù)“來(lái)拒去留”可知導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)受到了水平向左的安培力，導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到了水平向左的安培力，故C錯(cuò)誤，D正確。
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4.(2023·深圳市高二期末)如圖所示，平行板中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，平行板外有固定的光滑絕緣軌道。帶電小球P從a點(diǎn)由靜止滑下，過(guò)c點(diǎn)后恰能在板間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使P從b點(diǎn)由靜止下滑，則
A.P一定帶負(fù)電
B.在平行板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中P仍能做直線運(yùn)動(dòng)
C.在平行板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中P的電勢(shì)能不斷增大
D.P進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力增大
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帶電小球P從a點(diǎn)由靜止滑下，過(guò)c點(diǎn)后恰能在板
間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)。若小球帶負(fù)電，則
小球在金屬板間受力為豎直向下的重力、電場(chǎng)
力與洛倫茲力，不可能受力平衡；若小球帶正
電，則小球在金屬板間受力為豎直向下的重力、豎直向上電場(chǎng)力與洛倫茲力，有可能受力平衡，A錯(cuò)誤；
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由小球受力平衡有mg=qE+qvB，
P從b點(diǎn)由靜止下滑，下滑至c點(diǎn)的速度相比于從
a點(diǎn)下滑時(shí)小，所受洛倫茲力減小，而重力與電
場(chǎng)力大小方向均不變，所以不能受力平衡，也
不能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤；
由洛倫茲力減小，所以小球所受合力方向豎直向下，小球?qū)⑾蛳缕D(zhuǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，C正確。
5.如圖所示是一個(gè)充電電路裝置，圖甲和圖乙是其發(fā)電機(jī)的兩個(gè)截面示意圖。推動(dòng)手柄使線圈a沿軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按如圖丙所示的正弦規(guī)律變化。線圈a連接一原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器，其輸出端接充電設(shè)備。線圈a及導(dǎo)線的電阻不計(jì)。則
A.變壓器輸出電流的頻率為10 Hz
B.充電電路兩端的電壓有效值為5 V
C.其他條件不變，僅增大線圈a往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻
率，充電電路兩端的電壓最大值不變
D.其他條件不變，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，
變壓器輸入功率可能不同
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根據(jù)題圖丙可知，輸出電流的頻率f= Hz=5 Hz，A錯(cuò)誤；
原線圈兩端電壓的有效值U1= V= V，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系有=，解得充電電路兩端電壓有效值U2= V，B錯(cuò)誤；
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其他條件不變，僅增大線圈a往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率時(shí)，根據(jù)E=n可知，穿過(guò)線圈a的磁通量的變化率增大，線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大，則原線圈兩端電壓的最大值增大，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系，充電電路兩端的電壓最大值增大，C錯(cuò)誤；
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其他條件不變時(shí)，可知變壓器原、副線圈兩端電壓的有效值均一定，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，通過(guò)設(shè)備的額定電流可能不同，則變壓器輸出功率可能不同，而輸出功率決定輸入功率，即其他條件不變，對(duì)不同規(guī)格的充電設(shè)備充電，變壓器輸入功率可能不同，D正確。
6.如圖甲所示，MN、PQ是水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上下邊界，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)。一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框(L>2a)從磁場(chǎng)上方下落，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中上下兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行。線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化
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的圖像如圖乙所示，則線框從磁場(chǎng)穿出過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像可能是
√
由題意可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像如題圖乙所示，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)，由于L>2a，當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，因穿過(guò)線框的磁通量不變，則沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線框只受重力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)，線框速度增加，當(dāng)出磁場(chǎng)時(shí)，速度大于進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，出磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流大于進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電流，導(dǎo)致出磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力大于重力，則線框做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛
頓第二定律，BiL-mg=ma，i=，則線框做加速度減小的
減速運(yùn)動(dòng)，電流逐漸減小，若在線框完全穿出磁場(chǎng)前感應(yīng)電流減小到i0，則以后保持i0不再變化，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
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7.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形abc內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫(huà)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。abc的中心O處有一粒子源，能夠沿abc平面
