2023届浙江省高考物理模拟试题知识点分类训练:电磁学选择题(中档题)1
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一、单选题
1.(2023·浙江温州·统考三模)如图甲所示为粒子直线加速器原理图,它由多个横截面积相同的同轴金属圆筒依次组成,序号为奇数的圆筒与序号为偶数的圆筒分别和交变电源相连,交变电源两极间的电势差的变化规律如图乙所示。在时,奇数圆筒比偶数圆筒电势高,此时和偶数圆筒相连的金属圆板(序号为0)的中央有一自由电子由静止开始在各间隙中不断加速。若电子的质量为m,电荷量为e,交变电源的电压为U,周期为T。不考虑电子的重力和相对论效应,忽略电子通过圆筒间隙的时间。下列说法正确的是( )
A.电子在圆筒中也做加速直线运动
B.电子离开圆筒1时的速度为
C.第n个圆筒的长度应满足
D.保持加速器筒长不变,若要加速比荷更大的粒子,则要调大交变电压的周期
2.(2023·浙江温州·统考三模)关于以下几幅插图,下列说法正确的是( )
A.甲图,用头发屑可以模拟电场线,图中的电荷一定是带正电
B.乙图,可变电容器是通过改变铝片之间的距离从而改变电容的
C.丙图,优质的话筒线外面包裹着金属网,目的是为了增强话筒线的导电性能
D.丁图,加油站给车加油前,触摸一下静电释放器,可将人体的静电释放到大地
3.(2023·浙江温州·统考三模)利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率,如图所示,一块磁铁安装在前轮上,霍尔传感器固定在前叉上,离轮轴距离为r,轮子每转一圈,磁铁就靠近霍尔传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁靠霍尔元件最近时,通过元件的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度为B,在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d,载流子的电荷量为,电流I向左。下列说法正确的是( )
A.前表面的电势高于后表面的电势
B.若车速越大,则霍尔电势差U越大
C.元件内单位体积中的载流子数为
D.若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲,则自行车行驶的速度大小
4.(2023·浙江绍兴·统考二模)如图所示,神经元细胞可以看成一个平行板电容器,正、负一价离子相当于极板上储存的电荷,细胞膜相当于电介质,此时左极板的电势低于右极板的电势,左右两极板之间的电势差为。已知细胞膜的相对介电常数为,膜厚为d,膜面积为S,静电力常量为k,元电荷为e。由于某种原因导致膜内外离子透过细胞膜,使膜内变为正离子而膜外变为负离子,这时左右两极板之间的电势差为,则通过细胞膜的离子数目为( )
A. B. C. D.
5.(2023·浙江台州·统考二模)笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体,实现开屏变亮,合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电,长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件,电流方向向右。当合上显示屏时,水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中,元件前、后表面间产生电压,当电压达到某一临界值时,屏幕自动熄灭。则元件的( )
A.合屏过程中,前表面的电势比后表面的低 B.开屏过程中,元件前、后表面间的电压变大
C.若磁场变强,可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D.开、合屏过程中,前、后表面间的电压U与b无关
6.(2023·浙江绍兴·统考二模)如图甲所示,电动势为0.10V的电池连接一只电流表,两者的内阻忽略不计。电池的一端连接长度为1.0m导线的右端,电流表的另一端接上导线的某一点,x为接点与导线左端的距离,导线由一段金属线1(电阻率为)和一段金属线2(电阻率为)串接而成,它们的横截面积相同。由电流表测得的电流I,所推得的电路总电阻R和x的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.导线的左边部分为金属线1
B.导线的横截面积约为
C.当x=0.7m时电池消耗的功率约为0.36W
D.当x>0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为
7.(2023·浙江宁波·统考二模)点电荷A、B、C、D在平面直角坐标系中的位置和电荷量如图所示,取无穷远处为电势零点,下列说法正确的是( )
A.M点的电势为零
B.Q点的电场强度为零
C.点电荷A所受的电场力为零
D.在P点放置一带负电的试探电荷,其电势能为负值
8.(2023·浙江台州·统考二模)如图所示为手机的无线充电原理示意图。正常工作状态下,输入电压为220V时,接收线圈的电压为8V。已知发射线圈的匝数为1100匝,装置的磁通量损耗约为。下列说法正确的是( )
