选修2-1 知识点题库

如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，金属棒AD长0.4 m，与框架宽度相同，电阻r＝1.3 Ω，框架电阻不计，电阻R₁＝2 Ω，R₂＝1 Ω.当金属棒以5 m/s速度匀速向右运动时，求：

（1）流过金属棒的感应电流为多大？
（2）若图中电容器C为0.3 μF，则电容器中储存多少电荷量？

如图所示，两根相距为L的光滑平行金属导轨CD、EF固定在水平面内，并处在竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入阻值为R的定值电阻，将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上，可以认为MN棒的长度与导轨宽度相等，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力。金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中，假设磁感应强度大小为B且保持不变，为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。

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（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；
（2）在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电荷所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。
（3）请在图中画出自由电荷所受洛伦兹力示意图。我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，金属棒MN中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请结合图中自由电荷受洛伦兹力情况，通过计算分析说明。

关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是（）

A . 电场强度的定义式 $\text{[math]}$ ，适用于任何电场 B . 由真空中点电荷的电场强度公式 $\text{[math]}$ 可知，当 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ C . 由公式 $\text{[math]}$ 可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，则说明此处一定无磁场 D . 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的磁场力方向

某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。

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（1）该同学设计实验的原理表达式是E=（用r、I、R表示）。
（2）该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为Ω。
（3）该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的 $\text{[math]}$ －R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E=V，内阻r=Ω。（结果均保留两位有效数字）

如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电荷的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的 $\text{[math]}$ ，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s²）求：

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（1）原来的电场强度的大小；
（2）物块运动的加速度大小；
（3）沿斜面下滑距离为l时物块的速度。

如图所示，竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于水平方向的匀强电场中，轨道半径为R，一质量为M、电荷量为q（q＞0）的带电小球（可视为质点）在轨道内侧的P点处于静止，过P点的轨道半径与竖直方向的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，某时刻，沿轨道切线方向给小球一大小为v的速度，使小球能沿轨道做完整的圆周运动。

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（1）求电场强度的大小；
（2）设P点的电势为零，求小球在运动过程中的最大电势能和最小动能。

两百多年前，诺莱特让700个修道士手拉手做“电震实验”。实验中装水的大玻璃罐起到了储存电荷的作用，其实它就是（）

A . 变阻器 B . 电容器 C . 变压器 D . 传感器

如图所示，一圆心为O、半径为R的圆中有两条互相垂直的直径AC和BD，电荷量分别为+ Q、-Q的点电荷放在圆周上，它们的位置关系关于AC对称，+Q与O点的连线和OC间夹角为60°。两个点电荷的连线与 AC的交点为P，取无穷远电势为零，则下列说法正确的是（）

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A . P点的场强为0，电势也为0 B . A点电势低于C点电势 C . 点电荷+q沿直线从A到C的过程中电势能先减小后增大 D . 点电荷-q在B点具有的电势能小于在D点具有的电势能

如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为 $\text{[math]}$ ，若仅改变下列一个条件，能够使夹角 $\text{[math]}$ 变小的是（）

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A . 减小金属棒的质量 B . 增大磁感应强度 C . 减小金属棒中的电流 D . 增大两等长轻质细线的长度

在自动控制中，传感器发挥着重要作用，它能够将感知到的非电信息转换成对应的电信息。下列通过测量电阻的变化来确定外界非电学量变化的敏感元件是（　　）

A . 光敏电阻 B . 干簧管 C . 霍尔元件 D . 话筒动圈元件

在赤道附近的操场上，三位同学用如图所示的装置研究利用地磁场发电的问题，他们把一条电线两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上形成闭合回路两个同学匀速摇动这条电线的一段，另外两位同学在灵敏电流计旁观察指针摆动情况下列说法正确的是（　　）

A . 观察到感应电流大小不变 B . 当电线在最低点时，观察到感应电流最大 C . 为了使指针摆动明显，摇动电线的两位同学站立的方向应沿南北方向 D . 为了使指针摆动明显，摇动电线的两位同学站立的方向应沿东西方向

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁∶n₂＝3∶1，在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻R₁、R₂ ．交变电源电压的大小为U，则下列说法正确的是(　　)

A . 电阻R₁、R₂两端的电压之比为3∶1 B . 电阻R₁、R₂上消耗的电功率之比为1∶1 C . 电阻R₁、R₂两端的电压均为 $\text{[math]}$ D . 电阻R₁、R₂上消耗的电功率之比为1∶9

如图所示，放在匀强磁场中的通电直导线，均与磁场方向垂直，图中分别标明了电流I、磁感应强度B和安培力F的方向，其中正确的是（）

A .

B .

C .

D .

如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220 $\text{[math]}$ sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A . 原线圈的输入功率为220 $\text{[math]}$ B . 电流表的读数为1A C . 电压表的读数为110 $\text{[math]}$ D . 副线圈输出交流电的周期为50s

如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒PQ和MN，并且分别放置在磁感应强度为B₁和B₂的匀强磁场中，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（）

A . 向左加速运动 B . 向右加速运动 C . 向右减速运动 D . 向右匀速运动

如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（）

A . 该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象 B . 家用交流电电流方向每秒变化50次 C . 该无线充电装置的输出电压的峰值为 $\text{[math]}$ D . 基座线圈和受电线圈的匝数比为311：10

电子束焊接是利用加速和会聚的高速电子流轰击工件接缝处，使金属熔合的一种焊接方法。电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。K为阴极，A为阳极，P是KA的中点，电子束从阴极逸出后经电场加速到达阳极，不考虑电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（）

A . 电子由K运动到A做匀加速运动 B . K点电势高于A点电势 C . 电子由K运动到A，电势能增加 D . 电子在KP阶段增加的动能 $\text{[math]}$ 小于在PA阶段增加的动能 $\text{[math]}$

如图，以点电荷 $\text{[math]}$ 为球心画出两个球面1和2，半径分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）， $\text{[math]}$ 点位于球面1上， $\text{[math]}$ 点位于球面2上。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 点电势高于 $\text{[math]}$ 点电势 B . $\text{[math]}$ 点场强小于 $\text{[math]}$ 点场强 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点场强比为 $\text{[math]}$ D . 点电荷 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 点移动到 $\text{[math]}$ 点，其电势能减小

将如图甲所示的正弦交流电加在图乙中理想变压器的A、B两端，变压器的原副线圈匝数比为2∶1，R_t为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），则（）

A . 在t=0.01s时，电压表V₁的示数为零 B . 副线圈两端电压的瞬时值表达式为 $\text{[math]}$ C . R_t处温度升高时，电流表A示数变小 D . R_t处温度升高时，电压表V₂的示数变小

下列各组物理量中，由电场自身性质决定的是（）

A . 电场力、电场强度 B . 电场强度、电势差 C . 电场力做的功、电势能 D . 电势差、电势能