“電磁學”綜合練習題
2008-12-31 00:00:00任會常
物理教學探討 2008年10期
一、選擇題
1．對于庫侖定律，下列說法正確的是
A．凡計算兩個點電荷間的作用力，就可以使用公式
B．兩個帶電小球即使距離非常近，也能用庫侖定律
C．相互作用的兩個點電荷，不論它們的電荷量是否相同，它們之間的庫侖力大小一定相等
D．兩個點電荷的電量各減為原來的一半，它們之間的距離保持不變，則它們之間的庫侖力減為原來的一半
2．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖1所示的是一種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力F作用于可動膜
片電極上時，以下說法中正確的是
A．若F向上壓膜片電極，電路中有從a到b的電流
B．若F向上壓膜片電極，電路中有從b到a的電流
C．若F向上壓膜片電極，電路中不會出現電流
D．若電流表有示數，則說明壓力F發生變化
3．一臺直流電動機額定電壓為100V，正常工作時電流為20A，線圈內阻為0.5Ω，那么在1min內
A．電動機線圈產生的熱量為1.2×105J
B．電動機消耗的電能為1.2×105J
C．電動機的機械功率不大于1.8×103W
D．電源輸入給電動機的功率為2.0kW
4．如圖2，電源內阻不能忽略，電流表和電壓表為理想電表，下列說法正確的是
A．若R1斷路，表的讀數均減小
B．若R2斷路，表的讀數均減小
C．若R3斷路，電流表讀數為0，電壓表讀數變大
D．若R4斷路，表的讀數均變大
5．圖3為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡。室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子
A．一定帶負電
B．可能帶負電也可能帶正電
C．可能是從上而下穿過該鉛板
D．一定是從下而上穿過該鉛板
6．研究表明，地球磁場對鴿子辨別方向起到重要作用，鴿子體內的電阻大約為1000Ω，當它在地球磁場中展翅飛行時，兩翅會切割磁感線產生感應電動勢，這樣，鴿子體內靈敏的感受器即可根據感應電動勢的大小來判別其飛行方向。若磁場的大小為5×10-5T，當鴿子以20m/s速度飛翔時，兩面翅膀間的感應電動勢約為
A．50mVB．5mV
C．0.5mV D．0.05V
7．關于電磁波的下列說法中正確的是
A．電磁波是電磁場在空間的傳播
B．只要有變化的電場，就一定存在電磁波
C．頻率越高的電磁波的傳播速度越大
D．電磁波是一種橫波
8．一個正弦式交流電壓的最大值是311V，用它對阻值是110Ω的用電器供電，則電路中與用電器串聯的電流表、與用電器并聯的電壓表的示數正確的是
A．電壓表的示數是311V
B．電壓表的示數是220V
C．電流表的示數是2A
D．電流表的示數是1.41A
9．空間存在一勻強磁場B，其方向垂直紙面向里，另有一個點電荷+Q的電場，如圖4所示，一帶電粒子 q以初速度v0從某處垂直電場、磁場入射，初位置到點電荷的距離為r，則粒子在電、磁場中的運動軌跡可能為
A．以點電荷+Q為圓心，以r為半徑的在紙面內的圓周
B．開始階段在紙面內向右偏的曲線
C．開始階段在紙面內向左偏的曲線
D．沿初速度v0方向的直線
10．圖5為理想變壓器，原線圈為n1匝，副線圈cd為n2匝，ef為n3匝(n2≠n3)，下列說法正確的是
A．將d與e相連，以cf為輸出端，輸出電壓最大
B．將d與f相連，以ce為輸出端，輸出電壓最大
C．將c與f相連，以de為輸出端，輸出電壓最小，比任何一只副線圈單獨輸出電壓都小
D．將d與e相連，以cf為輸出端，輸出電壓不一定比單個副線圈的輸出電壓大
11．一重力不計的帶電粒子以初速度v0(v0 A．一定是W1=W2 B．一定是W1>W2 C．一定是W1 D．可能是W1>W2，也可能是W1 12．如圖7所示，虛線范圍內有垂直于紙面向外的勻強磁場，寬度為L。一個邊長也為L的正方形閉合導線框在豎直面內，下底邊恰好位于磁場上邊界。將導線框由靜止釋放后開始做加速運動；當其下底邊到達磁場下邊界時，導線框剛好開始做勻速運動，直到導線框完全離開磁場。關于以上兩個階段中的能量轉化情況，下列說法正確的是 A．第一階段導線框重力勢能的減少量等于其動能的增加量 B．第一階段導線框機械能的減少量大于導線框內產生的電熱 C．第一階段導線框內產生的電熱小于第二階段導線框內產生的電熱 D．第一階段導線框機械能的減少量大于第二階段導線框機械能的減少量 二、填空題 13．如圖8所示，一絕緣細圓環半徑為r，其環面固定在水平面上，場強為E的勻強電場與圓環平面平行，環上穿有一電荷量為+q、質量為m的小球，可沿圓環做無摩擦的圓周運動，若小球經A點時速度vA的方向恰與電場垂直，且圓環與小球間沿水平方向無力的作用，則速度vA=_______。當小球運動到與A點對稱的B點時，小球對圓環在水平方向的作用力NB=_______。 14．如圖9所示，三個電阻R1、R2、R3的阻值相同，允許消耗的最大功率分別為10W、10W和4W，這個電路允許消耗的最大功率是_____W。 15．如圖10所示，甲為在10℃左右的環境中工作的某自動恒溫箱原理圖，箱內的電阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖10乙所示，當a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發熱，使箱內溫度提高；當Uab>0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱。則恒溫箱內的溫度大約恒定在___℃。 16．一理想變壓器，原線圈匝數n1=1100匝，接在220V的交流電源上。當它對11只并聯的“36V，60W”燈泡供電時，燈泡正常發光。由此可知該變壓器副線圈的匝數n2=______，通過原線圈的電流I1=______A。 三、實驗題 17．金屬的電阻率會隨著溫度的升高而增大。某同學通過做實驗研究一個小燈泡燈絲的伏安特性。下表是他在實驗時獲得的通過燈泡的電流I和燈泡兩端電壓U的一系列數據。 I/A00.080.140.180.230.310.360.390.420.440.460.49 U/V00.380.690.901.151.602.152.503.053.604.155.15 這位同學在實驗過程中選用的是下列器材中的（填字母）______________________。 A．直流電源 B．0～30Ω的滑動變阻器 C．電壓表（0～15V，內阻約15kΩ） D．電壓表（0～3V，內阻約3kΩ） E．電流表（0～0.6A，內阻約0.1Ω） F．電流表（0～3A，內阻約0.01Ω） G．開關 H．導線 實驗時他應選用圖11所示電路的____________。 四、計算題 18．如圖12所示是電飯煲的電路圖，S1是一個限溫開關，手動閉合，當此開關的溫度達到103℃時會自動斷開；S2是一個自動溫控開關，當溫度低于60℃時會自動閉合，溫度高于80℃時會自動斷開，紅燈是加熱狀態時的指示燈，它在保溫狀態下是不亮的，黃燈是保溫狀態下的指示燈。限流電阻R1=R2=500Ω，加熱電阻絲R3=50Ω，兩燈的電阻不計。 （1）根據電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫的過程）。 （2）簡要回答，如果不閉合開關S1，電飯煲能將飯煮熟嗎？ （3）計算加熱和保溫兩種狀態下，電飯煲的消耗功率之比。 19．如圖13，半徑為R=10cm的圓形勻強磁場，區域邊界跟y軸相切于坐標原點O，磁感應強度B = 0.332T，方向垂直紙面向里，在O處有一放射源S，可沿紙面向各個方向射出速率均為v=3.2×106m/s的α粒子，已知α粒子質量為m=6.64×10-27kg，電荷量q=3.2×10-19C。 (1)畫出α粒子通過磁場空間做圓周運動的圓心點的連線形狀； (2)求出α粒子通過磁場的最大偏向角； 20．鐵路運行管理系統為測量火車運行的速度和加速度，可采用如圖14甲所示的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀（圖中未畫出）組成。當列車經過線圈上方時，線圈中的電流被記錄下來，就能知道列車所在位置及速度、加速度情況。如圖14，磁體的磁感強度B=0.004T，且全部集中在虛線范圍內，線圈寬度與磁場寬度相同，線圈匝數n=5，長L=0.2m，電阻R=0.4Ω（包括引出線電阻），記錄下的電流--位移圖線如圖14乙所示。 （1）試計算列車在離O（原點）30m、130m處列車的速度v1和v2的大小。 （2）設列車作勻變速直線運動，求列車的加速度大小。 21．電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成。起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導電環。導電環所用材料單位長度的電阻為R0=0.125πΩ·m-1，從中心向外第n個同心圓環的半徑為rn= (2n-1)r1（n=1，2，3，…7），已知r1=1.0cm。當電磁爐開啟后，能產生垂直于鍋底方向的變化磁場，若已知該磁場的磁感應強度B的變化率為ΔBΔt=1002πsinωt，求： ⑴半徑為r1的導電圓環中感應電流的最大值是多少？ ⑵假設導電圓環產生的熱全部以波長為1.0×10-6m的紅外線光子輻射出來，那么半徑為r1的導電圓環上每分鐘輻射出的光子數是多少？ ⑶若不計其它損失，所有導電圓環釋放的總功率P是多大？ （以上計算中可取π2=10，h=6.6×10-34J·s） “電磁學”綜合練習題參考答案 1．C 2．BD 3．BCD4．CD 5．D 6．C7．AD 8．BC9．ABC10．A11．B 12．C 13．Eqr/m，6Eq 14．1515．25 16．180，3 17．ABCEGH；B 18．（1）電飯煲煮飯時，接上電源，S2自動閉合，同時把手動開關S1閉合，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態。加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合，繼續加熱，待水燒干后，溫度升高到103℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態，由于電飯煲散熱，待溫度下降到60℃時，S2自動閉合，電飯煲又處于加熱狀態，待加熱到80℃時，又自動斷開，電飯煲再次處于保溫狀態。 （2）不能，因為這種情況下只能加溫到80℃。 （3）12∶1 19．（1）R＝mv／Bq代入數據后得α粒子的軌道半徑R=0.2m，由此可知α粒子通過磁場空間作勻速圓周運動的圓心軌跡應是以原點為圓心，位于x軸上方半徑r=0.2m的一個半圓。 （2）欲使α粒子通過磁場的偏向角最大，應使粒子經過磁場區域的圓弧線所夾的弦最長，顯然直徑OA就是最長的弦，此時 注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