A.接收线圈的匝数为40匝
B.两线圈中交变电流的频率不相同
C.让手机略微远离充电装置,接收线圈的电压不变
D.相比有线充电器,该装置能量损耗率更高
9.(2023·浙江宁波·统考二模)如图甲所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图乙所示的交变电流,下列说法正确的是( )
A.时刻两线圈间作用力最大
B.时刻两线圈间作用力最大
C.在到时间内,A、B两线圈相互排斥
D.在到时间内,A、B两线圈相互排斥
10.(2023·浙江台州·统考二模)某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示,电源铭牌上标有“36V,12Ah”字样。正常工作时,电源的输出功率为180W,工作效率为75%,电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时( )
A.电动机两端电压为36V B.电动机的电流约为5A
C.自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D.自行车匀速行驶的最远距离约为30km
11.(2023·浙江台州·统考二模)电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场,带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由A沿直线运动到B。下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场 B.电子运动过程中电势能逐渐减小
C.电子运动过程中加速度逐渐减小 D.电子经过各点的电势随位移x的变化如乙图所示
12.(2023·浙江台州·统考二模)小张用多用表的欧姆挡测量一个带铁芯变压器线圈的电阻。小杨两手分别握住线圈裸露的两端让小张测量,测量时表针摆过了一定角度。正当小张将表笔与线圈脱离时,小杨有电击感。下列说法正确的是( )
A.实验中小张也有电击感
B.表笔与线圈脱离前后通过小杨的电流方向不变
C.若未放置铁芯,小杨电击感减弱
D.小杨有电击感,是因为表笔与线圈脱离后流过线圈的电流突然变大
13.(2023·浙江嘉兴·统考二模)如图所示是磁电式电表的结构示意图。磁电式电表由固定的蹄形磁铁(图中只画出了一部分)、极靴、圆柱形铁芯、绕在铝框上的铜质线圈、下端带有平衡锤的指针等组成。指针与铝框固定在一起,可绕转轴转动。则( )
A.铝框转动时框内没有感应电流
B.圆柱形铁芯使得极靴间形成匀强磁场
C.平衡锤的作用是使指针整体的重心在转轴上
D.用电表测量时线圈左右两侧所受安培力方向相同
14.(2023·浙江杭州·统考二模)利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示,将霍尔元件置于两块磁性强弱相同同极相对放置的磁体缝隙中,建立如图乙所示的空间坐标系。两磁极连线方向沿x轴,通过霍尔元件的电流I不变,方向沿z轴正方向。当霍尔元件处于中间位置时,磁感应强度B为0,霍尔电压为0,将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着±x方向移动时,则有霍尔电压输出,从而能够实现微小位移的测量。已知该霍尔元件的载流子是负电荷,则下列说法正确的是( )
A.霍尔元件向左偏离位移零点时,其左侧电势比右侧高
B.霍尔元件向右偏离位移零点时,其下侧电势比上侧高
C.增加霍尔元件沿y方向的厚度,可以增加测量灵敏度
D.增加霍尔元件沿x方向的厚度,可以增加测量灵敏度
15.(2023·浙江温州·统考二模)如图所示,磁铁在电动机和机械装置的带动下,以O点为中心在水平方向上做周期性往复运动。两匝数不同的线圈分别连接相同的小灯泡,且线圈到O点距离相等。线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响可以忽略,不考虑灯泡阻值的变化。下列说法正确的是( )
A.两线圈产生的电动势有效值相等 B.两线圈产生的交变电流频率不相等
C.两小灯泡消耗的电功率相等 D.两线圈产生的电动势同时为零
16.(2023·浙江·模拟预测)图甲所示是小型交流发电机的示意图,矩形线框的匝数为N,面积为S,内阻为r,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B。线框从图甲所示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动,通过电刷和外电路连接,外电路中的小灯泡恰好正常发光(小灯泡正常发光时的电阻为R)。如图乙所示,某线圈连接的换向器由两个半铜环和两个电刷组成。忽略导线和交流电流表的电阻,下列说法正确的是( )
A.从图甲所示位置开始计时,线框产生的感应电动势表达式为
B.电流表的示数
C.若仅将图甲中的电刷装置换成图乙中的换向器装置,小灯泡也恰好正常发光
D.矩形线框的输出功率为
17.(2023·浙江·模拟预测)行走一万步消耗240~300大卡的热量,1大卡=4186焦耳,下列选项可以表示1大卡的是( )
