《高中物理》全程设计训练题库（选修第二册，课后习题，含答案）综合检测

综合检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第7~10小题有多个选项符合题目要求，全 部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1.2020年5月21日消息，新型光学传感器实现纳米测量，可作为激光器和探测器 元件。下图为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变 化的是( 金属芯线 电容器 导电液体 电介质 电介质板 被测物体 A.测位移 B.测液高 固定电极 动片 可动电极 定片 待测压力F C.测压力 D.测角度 答案：C 解析：A图是可变电容器，通过改变电介质，来改变电容器的电容，故选项A错误：B 图中电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两 极间正对面积而引起电容变化的，故选项B错误；C图是通过改变极板间的距离， 改变电容器的电容，故选项C正确；D图，电容器为可变电容器，通过转动动片改变 正对面积，改变电容器的电容，故选项D错误。 2.下列关于紫外线的说法正确的是( A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收，因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射 B.一切高温物体发出的光都含有紫外线 C.紫外线有很强的荧光效应，常被用来防伪 D.紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应 答案：C 解析：由于紫外线有显著的生理作用，杀菌能力较强，在医疗上有广泛的应用，但是 过多地接受紫外线的照射，对人体来说也是有害的，选项A、D错误；并不是所有 的高温物体发出的光都含有紫外线，选项B错误：紫外线有很强的荧光效应，可用 来防伪，选项C正确

综合检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~6 小题只有一个选项符合题目要求,第 7~10 小题有多个选项符合题目要求,全 部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.2020 年 5 月 21 日消息,新型光学传感器实现纳米测量,可作为激光器和探测器 元件。下图为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变 化的是( ) 答案:C 解析:A 图是可变电容器,通过改变电介质,来改变电容器的电容,故选项 A 错误;B 图中电容器的一个极板是金属芯线,另一个极板是导电液,故是通过改变电容器两 极间正对面积而引起电容变化的,故选项 B 错误;C 图是通过改变极板间的距离, 改变电容器的电容,故选项 C 正确;D 图,电容器为可变电容器,通过转动动片改变 正对面积,改变电容器的电容,故选项 D 错误。 2.下列关于紫外线的说法正确的是( ) A.照射紫外线可增进人体对钙的吸收,因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射 B.一切高温物体发出的光都含有紫外线 C.紫外线有很强的荧光效应,常被用来防伪 D.紫外线有杀菌消毒的作用,是因为其有热效应 答案:C 解析:由于紫外线有显著的生理作用,杀菌能力较强,在医疗上有广泛的应用,但是 过多地接受紫外线的照射,对人体来说也是有害的,选项 A、D 错误;并不是所有 的高温物体发出的光都含有紫外线,选项 B 错误;紫外线有很强的荧光效应,可用 来防伪,选项 C 正确

3.如图所示，将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接，构成一闭合的等边三角 形线框，a、b、c为三个顶点，匀强磁场垂直于线框平面。用导线将α、c两点接 入电流恒定的电路中，以下说法正确的是( A.线框所受安培力为0 B.ac边与ab边所受安培力的大小相等 C.ac边所受安培力是ab边所受安培力的2倍 D.ac边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小相等 答案：C 解析：设总电流为1，则ac支路的电流为，bc支路的电流为H,若磁场方向垂直纸 面向里，则由左手定则可知，aC受安培力向上，ab和bc受安培力分别是斜向左上 和右上方，可知线框所受安培力不为0，选项A错误；根据F=BIⅡ可知，aC边所受安 培力Fac-BL,ab、bc边所受安培力均为Fab=FcbB肌，则ac边所受安培力是ab 边所受安培力的2倍，选项B错误，C正确；ab、bc的等效长度为aC,则合力为F台 =BL,则aC边所受安培力与ab、bc边所受安培力的合力大小不相等，选项D错 误。 4如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为9：1，原、副线圈分别接有灯 泡L1和L2、L3,其中L1上标有6V6W的字样，在L2、L3两个灯泡的铭牌上 只能看到6V的字样，但知道L2、L3是完全相同的灯泡。变压器的输入端连接 有效值恒定的交流电源，当开关S断开时，灯泡L1、L2正常发光。假设灯泡的电 阻不随温度变化，则( A.交流电源电压的有效值为6V B.灯泡L2、L3的额定功率也为6W C.开关S闭合，L1将变暗 D.开关S闭合，L1可能被烧坏 答案D 解析设交流电源电压的有效值为U,则=是可得U=60V,选项A错误：设原 UL2 线圈中的电流为1，则1=22，可得P2=U2h=91=54W,选项B错误；当开关S

