1、高二物理选修 31 习题一、选择题：1如图所示，把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转首先观察到这个实验现象的物理学家是A奥斯特 B爱因斯坦 C伽利略 D牛顿2 如图所示，在两个固定的异种点电荷 Q1、Q 2 的连线上有 A、B 两点，将一带负电的点电荷 q 由 A 静止释放，它从 A 点运动到 B 点的过程中，可能 12图 105+A先加速运动再减速运动B加速度一直增大C电势能先增大后减小D在 B 点电势能比在 A 点的电势能小3 如图所示， A、 B 是一条电场线上的两点，一带正电的点电荷沿电场线从 A 点运动到 B 点， 在这个过程中，关于电场力做功的说
2、法正确的是A电场力做正功 B电场力做负功C电场力不做功 D电场力先做正功后做负功4如图所示，实线为一组方向未知的电场线，虚线为某带电粒子经过该区域时的运动轨迹，a、b 为其轨迹上的两点。若该粒子运动过程中只受电场力作用，根据以上叙述和图示，对下列问题可以作出判断的是 ab图 1057A粒子的带电性质 B比较该粒子经过 a、b 点时的动能大小C比较该粒子经过 a、b 点时的加速度大小 D比较该粒子在 a、b 点时电势能的大小5图中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3 、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面 3 的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b 点时的动能分
3、别为 26eV 和 5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8eV 时，它的动能应为INSEA Bab1234A 8eV B13eVC20eV D34eV6带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法有A减小两极板间的距离B用手触摸极板 AC在两板间插入电介质D将极板 B 向上适当移动7.一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示. 根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为额定容量 54L 最高水温 75额定功率 1500 W 额定压力 0.7MPa额定电压 220V 电器类别 类
4、A6.8A B0.15A C4.4A D0.23A8在图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r. 在滑动变阻器的滑动触片 P 从图示位置向下滑动的过程中A电路中的总电流变大 B路端电压变大C通过电阻 R2的电流变小D通过滑动变阻器 R1的电流变小9一直流电动机正常工作时两端的电压为 U，通过的电流为 I，电动机线圈的电阻为 r该电动机正常工作时，下列说法正确的是A电动机消耗的电功率为 I B电动机的输出功率为 rIU2R1 R2E rPC电动机的发热功率为 rU2DI、U、 r 三个量间满足 rUI10 如图所示，xOy 坐标系中，将一负检验电荷 Q 由 y 轴上 a 点移至 x 轴上
5、b 点，需克服电场力做功 W，若从a 点移至 x 轴上 c 点，也需克服电场力做功 W，那么此空间存在的静电场可能是 abcx图 1054OA电场强度方向沿 y 轴负方向的匀强电场B电场强度方向沿 x 轴正方向的匀强电场C处于第 I 象限某一位置的正点电荷形成的电场D处于第象限某一位置的负点电荷形成的电场11如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为 T0，轨道平面位于纸面内，质点速度方向如图中箭头所示。现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则 A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于 T0B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于
6、 T0C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于 T0D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于 T012电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关 S 闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关 S 断开，则以下判断正确的是 A液滴仍保持静止状态B液滴将向上运动C电容器上的带电量将减为零 D电容器上的带电量将增大 二、实验填空题：把答案直接填在题中的横线上13 （4 分）目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电 机，图11 表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体， 含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场， 由
7、于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属 板 A 和B 上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压. 请你判断：在图示磁 极配置N图 11S A baR等离子体BR1 R2R3Sv+的情况下，金属板 （选填 “A”或“ B”）的电势较高，通过电阻 R 的电流方向是 （选填“a b”或“ b a”）.14. （4 分）磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为 B2/2,式中 B 是磁感应强度, 是磁导率,在空气中 为一已知常数.为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度 B,一学生用一根端面面积为 A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P,再用力将铁片与磁铁拉开
8、一段微小距离 L,并测出拉力 F,如图 12 所示.因为 F 所作的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感应强度 B 与 F、 A 之间的关系为 B_ 15 (4 分)在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中，将阴极射线管的 A、B 两极连在高压直流电源的正负两极上 .从 A 极发射出电子，当将一蹄形磁铁放置于阴极射线管两侧，显示出电子束的径迹如图所示，则阴极射线管的 A 极应接在电源的 极上（选填“正”或“负”） ；蹄形磁铁的 C 端为 极（选填“N”或“S”）16.（8 分）某同学用如图所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻 R 随电压 U 变化的图像.除了导线和
9、开关外,有以下一些器材可供选择：电流表： A1(量程 100mA，内阻约 2)、 A2(量程 0.6A，内阻 0.3)； 电压表： V1(量程 5V，内阻约 5k)、 V2(量程 15V，内阻约 15k)； 滑动变阻器： R1（阻值范围 0-100） 、 R2(阻值范围 0-2k)； 电源： E1(电动势为 1.5V，内阻为 0.2)、 E2(电动势为 4V,内阻约为 0.04). 为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表_,电压表_, 滑动变阻器_,电源_.（填器材的符号)根据实验数据,计算并描绘出 R-U 的图像如右上图所示.由图像可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_；当所加电压为 3.