A. B.
C. D.
18.(2023·浙江温州·统考二模)如图甲所示,为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景。其简化如图乙,间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上,O为正六边形的中心,A点、B点分别为Oa、Od的中点。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距离成反比。6条输电导线中通有垂直纸面向外,大小相等的电流,其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F,则( )
A.O点的磁感应强度大小为零 B.A点和B点的磁感应强度相同
C.a导线所受安培力为F D.a导线所受安培力方向沿Oa指向a
19.(2023·浙江·模拟预测)如图甲所示,在阻值为R的电阻左侧连接一个电容为C的电容器,在R的右侧连接一个环形导体,环形导体的电阻为r,所围的面积为S。环形导体中有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小随时间变化的规律如图乙所示,连接电路的导线电阻不计,在0~t0时间内电容器( )
A.上极板带正电,所带电荷量为
B.上极板带负电,所带电荷量为
C.上极板带正电,所带电荷量为
D.上极板带负电,所带电荷量为
20.(2023·浙江·模拟预测)如图甲,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=的圆形匀强磁场区域中。线框顶点与右侧圆心重合,线框底边中点与左侧圆心重合。磁感应强度B1垂直水平面向上,大小不变;B2垂直水平面向下,大小随时间变化。B1、B2的值如图乙所示,以下说法不正确的是( )
A.通过线框的感应电流方向为逆时针方向
B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.1Wb
C.在0.6s内通过线框中的电荷量约为0.13C
D.经过0.6s线框中产生的热量约为0.07J
21.(2023·浙江·模拟预测)如图所示,一个有矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭合导线框,由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t=0),规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的是( )
A. B.
C. D.
22.(2023·浙江·模拟预测)如图所示,在直角边长为2L的等腰Rt△ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场。用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd,沿纸面从左向右以速度v匀速通过整个磁场区域。设电流逆时针方向为正方向,则线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(2023·浙江·模拟预测)如图所示,长为L的导体棒AB原来不带电,现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上,且距离导体棒的A端为R,O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
A.A端带正电,B端带负电
B.A端电势与B端电势相等
C.感应电荷在O点的场强大小
D.感应电荷在O点的场强方向向右
24.(2023·浙江·模拟预测)磁电式电流表的外部构造如图(甲)所示,在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈,转轴上装有螺旋弹簧和指针(如图乙所示)。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。当电流通过线圈时,线圈在安培力的作用下转动,如图(丙)所示,螺旋弹簧被扭动,线圈停止转动时满足,式中N为线圈的匝数,S为线圈的面积,I为通过线圈的电流,B为磁感应强度,θ为线圈(指针)偏角,k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象,下列说法错误的是( )