3.如图所示,将三根长度、电阻都相同的导体棒首尾相接,构成一闭合的等边三角 形线框,a、b、c 为三个顶点,匀强磁场垂直于线框平面。用导线将 a、c 两点接 入电流恒定的电路中,以下说法正确的是( ) A.线框所受安培力为 0 B.ac 边与 ab 边所受安培力的大小相等 C.ac 边所受安培力是 ab 边所受安培力的 2 倍 D.ac 边所受安培力与 ab、bc 边所受安培力的合力大小相等 答案:C 解析:设总电流为 I,则 ac 支路的电流为2 3 I,abc 支路的电流为1 3 I,若磁场方向垂直纸 面向里,则由左手定则可知,ac 受安培力向上,ab 和 bc 受安培力分别是斜向左上 和右上方,可知线框所受安培力不为 0,选项 A 错误;根据 F=BIl 可知,ac 边所受安 培力 Fac= 2 3 BIl,ab、bc 边所受安培力均为 Fab=Fcb= 1 3 BIl,则 ac 边所受安培力是 ab 边所受安培力的 2 倍,选项 B 错误,C 正确;ab、bc 的等效长度为 ac,则合力为 F 合 = 1 3 BIl,则 ac 边所受安培力与 ab、bc 边所受安培力的合力大小不相等,选项 D 错 误。 4.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数之比为 9∶1,原、副线圈分别接有灯 泡 L1 和 L2、L3,其中 L1上标有“6 V 6 W”的字样,在 L2、L3 两个灯泡的铭牌上 只能看到“6 V”的字样,但知道 L2、L3 是完全相同的灯泡。变压器的输入端连接 有效值恒定的交流电源,当开关 S 断开时,灯泡 L1、L2 正常发光。假设灯泡的电 阻不随温度变化,则( ) A.交流电源电压的有效值为 6 V B.灯泡 L2、L3 的额定功率也为 6 W C.开关 S 闭合,L1 将变暗 D.开关 S 闭合,L1 可能被烧坏 答案:D 解析:设交流电源电压的有效值为 U,则 𝑈-𝑈L1 𝑈L2 = 9 1 ,可得 U=60 V,选项 A 错误;设原 线圈中的电流为 I1,则 n1I1=n2I2,可得 P2=U2I2=9U1I1=54 W,选项 B 错误;当开关 S

闭合时，变压器的负载电阻变小，电流变大，原线圈的电流变大，超过灯泡L1的额定 电流，所以选项C错误，D正确。 5.如图所示，宽度为1的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一个高为1的梯 形闭合金属线框abcd沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场，速度大小为v,ab、cd 边保持与磁场边界平行，金属线框αb边到达磁场左边界时为=0时刻，规定向左 为线框所受安培力F的正方向，关于线框所受安培力F与时间1关系图像可能正 确的是() 答案D 解析：进入磁场过程中，所受的安培力F=B,=巴，当线圈向右运动进入磁场时， R 由于有效切割长度k逐渐增加，所以安培力增加，但非线性增加：当线圈全部进入 磁场的瞬时安培力为零：出磁场过程中，有效切割长度也是逐渐增加，所以安培力 也是逐渐增加，但非线性增加，选项D正确。 6.如图所示，OM的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场磁场 方向垂直纸面向外，OM左侧到OM距离为1的P处有一个粒子源，可沿纸面内各 个方向射出质量为m、电荷量为g的带正电粒子（重力不计），速率均为，则粒子 在磁场中运动的最短时间为( M A器 B 3qB