10、00V 时,灯丝电阻为 _,灯泡实际消耗的电功率为_W.根据 R-U 图像,可确定小灯泡耗电功率 P 与外加电压 U 的关系.符合该关系的示意图是下列图中的_.图 12三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的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17 （6 分）电场中某区域的电场线如图所示， A、 B 是电场中的两点. 一个电荷量 q = +4.010-8 C 的点电荷在 A 点所受电场力 FA=2.010-4 N，将该点电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功 W = 8.010-7J . 求：（1） A 点电场强度的大小 EA（2） A、 B
11、 两点间的电势差 U.18 （6 分）在图所示的电路中，电源的电动势 E = 6.0 V，内电阻 r = 1.0 ，外电路的电阻 R = 5.0 . 闭合开关 S. 求：（1）通过电阻 R 的电流 （2）电阻 R 消耗的电功率 P.19 （8 分）如图所示， MN 表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 B. 一个电荷量为 q 的带电粒子从感光板上的狭缝 O 处以垂直于感光板的初速度 v 射入磁场区域，最后到达感光板上的 P 点. 经测量 P、 O 间的距离为 l，不计带电粒子受到的重力. 求：（1）带电粒子所受洛伦兹力的大小（2）带电
12、粒子的质量大小.B AESE R r BOlPM Nv20 （16 分）如图所示，在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。磁场的磁感应强度为 B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为 m、带电荷量为 q 的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为 v 的匀速圆周运动，重力加速度为 g。（1）求此区域内电场强度的大小和方向（2）若某时刻微粒在场中运动到 P 点时，速度与水平方向的夹角为 60，且已知 P 点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。（3）当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的
13、 1/2（不计电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小。60B vP参考答案一、选择题：1A 2. AD . 3.A 4 BCD 5.C 6.ABC 7.A 8.AC 9.AB 10.AC 11.AD 12.BD二、实验填空题：本题共 4 个小题，满分 20 分，把答案直接填在题中的横线上13 A ; ab14. F2 15负 ，S16、 A 2;V1；R 1；E 2 . 1.5 欧，11.5 欧，0.78 （0.7-0.8 均给分） A 每空 1 分。三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案
14、中必须明确写出数值和单位17 （1） A 点电场强度的大小EA = qF8410.2N/C =5.0103 N/C（2） A、 B 两点间的电势差 784.2WUV = 20 V18 （1）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻 R 的电流A 0.1.56 rREI（2） R 上消耗的电功率 . .02P19 （1）带电粒子在磁场中所受洛伦兹力f = RvmqB2（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其半径为 R，由牛顿第二定律2带电粒子做匀速圆周运动的半径R= 2l解得 m = vqB20（1）由于带电微粒可以在电场、磁场和重力场共存的区域内沿竖直平面做匀速圆周运动，表明带电微粒所受的电场力和重力
15、大小相等、方向相反。因此电场强度的方向竖直向上 设电场强度为 E，则有 mg=qE，即 E=mg/q （2）设带电微粒做匀速圆周运动的轨道半径为 R，根据牛顿第二 定律和洛图60BvAO仑兹力公式有 qvB=mv2/R，解得 R= qBmv 依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨迹，由如图所示的几何关系可知，该微粒运动最高点与水平地面间的距离hm=5R/2= qBv25 （3）将电场强度的大小变为原来的 1/2，则电场力变为原来的 1/2，即 F 电 =mg/2带电微粒运动过程中，洛仑兹力不做功，所以在它从最高点运动至地面的过程中，只有重力和电场力做功。设带电微粒落地时的速度大小为 vt，根据动能定理有 mghm-F 电 hm= 21mvt2- mv2 解得： qBgvvt5