A.铁芯内部的磁感线会相交
B.线圈转动过程中受到的安培力始终与线框平面垂直
C.若线圈中通以如图丙(丙图左侧是)所示的电流时,此时线圈将沿顺时针方向转动
D.更换k值相对小的螺旋弹簧,则电流表的灵敏度(灵敏度即)将会增大
二、多选题
25.(2023·浙江温州·统考三模)下列说法正确的是( )
A.利用压力传感器可以制成电子秤
B.光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性
C.赫兹用实验证实了电磁波的存在,并首先发现光电效应
D.查德威克研究粒子散射实验,并提出了原子核式结构模型
26.(2023·浙江绍兴·统考二模)下列说法正确的是( )
A.变化的电场产生磁场
B.紫外线可以用来灭菌消毒
C.商场洗手间里的自动干手机装置内部可能设有红外线传感器
D.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置,该装置采用的是温度传感器
27.(2023·浙江·模拟预测)如图所示为一理想自耦变压器,在A、B间输入电压恒定的交变电流,P为滑片,初始位置位于副线圈C、D的中点G,电流表A1和A2为理想电表,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.若将滑片P向上滑动,则电流表A1的示数变小
B.若将滑片P向下匀速滑动,则输入功率均匀增大
C.若将滑片P向下滑动到G、D的中点,则电阻R的功率将变为原来的
D.若将滑片P向上滑动到C、G的中点,则电阻R的功率将变为原来的
28.(2023·浙江杭州·统考二模)下列说法正确的是( )
A.可用金属铂制作温度传感器 B.可用干簧管制作压力传感器
C.可用金属电容器制作位移传感器 D.可用电阻应变片制作温度传感器
29.(2023·浙江·模拟预测)数字触发器可以将模拟信号转化为数字信号。如图甲中的正弦式交变电流通过图乙数字触发器后输出图丙的数字信号。数字触发器的转换规则是:交变电流数值小于0.5U时输出为0,交变电流数值不小于0.5Um时输出2V。关于图丙,下列说法正确的是( )
A.t2到t1的时间差为s
B.通过某理想变压器的输出电压为零
C.该电压的频率等于100Hz
D.图丙的电压接在R=100Ω的电阻两端,一个周期内的发热量为4×10-4J
参考答案:
1.C
【详解】A.由于金属圆筒处于静电平衡状态,圆筒内部场强为零,则电子在金属圆筒中做匀速直线运动,故A错误;
B.电子离开圆筒1时,由动能定理得
所以电子离开圆筒1瞬间速度为
故B错误;
C.电子从金属圆筒出来后要继续做加速运动,在金属圆筒中的运动时间为交变电源周期的一半,即,电子在圆筒中做匀速直线运动,所以第n个圆筒长度为
故C正确;
D.由C可知,保持加速器筒长不变,若要加速比荷更大的粒子,则要调小交变电压的周期,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.甲图利用头发屑模拟的电场线,从该图不能看出电场线的方向,则不能确定该电场一定是正电荷形成的,故A错误;
B.乙图的可变电容器的原理是改变铝片之间的相对面积从而达到改变电容的目的,故B错误;
C.丙图,优质的话筒线外面包裹着金属网,应用了静电屏蔽的原理,避免外界干扰,不会增强话筒线的导电性能,故C错误;
D.在加油站给车加油前,要用手触摸一下静电释放器,是为了把产生的静电导走,属于静电的防止,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】A.根据左手定则可知载流子受到的洛伦兹力指向前表面,所以载流子会在前表面聚集,载流子带负电,所以霍尔元件的前表面电势低于后表面电势,故A错误;
B.设霍尔元件的宽为b,稳定后电荷所受电场方和洛伦兹力平衡,即
解得
设单位体积内自由移动的载流子数为n,由电流微观表达式
整理得
由于电流强度I和磁感强度B不变,因此霍尔电势差U与车速大小无关,故B错误;
C.由B可知,单位体积内自由移动的载流子数为
故C错误;
D.若单位时间内霍尔元件检测到m个脉冲,周期为
角速度为
自行车行驶的速度大小
故D正确。
故选D。
4.B
【详解】由可得
,
则通过细胞膜的电荷量为
又因为,可得通过细胞膜的离子数目为
故选B。
5.D
【详解】A.电流方向向右,电子向左定向移动,根据左手定则,自由电子向后表面偏转,后表面积累了电子,前表面的电势高于后表面的电势,故A错误;
BCD.稳定后根据平衡条件有