闭合时,变压器的负载电阻变小,电流变大,原线圈的电流变大,超过灯泡 L1 的额定 电流,所以选项 C 错误,D 正确。 5.如图所示,宽度为 l 的区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一个高为 l 的梯 形闭合金属线框 abcd 沿垂直于磁场边界向右匀速穿过磁场,速度大小为 v,ab、cd 边保持与磁场边界平行,金属线框 ab 边到达磁场左边界时为 t=0 时刻,规定向左 为线框所受安培力 F 的正方向,关于线框所受安培力 F 与时间 t 关系图像可能正 确的是( ) 答案:D 解析:进入磁场过程中,所受的安培力 F=BIlx= 𝐵 2 𝑙𝑥 2 𝑣 𝑅 ,当线圈向右运动进入磁场时, 由于有效切割长度 lx 逐渐增加,所以安培力增加,但非线性增加;当线圈全部进入 磁场的瞬时安培力为零;出磁场过程中,有效切割长度也是逐渐增加,所以安培力 也是逐渐增加,但非线性增加,选项 D 正确。 6.如图所示,OM 的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,磁场 方向垂直纸面向外,OM 左侧到 OM 距离为 l 的 P 处有一个粒子源,可沿纸面内各 个方向射出质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子(重力不计),速率均为𝑞𝐵𝑙 𝑚 ,则粒子 在磁场中运动的最短时间为( ) A. π𝑚 2𝑞𝐵 B. π𝑚 3𝑞𝐵

c器 D 6qB 答案B 解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，由R=m巴得R=1,因所有粒子的速度一样，所以 Ba 半径相同，因此在磁场中弦长越短则时间越短，根据题意可得最短弦长为1，则此时 粒子圆周运动的圆心角为日=”故粒子运动的最短时间1=。T=.m=m选项 2π6Bg 3Bq B正确。 7.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应采取的措施是() A.增大电容器极板间距 B.使振荡电容器的正对面积足够大 C.尽可能使电场和磁场分散开 D.使振荡电路形成开放电路 答案：ACD 解析：要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频 率，二是使电碳场尽可能地分散开，所以选项C正确：由厂F匠C-品可知，当 增大电容器极板间的距离时，C变小，增大，选项A正确；使电容器正对面积变大，C 变大∫变小，选项B错误；使振荡电路形成开放电路有利于电磁波的发射，选项D 正确。 8.下图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻 是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是1，其末端间的电压为U1。在输电线 与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是2。则( 电 A.用户端的电压为 B.输电线上的电压降为U C.理想变压器的输入功率为U D.输电线路上损失的电功率为l12r 答案：AD 解析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2,则 U山=Uh,得U2=丛，故选项A正确：输电线上损失的电压为U-,故选项B错误 2 理想变压器的输入功率为U11,故选项C错误：等效总电阻是r的两条输电线输 电，输电线路中的电流是1，所以输电线损耗的功率是I2r,故选项D正确。 9.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开 关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐渐变亮，而另一个 相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是()

C. π𝑚 4𝑞𝐵 D. π𝑚 6𝑞𝐵 答案:B 解析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,由 R=𝑚𝑣 𝐵𝑞 得 R=l,因所有粒子的速度一样,所以 半径相同,因此在磁场中弦长越短则时间越短,根据题意可得最短弦长为 l,则此时 粒子圆周运动的圆心角为 θ= π 3 ,故粒子运动的最短时间 t= 𝜃 2π T=1 6 · 2π𝑚 𝐵𝑞 = π𝑚 3𝐵𝑞 ,选项 B 正确。 7.要提高 LC 振荡电路辐射电磁波的本领,应采取的措施是( ) A.增大电容器极板间距 B.使振荡电容器的正对面积足够大 C.尽可能使电场和磁场分散开 D.使振荡电路形成开放电路 答案:ACD 解析:要提高 LC 振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考虑,一是提高振荡频 率,二是使电磁场尽可能地分散开,所以选项 C 正确;由 f= 1 2π√𝐿𝐶、C= 𝜀r𝑆 4π𝑘𝑑可知,当 增大电容器极板间的距离时,C 变小,f 增大,选项 A 正确;使电容器正对面积变大,C 变大,f 变小,选项 B 错误;使振荡电路形成开放电路有利于电磁波的发射,选项 D 正确。 8.下图为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U,用等效总电阻 是 r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是 I1,其末端间的电压为 U1。在输电线 与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流是 I2。则( ) A.用户端的电压为𝐼1𝑈1 𝐼2 B.输电线上的电压降为 U C.理想变压器的输入功率为 I1U D.输电线路上损失的电功率为𝐼1 2 r 答案:AD 解析:由于输电线与用户间连有一理想变压器,设用户端的电压是 U2,则 U1I1=U2I2,得 U2= 𝐼1𝑈1 𝐼2 ,故选项 A 正确;输电线上损失的电压为 U-U1,故选项 B 错误; 理想变压器的输入功率为 U1I1,故选项 C 错误;等效总电阻是 r 的两条输电线输 电,输电线路中的电流是 I1,所以输电线损耗的功率是𝐼1 2 r,故选项 D 正确。 9.图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1 和 L2 为电感线圈。实验时,断开开 关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关 S2,灯 A2逐渐变亮,而另一个 相同的灯 A3 立即变亮,最终 A2 与 A3的亮度相同。下列说法正确的是( )

