2024北京高考冲刺物理大刷题之常考电磁学部分（三）

这是一份2024北京高考冲刺物理大刷题之常考电磁学部分（三），共17页。试卷主要包含了5A，28 A等内容，欢迎下载使用。

(2020高二下·北京期末) 两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流，两电热器的实际电功率之比P甲∶P乙为（ ）
A . 1∶2
B . 1∶1
C . ∶1
D . 2∶1
(2)
(2020高二下·顺义期末) 如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法中正确的是（ ）
A . 电流表的示数为2.5A
B . 电压表的示数约为62V
C . 原线圈的输入功率为22W
D . 若负载电阻R的阻值变大，则原线圈的输入功率也变大
(3)
(2020高二下·北京期末) 如图甲所示为法拉第发明的圆盘发电机，图乙是其原理示意图，其中的铜质圆盘安装在水平的铜轴上，铜质圆盘的圆心与铜轴重合，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与圆盘的转动轴和边缘良好接触，用导线将两块铜片与电阻R连接起来形成闭合回路，在圆盘绕铜轴匀速转动时，通过电阻R的电流是恒定的。为讨论问题方便，将磁场简化为水平向右磁感应强度为B的匀强磁场；将圆盘匀速转动简化为一根始终在匀强磁场中绕铜轴匀速转动、长度为圆盘半径的导体棒，其等效电阻为r。除了R和r以外，其他部分电阻不计。已知圆盘半径为a，当其以角速度ω匀速转动时，产生的感应电动势 。