根据电流的微观表达式有
解得
所以开屏过程中,磁感应强度减小,元件前、后表面间的电压变小。若磁场变强,元件前、后表面间的电压变大,不可能出现闭合屏幕时无法熄屏。开、合屏过程中,前、后表面间的电压U与b无关,故D正确,BC错误;
故选D。
6.D
【详解】A.根据,当x很大时,电阻变化较快,则电阻率较大,所以导线的右边部分为金属线1,故A错误;
B.根据
所以对左边是金属线2
解得
故B错误;
C.根据图像可知,x>0.3m时
当x=0.7m时
电池消耗的功率
故C错误;
D.当x>0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为
故D正确。
故选D。
7.A
【详解】AD.将四个点电荷看成两组等量异种电荷,点和点均在两组等量异种电荷的中垂线上,电势均为零,在P点放置一带负电的试探电荷,其电势能为零,A正确,D错误;
B.设单位长度为,根据电场强度的叠加可得Q点的电场强度为
B错误;
C.点电荷A所受的电场力
C错误。
故选A。
8.D
【详解】A.由法拉第电磁感应定律得,发射线圈的电压为
装置的磁通量损耗约为,则接收线圈的电压为
所以
可得,接收线圈的匝数为
A错误;
B.发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等,则发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同,B错误;
C.让手机略微远离充电装置,受电线圈中感应电流变小,发射线圈中的感应电流变小,则接收线圈的电压发生变化,C错误;
D.无线充电利用能量转化的原理充电的,将电场能变成磁场能,然后再变成电场能给电池充电,相比有线充电器,该装置能量损耗率更高,D正确。
故选D。
9.D
【详解】A.由图可知,在t1时刻线圈A中的电流最大,此时产生的磁通量的变化率是最小的,为零,所以线圈B感应电流为零,因此两线圈间作用力为零,故A错误;
B.在t2时刻,线圈A中的电流为零,而磁通量的变化率是最大的,所以线圈B感应电流也是最大,但A、B间的相互作用力为零,故B错误;
C.在到时间内,若设顺时针(从右向左看)方向为正,则线圈A电流方向顺时针且大小减小,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小减小,由楞次定律可知,线圈B的电流方向顺时针方向,因此A、B中电流方向相同,出现相互吸引现象,故C错误;
D.在到时间内,若设顺时针方向(从右向左看)为正,则线圈A电流方向逆时针且大小增大,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小增大,由楞次定律可知,线圈B的电流方向顺时针方向,因此A、B中电流方向相反,A、B出现互相排斥,故D正确。
故选D。
10.C
【详解】AB.正常工作时,电源的输出功率为180W,工作效率为75%,则电源的输入功率为
且由公式
解得电动机的额定电流约为
设电动机的内阻为,电动机的效率为80%,则
解得
由于电源与电动机都有内阻,故电动机两端电压
故AB错误;
CD.根据电池容量,电流为,则可得
自行车匀速行驶时
则由
解得
自行车匀速行驶的最远距离约为
故C正确,D错误。
故选C。
11.B
【详解】A.由甲图中电场线分布可知,该电场为非匀强电场,A错误;
B.由于电子带负电,当它从A沿直线运动到B时,电场力做正功,则电势能减小,B正确;
C.由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知,电子在加速过程中电场力逐渐变大,因此加速度逐渐变大,C错误;
D.乙图斜率表示电场强度,由图知斜率逐渐变小,而甲图可知电场强大逐渐变大,D错误。
故选B。
12.C
【详解】AD.当回路断开时,电流要立即减小到零,但由于线圈的自感现象会产生感应电动势,该自感电动势较大,小杨两手分别握住线圈裸露的两端,瞬间有高电压,所以有电击感,但是小张握着绝缘处,不会有电击感,故AD错误;
B.线圈自感,要保持的电流方向,相当于电源内部,而小杨相当于外电路,外电路电流方向改变,故B错误;
C.若未放置铁芯,磁性减弱,自感产生感应电动势减小,所以小杨电击感减弱,故C正确。
故选C。
13.C
【详解】ABD.蹄形磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场是辐向均匀分布的,并不是匀强磁场,但是距离转轴中心距离相同的地方,磁感应强度大小相同,而铝框左右两边关于转轴对称,铝框在转动中左右两边切割磁感线从而产生感应电流,又在磁场作用下产生安培力,而由