E 乙 A.图甲中，A1与L1的阻值不相同 B.图甲中，闭合S1,电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C.图乙中，变阻器R与L2的阻值相同 D.图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 答案：AC 解析：图甲中，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明在电路稳定时 通过L1的电流大于通过灯A1的电流，即A1的电阻大于L1的电阻，选项A正确，B 错误；图乙中，开关闭合，最终A2与A3的亮度相同，可知上下两个支路的电流相同， 电阻相同，即变阻器R与L2的阻值相同，选项C正确；图乙中，闭合S2瞬间，由于L2 中产生感应电动势阻碍电流增加，可知L2中电流比变阻器R中电流小，选项D错 误。 10.如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺 线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管α端流入为正。以下说法 正确的是( A.0-1s内圆环面积有缩小的趋势 B.1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 C.1~2s内和2~3s内圆环中的感应电流方向相反 D.从上往下看，0~2s内圆环中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 答案：AD 解析0~1s螺线管中电流增大，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，有面积缩小 的趋势，故选项A正确。1S末螺线管中电流变化率为零，磁通量的变化率为零，金 属环中的感应电流为零，故螺线管与金属环间无相互作用，所以1S末圆环对桌面 的压力等于圆环的重力，故选项B错误。1~2s正方向电流减小，2~3s反方向电流 增大，根据楞次定律，金属环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故选 项C错误。0~1S线圈中电流增大，产生的磁场增大，金属环中磁通量增大，根据楞 次定律可知，从上往下看，01S内圆环中的感应电流沿顺时针方向：1~2S线圈中

A.图甲中,A1 与 L1 的阻值不相同 B.图甲中,闭合 S1,电路稳定后,A1 中电流大于 L1 中电流 C.图乙中,变阻器 R 与 L2 的阻值相同 D.图乙中,闭合 S2 瞬间,L2 中电流与变阻器 R 中电流相等 答案:AC 解析:图甲中,断开开关 S1 瞬间,灯 A1 突然闪亮,随后逐渐变暗,说明在电路稳定时 通过 L1 的电流大于通过灯 A1 的电流,即 A1的电阻大于 L1的电阻,选项 A 正确,B 错误;图乙中,开关闭合,最终 A2 与 A3 的亮度相同,可知上下两个支路的电流相同, 电阻相同,即变阻器 R 与 L2 的阻值相同,选项 C 正确;图乙中,闭合 S2 瞬间,由于 L2 中产生感应电动势阻碍电流增加,可知 L2 中电流比变阻器 R 中电流小,选项 D 错 误。 10.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺 线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管 a 端流入为正。以下说法 正确的是( ) A.0~1 s 内圆环面积有缩小的趋势 B.1 s 末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 C.1~2 s 内和 2~3 s 内圆环中的感应电流方向相反 D.从上往下看,0~2 s 内圆环中的感应电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向 答案:AD 解析:0~1 s 螺线管中电流增大,产生的磁场增大,金属环中磁通量增大,有面积缩小 的趋势,故选项 A 正确。1 s 末螺线管中电流变化率为零,磁通量的变化率为零,金 属环中的感应电流为零,故螺线管与金属环间无相互作用,所以 1 s 末圆环对桌面 的压力等于圆环的重力,故选项 B 错误。1~2 s 正方向电流减小,2~3 s 反方向电流 增大,根据楞次定律,金属环中感应电流的磁场方向不变,感应电流方向不变,故选 项 C 错误。0~1 s 线圈中电流增大,产生的磁场增大,金属环中磁通量增大,根据楞 次定律可知,从上往下看,0~1 s 内圆环中的感应电流沿顺时针方向;1~2 s 线圈中