向任意方向發(fā)射速率為的粒子，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不
計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為
A. B.
C. D.
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假設(shè)粒子帶正電，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，粒子
運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑滿足qv0B=m，解得r=L，則當(dāng)
軌跡如圖所示，即粒子水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由幾
何關(guān)系可知，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中的周期為T(mén)=
=，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為t=T=，故A、B、D錯(cuò)誤，
C正確。
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二、多項(xiàng)選擇題
8.如圖所示，帶電粒子(不計(jì)重力)在以下四種器件中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是
A.甲圖中從左側(cè)射入的帶正電粒子，若速度
滿足v>，將向上極板偏轉(zhuǎn)
B.乙圖中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，A
極板電勢(shì)低于B極板電勢(shì)
C.丙圖中通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流越大，電子的
運(yùn)動(dòng)徑跡半徑越小
D.丁圖中只要增大加速電壓，粒子就能獲得更大的動(dòng)能
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題圖甲中帶正電的粒子從左側(cè)射入疊加場(chǎng)中
時(shí)，受向下的電場(chǎng)力和向上的洛倫茲力，當(dāng)
兩個(gè)力平衡時(shí)，帶電粒子會(huì)沿直線射出，當(dāng)
速度v>，即洛倫茲力大于電場(chǎng)力時(shí)，粒子將向上極板偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A
正確；
題圖乙中等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，受到洛倫茲力作用，由左手定則可知，正離子向B極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向A極板偏轉(zhuǎn)，因此A極板帶負(fù)電，B極板帶正電，A極板電勢(shì)低，選項(xiàng)B正確；
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題圖丙中通過(guò)勵(lì)磁線圈的電流越大，線圈產(chǎn)
生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，電子的運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供
向心力，則有evB=m，可得R=，可知，
當(dāng)電子的速度一定時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，電子的運(yùn)動(dòng)徑跡半徑越小，選項(xiàng)C正確；
題圖丁中，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)半徑等于D形盒半徑時(shí)具有最大速度，即vm=
，粒子的最大動(dòng)能Ekm=，由此可知最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，
選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
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9.(2023·廣州市第一中學(xué)高二期中)如圖甲所示，某同學(xué)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強(qiáng)磁鐵從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖像，t2時(shí)刻電流為0，如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是
A.在t2時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為0
B.在t1到t2時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵的加速度大于重力
加速度
C.強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈的過(guò)程中，受到線圈的作用力先向上后向下
D.在t1到t3的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量大于其動(dòng)能的增加量
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t2時(shí)刻電流為0，說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，由
E=n 可知穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為
0，故A正確；
由“來(lái)拒去留”可知在t1到t2時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵受到線圈向上的作用力F，且初始階段有F小于重力，由a=可知初始階段強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度，故B錯(cuò)誤；
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由“來(lái)拒去留”可知強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線圈的過(guò)
程中，受到線圈的作用力始終向上，故C
錯(cuò)誤；
在t1到t3的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量和線圈產(chǎn)生的內(nèi)能，故D正確。
10.如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率恒為20 kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10，電流表的示數(shù)為1 A，輸電線的總電阻為10 Ω，下列說(shuō)法正確的是
A.將滑動(dòng)觸頭P下移，用戶獲得的電壓將減小
B.采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流
C.用戶獲得的功率為19 kW
D.升壓變壓器的輸出電壓U2=1 000 V
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√
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將P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)變多，
即n3變大，對(duì)于理想變壓器，有=，化
簡(jiǎn)得U4=，所以降壓變壓器的輸出電壓
將減小，即用戶獲得的電壓將減小，故A正確；
當(dāng)輸電功率不變時(shí)，增加升壓變壓器的輸入電壓，電流會(huì)減小，對(duì)
于理想變壓器，有=，可知輸電線的電流會(huì)減小，所以采用高壓
輸電可以減小輸電線中的電流，故B正確；
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由電流互感器可得，輸電線的電流為I2=10I'
=10×1 A=10 A，由題意可知，升壓變壓器
的輸出功率為20 kW，則可得升壓變壓器的
輸出電壓為U2==2 000 V，由題意及以上選
項(xiàng)分析可得，輸電線損耗的功率為ΔP=r=102×10 W=1 000 W，則用戶獲得的功率為P4=P3=P2-ΔP=19 kW，故C正確，D錯(cuò)誤。