可知,铝框左右两边产生的安培力的大小相同,而由于铝框在转动过程中,所在平面始终和辐向磁场平行,根据左手定则可知,左右两边所受安培力方向始终相反,故ABD错误;
C.平衡锤的作用是减弱指针的倾斜趋势,使指针整体的重心在转轴上,故C正确。
故选C。
14.B
【详解】AB.霍尔元件向左偏离位移零点时,磁场方向向右,则带负电的载流子向下偏转,则上侧电势比下侧高;同理霍尔元件向右偏离位移零点时,其下侧电势比上侧高,选项A错误,B正确;
CD.当稳定时
其中
解得
则只有减小x方向的厚度才能增加灵敏度;增加霍尔元件沿y方向或者沿x方向的厚度,都不可以增加测量灵敏度,选项CD错误。
故选B。
15.D
【详解】磁铁运动过程中磁通量变化率相同,两线圈产生的交变电流频率相等,产生的电动势同时为零,两线圈匝数不同故产生的电动势有效值不相等,两小灯泡电阻相同电动势不同故消耗的电功率不相等。
故选D。
16.C
【详解】A.t=0时刻,线框平面与磁场方向平行,此时的磁通量为零,磁通量变化量最大,感应电动势最大,则线框产生的感应电动势表达式为
故A错误;
B.电流表的示数为电流的有效值,应为
故B错误;
C.若仅将图甲中的电刷装置换成图乙中的换向器装置,线框输出电流的有效值不变,故灯泡的功率不变,也恰好正常发光,故C正确;
D.矩形线框的输出功率为
故D错误。
故选C。
17.D
【详解】由单位制知识及功的计算公式
所以
故选D。
18.A
【详解】A.根据右手螺旋定则可知和导线在点处的磁场等大反向,和导线在点处的磁场等大反向,和导线在点处的磁场等大反向,故点的磁感应强度为零,故A正确;
B.根据对称性可知A点和B点的磁感应强度大小相等,方向不同,关于点对称,故B错误;
CD.根据题意可知、对导线的安培力大小,、对导线的安培力大小为,对导线的安培力大小为,根据矢量的合成可得a导线所受安培力
所有导线的电流方向相同,所以导线直线安培力表现为相互吸引,则a导线所受安培力方向沿指向,故CD错误。
故选A。
19.C
【详解】由题图乙可知
B增大,根据楞次定律知,感应电流沿逆时针方向,故电容器上极板带正电,感应电动势为
电容器两端电压为
所以电容器所带电荷量为
故选C。
20.B
【详解】A.由磁感应强度B1垂直水平面向上,大小不变;B2垂直水平面向下,大小随时间增大,则线框的磁通量减小,由楞次定律可得,线框中感应电流方向为逆时针方向,A正确,不符合题意;
B.t=0时刻穿过线框的磁通量为
B错误,符合题意;
C.在0.6s内通过线框中的电量
C正确,不符合题意;
D.由焦耳定律可得
D正确,不符合题意。
故选B。
21.C
【详解】AD.线框进入磁场的过程,磁通量向里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流i应为正方向,故AD错误;
BC.线框进入磁场的过程,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;线框完全进入磁场的过程,磁通量不变,没有感应电流产生;线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流i应为负方向,线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小,由,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,故B错误,C正确。
故选C。
22.B
【详解】线框开始进入磁场运动L的过程中,只有边bc切割,切割有效长度不变,感应电动势不变,感应电流不变,由右手定则可知感应电流为逆时针方向(正方向);前进L后,边bc开始出磁场,边ad开始进入磁场,回路中的感应电动势为边ad产生的减去bc边在磁场中产生的电动势,线圈切割磁感线的有效长度从零逐渐增大,回路中感应电动势从零逐渐增大,感应电流从零逐渐增大,感应电流为顺时针方向(负方向);当线圈再前进L时,边bc完全出磁场,ad边也开始出磁场,有效切割长度逐渐减小,感应电动势从零逐渐减小,感应电流逐渐减小,感应电流为顺时针方向((负方向)。
故选B。
23.B
【详解】A.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引可知,导体棒AB中的负电荷受到正电荷q的吸引,当导体棒AB达到静电平衡后,A端带负电,B端带正电,A错误;