电流减小，产生的磁场减弱，金属环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下 看，1~2s内圆环中的感应电流沿逆时针方向，故选项D正确。 二、填空题（共3小题，共18分） 11.(4分)为了判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线 圈由α端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。 (I)将条形磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线 圈，其绕向为 (选填“顺时针”或逆时针)。 (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向 为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 答案：(1)顺时针 (2)逆时针 解析：(I)将磁铁N极向下插入L时，根据楞次定律，L的上方应为N极。由电流计 指针向左偏转，可确定L中电流由b端流入，根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时 针，线圈绕向为顺时针。 (2)将磁铁远离L,由楞次定律，线圈L上方仍为N极，由于此时电流计指针向右偏 转，可确定L中电流由α端流入。根据安培定则，俯视线圈，电流为逆时针，线圈绕 向也为逆时针。 12.(4分)在探究变压器电压与线圈匝数的关系实验中，某同学利用教学用的可拆 变压器进行探究。 (1)下列器材中，实验需要的器材是 (填字母) A.干电池 B.低压交流电源 C.220V交流电源 D.条形磁铁 E.可拆变压器和导线 F直流电压表 G.多用电表 (2)关于实验操作，下列说法正确的是 。(填字母) A.为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V B.实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量 答案：(1)BEG(2)A

电流减小,产生的磁场减弱,金属环中磁通量减小,根据楞次定律可知,从上往下 看,1~2 s 内圆环中的感应电流沿逆时针方向,故选项 D 正确。 二、填空题(共 3 小题,共 18 分) 11.(4 分)为了判断线圈绕向,可将灵敏电流计 G 与线圈 L 连接,如图所示。已知线 圈由 a 端开始绕至 b 端;当电流从电流计 G 左端流入时,指针向左偏转。 (1)将条形磁铁 N 极向下从线圈上方竖直插入 L 时,发现指针向左偏转。俯视线 圈,其绕向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 (2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离 L 时,指针向右偏转。俯视线圈,其绕向 为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 答案:(1)顺时针 (2)逆时针 解析:(1)将磁铁 N 极向下插入 L 时,根据楞次定律,L 的上方应为 N 极。由电流计 指针向左偏转,可确定 L 中电流由 b 端流入,根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时 针,线圈绕向为顺时针。 (2)将磁铁远离 L,由楞次定律,线圈 L 上方仍为 N 极,由于此时电流计指针向右偏 转,可确定 L 中电流由 a 端流入。根据安培定则,俯视线圈,电流为逆时针,线圈绕 向也为逆时针。 12.(4 分)在探究变压器电压与线圈匝数的关系实验中,某同学利用教学用的可拆 变压器进行探究。 (1)下列器材中,实验需要的器材是 。(填字母) A.干电池 B.低压交流电源 C.220 V 交流电源 D.条形磁铁 E.可拆变压器和导线 F.直流电压表 G.多用电表 (2)关于实验操作,下列说法正确的是 。(填字母) A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过 12 V B.实验通电时,可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C.使用多用电表测电压时,先用中等量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量 答案:(1)BEG (2)A

解析：(1)探究变压器电压与线圈匝数的关系的实验，需要的器材有学生电源，提供 低压交变电流，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，选项B、 E、G正确。 (2)实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V,故选项A正确：实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无 形之中，将人体并联到了电路中，导致所测数据不准确，故选项B错误；使用多用电 表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故选项C错误。 13.(10分)用如图甲所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。 (1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或B”)端。 (2)实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图乙所示的RT-1关系图线，根据图线写 出该热敏电阻的RT-1关系式：RT=( )2 0.6 -315 ↑Rx/n 150 125 100 75 25 出/c 04 20406080100120 (3)铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热 敏电阻、图甲中某一电表和图丙所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出 电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化)，设计一个简易电阻温度计并在图 丁的虚线框内画出电路原理图。 0.30025 0.20 恒流源S 恒 0.35 -0.15 源 0.40 0.10

