高中物理电学实验试题

如图（俯视图）所示的电路中，电源内阻可不计，电阻R₁=R₂=R_o。平行光滑导轨PO、MN之间的距离为L，水平放置，接在R₂两端。金属棒ab的电阻R₃=，垂直于pQ、MN，所在区域有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。竖直放置的两平行金属板A、B之间的距离是d，分别与Q、N连接。闭合开关S，ab在大小为F的水平外力作用下恰好处于静止状态，待电路稳定后，一质量为m、电荷量为q的正粒子从A、B的左端某位置以初速度v_o水平射入板间，从右端飞出时速度大小是2v_o。不计粒子重力。(R₁、R₂、R₃不是已知物理量，R₀是已知物理量)求：
（1）电源的输出功率P是多大?
（2）粒子在A、B之间运动的过程中，沿垂直于板方向通过的距离y是多大?

绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v₀沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是 （       ）

A．滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直小于滑动摩擦力

B．滑块在运动过程的中间时刻, 速度的大小小于

C．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差

D．此过程中产生的内能为

如图所示，在坐标 xoy 平面内存在 B =2.0T的匀强磁场，OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA 满足曲线方程，C为导轨的最右端，导轨OA 与OCA 相交处的O点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R₁ 和 R₂，其R₁ = 4.0Ω、R₂ = 12.0Ω。现有一足够长、质量 m =  0.10 kg 的金属棒 M N 在竖直向上的外力F 作用下，以v =3.0m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻 R₁、R₂ 外其余电阻不计，g 取10m/s²，求：

（1）金属棒 M N 在导轨上运动时感应电流的最大值；
（2）外力F 的最大值；
（3）金属棒 M N 滑过导轨O C 段，整个回路产生的热量。

匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，磁场宽度L₁=3米，一正方形金属框边长L₂=1m,每边电阻r=0.2,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持和磁感线方向垂直，如图所示，画出金属框穿过磁场的过程中，（1）金属框内感应电流的I-t图线（规定电流方向逆时针为正）；（2）ab两端电压的U-t图线

有三盏电灯L₁、L₂、L₃，规格分别为“110V　100W”、“110V　60W”、“110V　25W”，在只能增加一个设备（或一个用电器），能使每盏灯都正常发光（要求设计的电路最节省电能）。求：
（1）如果使用220V直流电源，应增加什么设备（或用电器）如何连接？说明理由，并在对应方框内画出电路图；
（2）如果使用220V交流电源，应增加什么设备（或用电器）如何连接？说明理由，并在对应方框内画出电路图。

如图，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止。现撤去F，使小球沿竖直方向运动，在小球由静止到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W₁和W₂，小球离开弹簧时的速度为v，不计空气阻力，则上述过程中

A．小球的重力势能增加-W1

B．小球的电势能减少W2

C．小球的机械能增加W1+

D．小球与弹簧组成的系统机械能守恒

【2012•江苏常州水平监测】如图所示，水平的平行虚线间距为d，其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2，且L2＜d，线圈质量m，电阻为R。现将线圈由静止释放，测得当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时，其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求：

（1）线圈刚进入磁场时的感应电流的大小；
（2）线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场（图中两虚线框所示位置）的过程做何种运动，求出该过程最小速度v；
（3）线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。

16分）如图甲所示，空间存在一垂直纸面向里的水平磁场，磁场上边界OM水平，以O点为坐标原点，OM为x轴，竖直向下为y轴，磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B＝ky变化，k为大于零的常数。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置静止释放，运动过程中线框经络在同一竖直平面内，当线框下降h₀（h₀＜L）高度时达到最大速度，线框cd边进入磁场时开始做匀速运动，重力加速度为g。求：
（1）线框下降h₀高度时速度大小v₁和匀速运动时速度大小v₂；
（2）线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能ΔE；
（3）若将线框从图示位置以水平向右的速度v₀抛出，在图乙中大致画出线框上a点的轨迹。

如图所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n₁∶n₂ =k，导轨宽度为L。质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=v_msin(t)，已知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B，导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计，电流表为理想交流电表，导体棒始终在磁场中运动。则下列说法中正确的是

A．在t=时刻电流表的示数为

B．导体棒两端的最大电压为BLvm

C．电阻R上消耗的功率为

D．从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为T

如图所示，在一匀强电场中的O点固定一电量为Q的正点电荷，设正点电荷Q的电场与匀强电场互不影响，a、b、c、d为电场中的四点，分布在以O为圆心、r为半径的圆周上，一电量为q的正检验电荷放在a点时恰好平衡．则下列说法正确的是

A．电场中a、c两点间的电势差

B．电场中a、c两点间的电势差

C．电场中b、d两点间的电势差

D．电场中b、d两点间的电势差

如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U₁为加在原线圈两端的交变电压，I₁、I₂分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（   ）

A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小

B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小

C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大

D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则 I1减小

如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属环以恒定不变的速率v向右运动由磁场外进入磁场，在金属环进入磁场的过程中，电容器带电量Q随时间t变化的定性图象应为 （   ）

(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m²，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝ T．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图12所示，求：

(1)发电机的输出电压有效值为多少？
(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则             (　　)

A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0

B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次

C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小

D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变

如图所示，一导体棒在匀强磁场中沿金属导轨做简谐运动，OO′为平衡位置，aa′和分别为离开平衡位置的最大位移处，则       （   ）

A．若金属棒自OO′向aa′运动过程中，电容器上极板带正电

B．若金属棒自bb′向OO′运动过程中，电容器上极板带正电

C．当金属棒通过OO′时，电容器所带电荷量最大

D．当金属棒通过aa′时，电容器所带电荷量最大