B.处于静电平衡下的导体是个等势体,其表面是个等势面,所以导体棒表面各点电势都相等,即A端电势与B端电势相等,B正确;
CD.处于静电平衡下的导体内部场强处处为零,感应电荷的电场与外电场的合场强为零,外电场在O点的场强方向向右,则感应电荷在O点的场强方向向左;感应电荷在O点产生的场强等于点电荷q在O点产生的场强
CD错误。
故选B。
24.A
【详解】A. 根据磁感线分布特点:磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从N极出来,回到磁铁的S极,每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。蹄形磁铁外部和铁芯内部的磁场如图
A错误;
B. 蹄形磁铁产生辐射状的磁场,线圈转动过程中磁场的方向始终与切割磁感线的两条边垂直,受到的安培力始终与线框平面垂直,B正确;
C. 若线圈中通以如图(丙)所示的电流时,根据左手定则,此时线圈将沿顺时针方向转动,C正确;
D. 根据题意
NBIS=kθ
解得
更换k值更小的螺旋弹簧,电流表的灵敏度增大(灵敏度即),D正确。
本题选错误的,故选A。
25.ABC
【详解】A.利用压力传感器可以制成电子秤,故A正确;
B.光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性,故B正确;
C.赫兹最早用实验证实了电磁波的存在,在研究电磁波的实验中发现了光电效应,故C正确;
D.卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,D错误。
故选ABC。
26.ABC
【详解】A.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场产生磁场,故A正确;
B.紫外线可以用来灭菌消毒,故B正确;
C.人体为导体,可以和其他导体构成电容器,手接近自动干手机时相当于连接了一个电容器,故干手机内可能设置有电容式传感器。此外,因为人体体温恒定,会发射特定波长的红外线,如果传感器检测到该红外线后,触发开关,也可以使自动干手器工作,所以也可能设置有红外线传感器,故C正确;
D.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置,是通过不同的压力转换为电学量,运用的是压力传感器,故D错误。
故选ABC。
27.AD
【详解】A.将滑片P向上滑动时,升压比变小,电阻R两端电压变小,A2的示数减小,则A1示数也变小,故A正确;
B.将滑片P向下匀速滑动,原线圈匝数N1线性减小,
由
P=I1U1
得
输入功率将增大,但是非线性的,故B错误;
CD.若将滑片P向下滑动到G、D的中点,升压比将由1∶2变为1∶4,电阻R两端电压变为原来的2倍,根据P=,故功率将变为原来的4倍;若将滑片P向上滑动到C、G的中点,升压比将由1∶2变为3∶4,电阻R两端电压变为原来的,电阻R的功率将变为原来的,故C错误,D正确。
故选AD。
28.AC
【详解】A.金属铂的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性,利用铂的这种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,铂电阻温度传感器精度高,稳定性好,应用温度范围广,故A正确;
B.干簧管是感知磁场的传感器,故B错误;
C.金属电容式位移传感器的原理是电容器的两个电极作相对位移时,其电容量随着变化,根据电容的变化量可以测出位移的大小和方向,故可用金属电容器制作位移传感器,故C正确;
D.电阻应变片由电阻丝温度系数和电阻丝与被测件材料的膨胀系数的不同会产生温度误差,故不可用电阻应变片制作温度传感器,故D错误。
故选AC。
29.AC
【详解】A.由题图甲可知,正弦式交变电流
U=Umsinωt,ω==100πrad/s
故
A正确;
B.由于题图丙中的电压为0或2交替变化,且变化很快,变压器中磁通量变化率不为零,所以理想变压器的输出电压不为零,B错误;
C.由图1可知,该电压的频率为100Hz,C正确;
D.由图2可知,一个周期内有个电压为2V,因此一个周期内的发热量为
D错误。
故选AC。
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