解析:(1)探究变压器电压与线圈匝数的关系的实验,需要的器材有学生电源,提供 低压交变电流,同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线,选项 B、 E、G 正确。 (2)实验时,为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不超过 12 V,故选项 A 正确;实验通电时,用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,这样无 形之中,将人体并联到了电路中,导致所测数据不准确,故选项 B 错误;使用多用电 表测电压时,先用最高量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故选项 C 错误。 13.(10 分)用如图甲所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。 (1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。 (2)实验测得不同温度下的阻值,并绘得如图乙所示的 RT-t 关系图线,根据图线写 出该热敏电阻的 RT-t 关系式:RT=( )Ω。 (3)铂的电阻对温度变化很灵敏,可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热 敏电阻、图甲中某一电表和图丙所示的恒流源(调节旋钮时可以选择不同的输出 电流,且输出电流不随外部条件的变化而变化),设计一个简易电阻温度计并在图 丁的虚线框内画出电路原理图

(4)结合图乙的关系图线，选择恒流源的输出电流为0.15A,当选用的电表达到满 偏时，电阻温度计所测温度为 ℃。如果要提高该温度计所能测量的 最高温度值，请提出一种可行的方法： 答案：(1)B (2)50+1 (3)如图所示 (4)50将恒流源的输出电流调小 恒流源 解析：(1)开关闭合前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，故滑片 应移至B端。(2)由题图乙可知，铂丝电阻RT的阻值与温度的关系式为RT=(50+) Ω。(3)直流恒流电源正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，并且 可读出其大小，电压表并联在铂丝电阻RT的两端。(4)恒流源的输出电流为0.15 A,所以当电压表示数最大时，即RT两端的电压UT=15V时，铂丝电阻RT的阻值最 大，此时温度计所能测量的温度最高，由I-得铂丝电阻Rr的阻值为RT'=5 R 0.15 2=1002,则温度计所能测量的最高温度为t=(Rr-50)℃=(100-50)℃=50℃。 要提高该温度计所能测量的最高温度值，应将恒流源的输出电流调小。 三、论述计算题（共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(8分)如图所示，水平放置的两平行金属导轨间距1=0.5m,所接电源的电动势 E=1.5V,内阻r=0.22,R1=2.69,金属棒的电阻R2=0.22,与平行导轨垂直，其余 电阻不计，金属棒处于磁感应强度B=2.0T、方向与水平方向成60°角的匀强磁 场中，在接通电路后金属棒保持静止。 60 ()金属棒受到的安培力的大小和方向如何？ (2)若棒的质量m=5×102kgg取10m/s2,此时导轨对它的支持力的大小是多少？ 答案(1)0.5N方向与导轨平面成30°角斜向左上方 (2)0.25N 解析：(1)由闭合电路欧姆定律有=。E 1.5 -R1+R2+r=2.6+0.2+02 A=0.5A 安培力F=BIl=2.0×0.5×0.5N=0.5N 由左手定则可知其方向与导轨平面成30°角斜向左上方