三、非選擇題
11.(2023·清遠(yuǎn)市高二期末)小華同學(xué)正在進(jìn)行“探究法拉第電磁感應(yīng)定律”的實(shí)驗(yàn)。
(1)已將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、靈敏電流計(jì)及開(kāi)關(guān)按如圖所示部分連接，要把電路連接完整且正確，則N連接到接線柱
　　(選填“a”“b”或“c”)，M連接到接線柱　　(選填“a”“b”或“c”)。
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a
c
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將靈敏電流計(jì)與線圈B串聯(lián)成一個(gè)回路，所以N連接a。將電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、線圈A串聯(lián)成一個(gè)回路，注意滑動(dòng)變阻器接一上一下兩個(gè)接線柱，所以M連接c。
(2)正確連接電路后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)探究，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右勻速滑動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷　 　。
A.滑動(dòng)變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)
的指針向左偏轉(zhuǎn)
B.線圈A中的鐵芯向上拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，都能引起
靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)
C.滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速向左滑動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針靜止在中央
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B
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由題意可知，當(dāng)P向右勻速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的電流應(yīng)越來(lái)越小，則其磁場(chǎng)減小，磁通量減少，此時(shí)線圈B中產(chǎn)生了電流使指針向右偏轉(zhuǎn)，故可知當(dāng)B中的磁通量減小時(shí)，指針指向右偏?；瑒?dòng)
變阻器的滑片P向右加速滑動(dòng)時(shí)，線圈B中磁通量減小，故指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；
當(dāng)鐵芯拔出或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，線圈A中磁通量減小，故線圈B中磁通量減小，指針向右偏轉(zhuǎn)，故B正確；
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滑片勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈A中也會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈B中產(chǎn)生了感應(yīng)電流使指針偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤。
(3)實(shí)驗(yàn)中小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)在兩次電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，第一次靈敏電流計(jì)的指針擺動(dòng)的幅度比第二次指針擺動(dòng)的幅度大，原因是線圈中第一次的__________
　　　(選填“磁通量”“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”)比第二次的大。
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磁通量的
變化率
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，磁通量的變化率與匝數(shù)的乘積等于電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流越大，所以第一次靈敏電流計(jì)的指針擺動(dòng)的幅度比第二次的大，原因是線圈中第一次的磁通量的變化率比第二次的大。
12.電控調(diào)光玻璃能根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)玻璃的透明度，將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在電動(dòng)勢(shì)為9 V的電源上，電源內(nèi)阻不計(jì)，光敏電阻阻值隨光強(qiáng)變化關(guān)系如表所示：
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光強(qiáng)E/cd 1 2 3 4 5
電阻值/Ω 18 9 6 3.6
[“光強(qiáng)”表示光強(qiáng)弱程度的物理量，符號(hào)為E，單位為坎德拉(cd)]
(1)當(dāng)光強(qiáng)為4坎德拉(cd)時(shí)光敏電阻Rx的大小為　　　Ω。
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由表格數(shù)據(jù)可知，光敏電阻Rx與光強(qiáng)E的乘積均為18 Ω·cd不變，則當(dāng)E=4 cd時(shí)，光敏電阻的阻值Rx= Ω=4.5 Ω。
(2)其原理是光照增強(qiáng)，光敏電阻Rx阻值變小，施加于玻璃兩端的電壓降低，玻璃透明度下降，反之則玻璃透明度上升。若電源電動(dòng)勢(shì)不變，R0是定值電阻，則下列電路圖中符合要求的是　　　(填序號(hào))。
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C
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由題意可知，光敏電阻Rx與定值電阻R0串聯(lián)連接，光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻Rx阻值減小，電路中的總電阻減小，由歐姆定律可知，電路中的電流增大，由U=IR可知，R0兩端的電壓增大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分壓之和，所以Rx兩端的電壓減小，反之光照減弱時(shí)，光敏電阻Rx阻值增大，R0兩端的電壓減小，Rx兩端的電壓增大，則玻璃并聯(lián)在R0兩端時(shí)不符合，玻璃并聯(lián)在Rx兩端時(shí)符合，故A錯(cuò)誤，C正確；
若玻璃與電源的連接方式如選項(xiàng)B、D，光照變化時(shí)，玻璃兩端的電壓不變，故B、D錯(cuò)誤。
(3)符合(2)中要求的電路中，現(xiàn)已知定值電阻R0為12 Ω，用電壓表測(cè)得光敏電阻兩端的電壓為3 V，則此時(shí)光照強(qiáng)度為　 　 cd。
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當(dāng)R0=12 Ω，光敏電阻兩端的電壓Ux=3 V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，R0兩端的電壓U0=U-Ux=9 V-3 V=6 V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電路中的電流I==，解得Rx'=6 Ω，此時(shí)光強(qiáng)E=3 cd。
13.如圖所示為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線圈abcd，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從圖示位置開(kāi)始以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q。已知線圈的bc邊與磁場(chǎng)方向垂直，線圈電阻為R。求：
(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；