（1） 圆盘转动方向如图乙所示，求通过电阻R 的电流大小，并说明其流向；
（2） 若各接触点及转轴的摩擦均可忽略不计，圆盘匀速转动一圈，外力需要做多少功；
（3） 圆盘匀速转动时，圆盘简化的导体棒的内部电子因棒转动而在匀强磁场中受沿棒方向的洛仑兹力的分力，其大小f随电子与圆心距离x变化的图像如图丙所示，试从电动势的定义式论证圆盘匀速转动产生的感应电动势 。
(4)
麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（ ）
A . 电容器正在充电
B . 两平行板间的电场强度E在减小
C . 该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场
D . 两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值
(5)
(2023高二上·房山期末) 利用图像研究物理问题是物理学中重要的研究方法。如图1所示，A、B为点电荷Q的电场中电场线上的两点（点电荷Q的位置图中未标出）。某同学规定x轴表示AB间某点与A点的距离，绘制了图2所示的图线①和②来表示AB连线上某物理量与x之间的关系，并做出如下判断，其中正确的是（ ）
A . 若Q为正电荷，y轴表示该点的电势，则图线①可以反映电势和距离的关系
B . 若Q为正电荷，y轴表示该点的电场强度，则图线②可以反映电场强度和距离的关系
C . 若Q为负电荷，y轴表示该点的电势，则图线①可以反映电势和距离的关系
D . 若Q为负电荷，y轴表示该点的电场强度，则图线②可以反映电场强度和距离的关系
(6)
(2023高二上·十堰期末) 如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为θ，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是（ ）
A . 金属棒受到的安培力大小为F=BILsinθ
B . 金属棒受到的摩擦力大小为f=BILcsθ
C . 若只改变电流方向，金属棒对导轨的压力将增大
D . 若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将增大
(7)
(2022高一下·南通期中) 如图所示为电子束焊接机，图中带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d，在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速。不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（ ）
A . A，K之间的电场强度均为
B . B点电势大于C点电势
C . B点电场强度大于C点电场强度
D . 电子由K到A的电势能减少了eU
(8)
(2023高二下·开封月考) 张老师在“探究楞次定律”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接，通过试触操作，其实验目的是；完成图甲实验操作后，把电流计与螺线管B连接，将图丙中的螺线管A插入图乙中的螺线管B中，闭合电键K的瞬间，图乙中电流计的指针向右偏转，保持电键闭合状态，再观察图乙中电流计指针（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，观察图乙中电流计指针（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。
(9)
(2022高三上·北京市开学考) 如图所示，一理想变压器，其原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率增大，可使（ ）
​​
A . 其他条件不变，原线圈的匝数n1增加
B . 其他条件不变，副线圈的匝数n2减小
C . 其他条件不变，负载电阻R的阻值增大
D . 其他条件不变，负载电阻R的阻值减小
(10)
(2023九上·南山期中) 如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是（ ）
A . 粒子带正电
B . 粒子在b点速率大于在a点速率
C . 若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D . 若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
(11)
(2020高三上·哈尔滨期中) 如图所示，电子从灯丝K发出（初速度不计），在KA间经加速电压U1加速后，从A板中心小孔射出，进入由M、N两个水平极板构成的偏转电场， M、N两板间的距离为d，电压为U2 ， 板长为L，电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，射出时没有与极板相碰。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力。求：
（1） 电子穿过A板小孔时的速度大小v；
（2） 电子在偏转电场中的运动时间t；
（3） 电子从偏转电场射出时沿垂直于板方向偏移的距离y。
(12)
(2019·天津模拟) 利用电场可以控制电子的运动，这一技术在现代设备中有广泛的应用，已知电子的质量为 ，电荷量为 ，不计重力及电子之间的相互作用力，不考虑相对论效应．
（1） 在宽度一定的空间中存在竖直向下的匀强电场，一束电子以相同的初速度 沿水平方向射入电场，如图1所示，图中虚线为某一电子的轨迹，射入点 处电势为 ，射出点 处电势为 ．
①求该电子在由 运动到 的过程中，电场力做的功 ；
②请判断该电子束穿过图1所示电场后，运动方向是否仍然彼此平行？若平行，请求出速度方向偏转角 的余弦值 （速度方向偏转角是指末速度方向与初速度方向之间的夹角）；若不平行，请说明是会聚还是发散．
（2） 某电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为图2所示．一球形界面外部空间中各处电势均为 ，内部各处电势均为 ，球心位于 轴上 点．一束靠近 轴且关于 轴对称的电子以相同的速度 平行于 轴射入该界面，由于电子只受到在界面处法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，改变前后能量守恒．
①请定性画出这束电子射入球形界面后运动方向的示意图（画出电子束边缘处两条即可）；
②某电子入射方向与法线的夹角为 ，求它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角 的正弦值 ．
(13)
(2021高二下·东城期末) 关于 、 、 三种射线，下列说法正确的是（ ）
A . 射线是一种波长很短的电磁波
B . 射线是一种波长很短的电磁波
C . 射线的电离能力最强
D . 射线的电离能力最强
(14)
(2019·乐东模拟) 如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2 ， 已知I1> I2 ， 方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是（ ）
A . 两根导线相互排斥
B . 为判断F1的方向，需要知道Il和I2的合磁场方向
C . 两个力的大小关系为F1> F2
D . 仅增大电流I2 ， F1、F2会同时都增大
(15)
牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”。任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律 计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为 ，其中m1、m2为两个物体的质量， r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量。设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R。
（1） 该星球的第一宇宙速度是多少？
（2） 为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式。类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？
（3） 该星球的第二宇宙速度是多少？
（4） 如右图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k。现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功。
(16)
(2020高二下·遵化期末) 如图a所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在一交流电源的两端，交流电源输出的电压u随时间t变化的图线如图b所示，副线圈中接有理想电压表及阻值R＝10Ω的负载电阻。已知原、副线圈匝数之比为10∶1，则下列说法中正确的是（ ）
A . 电压表的示数为20V
B . 电流表的示数为0.28 A
C . 电阻R消耗的电功率为80W
D . 通过电阻R的交变电流的频率为100 Hz
(17)
(2021高一下·昌吉期末) 图中给出了四个电场的电场线，则每一幅图中在M、N处电场强度相同的是（ ）
A .
B .
C .
D .
(18)
如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m一端连接R=1Ω的电阻．导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：
（1） 感应电动势E和感应电流I；
（2） 在0.1s时间内，拉力做的功；
（3） 若将MN换为电阻r=0.25Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U．
(19)
(2022高二上·兴义期中) 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A . 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电
B . 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小
C . 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大
D . 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大
(20)
(2019高二上·杭州期中) 一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，管中盐水柱长为16cm时，测得电阻为R，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至20cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻为（ ）
A .
B .
C .
D .