(4)结合图乙的关系图线,选择恒流源的输出电流为 0.15 A,当选用的电表达到满 偏时,电阻温度计所测温度为 ℃。如果要提高该温度计所能测量的 最高温度值,请提出一种可行的方法: 。 答案:(1)B (2)50+t (3)如图所示 (4)50 将恒流源的输出电流调小 解析:(1)开关闭合前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,故滑片 应移至 B 端。(2)由题图乙可知,铂丝电阻 RT 的阻值与温度的关系式为 RT=(50+t) Ω。(3)直流恒流电源正常工作时,其输出电流不随外部条件的变化而变化,并且 可读出其大小,电压表并联在铂丝电阻 RT 的两端。(4)恒流源的输出电流为 0.15 A,所以当电压表示数最大时,即 RT 两端的电压 UT=15 V 时,铂丝电阻 RT 的阻值最 大,此时温度计所能测量的温度最高;由 I=𝑈 𝑅 得铂丝电阻 RT 的阻值为 RT'= 15 0.15 Ω=100 Ω,则温度计所能测量的最高温度为 t=(RT-50) ℃=(100-50) ℃=50 ℃。 要提高该温度计所能测量的最高温度值,应将恒流源的输出电流调小。 三、论述计算题(共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数 值和单位) 14.(8 分)如图所示,水平放置的两平行金属导轨间距 l=0.5 m,所接电源的电动势 E=1.5 V,内阻 r=0.2 Ω,R1=2.6 Ω,金属棒的电阻 R2=0.2 Ω,与平行导轨垂直,其余 电阻不计,金属棒处于磁感应强度 B=2.0 T、方向与水平方向成 60°角的匀强磁 场中,在接通电路后金属棒保持静止。 (1)金属棒受到的安培力的大小和方向如何? (2)若棒的质量 m=5×10-2 kg,g 取 10 m/s2 ,此时导轨对它的支持力的大小是多少? 答案:(1)0.5 N 方向与导轨平面成 30°角斜向左上方 (2)0.25 N 解析:(1)由闭合电路欧姆定律有 I= 𝐸 𝑅1+𝑅2+𝑟 = 1.5 2.6+0.2+0.2 A=0.5 A 安培力 F=BIl=2.0×0.5×0.5 N=0.5 N 由左手定则可知其方向与导轨平面成 30°角斜向左上方

(2)设金属棒所受支持力为F,金属棒受力如图所示。由竖直方向受力平衡知 FN+Fsin30°-mg=0,解得FN=0.25N。 B mg 15.(12分)如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成0角固定，轨 道间距为1。空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁 场。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其电阻为R。由静止释放ab,轨道 足够长且电阻不计，重力加速度为g。 M5 (I)求金属杆ab速度的最大值。 (2)当金属杆ab的加速度为a-sin0时，回路的电功率是多少？ 答案：{(1)mgRsind B212 (2)mgRsin 4B212 解析：(I)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，电路中的电流为1= R 金属杆受到的安培力为F=B=1巴 根据受力分析，金属杆做的是加速度减小的加速运动，当加速度α=0时，速度最大， 有mgsin0=822 R 整理得m=mgRsing B22 2)根据牛顿第二定律，有mgsin0-F=ma,此时加速度为a=3sin0,故可得此时安培 力大小为F'-mgsin0 设此时金属杆速度为y,解得v=mgRsin0 2B22 回路的电功率为P=Fv,整理代入得P=mgRsino 4B212 16.(10分)如图所示，水平虚线AB和CD间距为1，中间存在着方向向左且与虚线 平行的匀强电场，CD的上侧存在一半径为R的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面 向外，圆形磁场与CD相切于点M。一质量为m、电荷量为q(q>O)的粒子由电场 下边界的S点以初速度o垂直射入电场，一段时间后从M点离开电场进入磁 场。粒子进入磁场的速度大小为20，且其运动轨迹恰好过圆形磁场的圆心O。 粒子所受重力忽略不计，求