答案　　
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線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為E=BL2ω
線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)一周所用的時(shí)間
t=T=
所以熱量Q=t=
解得ω=
(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的
瞬時(shí)值；
答案　　
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線圈從題圖所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值：e=BL2ωsin
解得e=
(3)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。
答案　
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線圈從題圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，線圈內(nèi)磁通量的變化量大小為ΔΦ=BL2
所用的時(shí)間為t1=
線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值==。
14.(2023·廣州市高二期末)某科技館中有一裝置如圖甲所示，乘客乘坐滑板車從某一高度俯沖下來(lái)，以尋求刺激，但是速度太快存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)者利用磁場(chǎng)來(lái)減速，其工作原理如圖乙所示。在滑板車下面安裝電阻不計(jì)的ab、cd導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌中間安裝5根等距離分布的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻均為R，間距為h。距離斜面底端5h的A處下方，存在寬度為h、方向垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓滑板車從距離磁場(chǎng)上邊緣h處由靜止滑下，導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)后滑板車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，斜面與水平面夾角為37°，假設(shè)所有軌道均光
滑，重力加速度為g，sin 37°=0.6，cos 37°
=0.8。求：
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(1)滑板車的質(zhì)量m；
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答案　　
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導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)前，根據(jù)動(dòng)能定理有mghsin 37°=m
導(dǎo)體棒bc進(jìn)入磁場(chǎng)后滑板車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
則有BI1L=mgsin 37°
感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1=BLv0
感應(yīng)電流I1=
解得m=
(2)滑板車穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒bc上產(chǎn)生的熱量Q。
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滑板車穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中能量守恒mg×5hsin 37°=Q總
分析穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程，每一根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量相等，占總熱量的五分之一，則導(dǎo)體棒bc上產(chǎn)生的熱量
Q=
Q=。
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15.(2023·深圳市高二期末)如圖所示，區(qū)域PP'M'M
內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×103 V/m，
寬度d=0.05 m，長(zhǎng)度L=0.40 m。區(qū)域MM'N'N內(nèi)有垂
直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.5×
10-2 T，磁場(chǎng)長(zhǎng)度L=0.40 m，磁場(chǎng)寬度足夠。比荷=1×108 C/kg的帶正電的粒子以水平速度v0從P點(diǎn)射入電場(chǎng)。邊界MM'不影響粒子的運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力。
(1)若v0=2×105 m/s，求粒子射出電場(chǎng)時(shí)距P點(diǎn)的水平距離；
答案　0.2 m　
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粒子從P點(diǎn)水平射入電場(chǎng)后，做類平拋運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得
a==1×1011 m/s2
豎直方向由位移公式可得d=at2
水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
x=v0t
可得t=1×10-6 s，x=0.2 m
故粒子射出電場(chǎng)時(shí)距P點(diǎn)的水平距離為0.2 m。
(2)要使帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，求v0的大小需要
滿足的條件；
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答案　v0<4×105 m/s　
粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移應(yīng)滿足
x=v0t即要使帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，水平位移需小于0.4 m，可得v0<4×105 m/s
(3)若粒子只進(jìn)入磁場(chǎng)一次就恰好垂直P(pán)'N'邊界射出，求v0的大小。
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答案　3.6×105 m/s或1.6×105 m/s
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粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，垂直邊界MM'的速度
vy=at
設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度與邊界MM'之間的夾角為α，則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度
v==
在磁場(chǎng)中由牛頓第二定律可得
qvB=m
得R=
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①粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后，垂直邊界M'N'從磁場(chǎng)射出，如圖甲，需滿足
x1+Rsin α=L
聯(lián)立解得
v01t+=L
得v01=3.6×105 m/s
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②粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后，最終垂直邊界P'M'從電場(chǎng)射出，如圖乙，需滿足
2(x2+Rsin α)=L
即有2(v02t+)=L
得v02=1.6×105 m/s。

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