(2)设金属棒所受支持力为 FN,金属棒受力如图所示。由竖直方向受力平衡知 FN+Fsin 30°-mg=0,解得 FN=0.25 N。 15.(12 分)如图所示,MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ 角固定,轨 道间距为 l。空间存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于轨道平面向上的匀强磁 场。质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上,其电阻为 R。由静止释放 ab,轨道 足够长且电阻不计,重力加速度为 g。 (1)求金属杆 ab 速度的最大值。 (2)当金属杆 ab 的加速度为 a= 1 2 gsin θ 时,回路的电功率是多少? 答案:(1)𝑚𝑔𝑅sin𝜃 𝐵 2 𝑙 2 (2)𝑚2𝑔 2𝑅sin 2𝜃 4𝐵 2 𝑙 2 解析:(1)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,电路中的电流为 I=𝐵𝑙𝑣 𝑅 金属杆受到的安培力为 F=BIl=𝐵 2 𝑙 2 𝑣 𝑅 根据受力分析,金属杆做的是加速度减小的加速运动,当加速度 a=0 时,速度最大, 有 mgsin θ= 𝐵 2 𝑙 2 𝑣m 𝑅 整理得 vm= 𝑚𝑔𝑅sin𝜃 𝐵 2 𝑙 2 。 (2)根据牛顿第二定律,有 mgsin θ-F'=ma,此时加速度为 a= 1 2 gsin θ,故可得此时安培 力大小为 F'=1 2 mgsin θ 设此时金属杆速度为 v,解得 v= 𝑚𝑔𝑅sin𝜃 2𝐵 2 𝑙 2 回路的电功率为 P=F'v,整理代入得 P=𝑚2𝑔 2𝑅sin 2𝜃 4𝐵 2 𝑙 2 。 16.(10 分)如图所示,水平虚线 AB 和 CD 间距为 l,中间存在着方向向左且与虚线 平行的匀强电场,CD 的上侧存在一半径为 R 的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面 向外,圆形磁场与 CD 相切于点 M。一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的粒子由电场 下边界的 S 点以初速度 v0 垂直射入电场,一段时间后从 M 点离开电场进入磁 场。粒子进入磁场的速度大小为 2v0,且其运动轨迹恰好过圆形磁场的圆心 O。 粒子所受重力忽略不计,求:

200 ()电场强度的大小： (2)圆形磁场磁感应强度的大小。 答案：(（)3m2 (223mu gR 解析：(1)粒子在电场中运动时，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，粒子 进入磁场时的速度大小为20，由几何关系可知，粒子进入磁场的方向与电场方向 夹角为30°，则竖直方向1=w6水平方向2mc0s30°-95解得E-5mn。 ②)由粒子进入碳场后经过圆心0可知，粒子运动的轨道半径兰 R c0s30°= 由g2oB=m2o,解得B=23m 17.(12分)如图甲所示，长、宽分别为1、2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝 数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼 此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框 所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间1的变化关系 如图乙所示，其中Bo、B1和1均为己知量。在0-1的时间内，线框保持静止，且线 框平面和磁场垂直：1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 0匀速转动。 R (1)0~1时间内通过电阻R的电流大小是多少？ (2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量是多少？ (3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量是 多少？ 答案：(1)88 (R+r)t1

(1)电场强度的大小; (2)圆形磁场磁感应强度的大小。 答案:(1)√3𝑚𝑣0 2 𝑞𝑙 (2)2√3𝑚𝑣0 𝑞𝑅 解析:(1)粒子在电场中运动时,竖直方向做匀速运动,水平方向做匀加速运动,粒子 进入磁场时的速度大小为 2v0,由几何关系可知,粒子进入磁场的方向与电场方向 夹角为 30°,则竖直方向 l=v0t,水平方向 2v0cos 30°= 𝑞𝐸 𝑚 t,解得 E=√3𝑚𝑣0 2 𝑞𝑙 。 (2)由粒子进入磁场后经过圆心 O 可知,粒子运动的轨道半径 r= 𝑅 2 cos30° = 𝑅 √3 由 q·2v0·B=m(2𝑣0 ) 2 𝑟 ,解得 B=2√3𝑚𝑣0 𝑞𝑅 。 17.(12 分)如图甲所示,长、宽分别为 l1、l2 的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝 数为 n,总电阻为 r,可绕其竖直中心轴 O1O2 转动。线框的两个末端分别与两个彼 此绝缘的铜环 C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻 R 相连。线框 所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度 B 的大小随时间 t 的变化关系 如图乙所示,其中 B0、B1 和 t1 均为已知量。在 0~t1 的时间内,线框保持静止,且线 框平面和磁场垂直;t1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 ω 匀速转动。 (1)0~t1 时间内通过电阻 R 的电流大小是多少? (2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻 R 产生的热量是多少? (3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过 90°的过程中,通过电阻 R 的电荷量是 多少? 答案:(1)𝑛𝑙1 𝑙2 (𝐵1 -𝐵0 ) (𝑅+𝑟)𝑡1