高三物理专题训练之 交变电流及理想变压器
2019届高三物理专题训练之交变电流及
理想变压器
典例1. (2019·全国III卷·16)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0,周期为T,如图所示。则Q方: Q正等于( )
A.1:2
B.2:1
C. 1 : 2
D. 2 : 1
典例2. (2019·全国Ⅰ卷·16)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω,A为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
1.如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。磁场的磁感应强度B=2×10-2T,线圈的面积S=0.02 m2,匝数N=400 匝,线圈总电阻r=2 Ω,线圈的两端经集流环和电刷与电
阻R=8 Ω连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电表,线圈的转速n=50
πr/s。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,则下列说法正确的是()
A.交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e=82sin 100t(V)
B.交流电压表的示数为8 V
C.从t=0时刻开始线圈平面转过30°的过程中,通过电阻的电荷量约为5.7×10-3 C
D.电阻R上的热功率为6.4 W
2.如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是()
A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小
B.光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的
功率增大
C.当f减小时,变压器的输入功率减小
D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大
3. 如图所示为一自耦变压器,保持电阻R′和输入电压不变,以下说法正确的是()
A.滑片P向b方向移动,滑片Q下移,电流表示数减小
B.滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变
C.滑片P向b方向移动、滑片Q不动,电压表示数增大
D.滑片P不动、滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变
4.如图甲所示电路,已知电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时,U AB>0)。由此可知()
A.在A、B之间所加的交变电压的周期为2 s
B.在A、B之间所加交变电压瞬时值表达式为u=202sin 50πt(V)
C.加在R1上电压的有效值为10 V
D.加在R2上电压的有效值为510 V
5. 用同样的交流电分别用甲、乙两个电路给同样的灯泡供电,
结果两个电路中的灯泡均能正常发光,乙图中理想变压器原、
副线圈的匝数比为5 : 3,则甲、乙两个电路中的电功率之比
为()
A. 1 : 1
B. 5 : 2
C. 5 : 3
D. 25 : 9
6.如图甲所示,一理想变压器的原副线圈匝
数之比为n 1 : n 2 =1 : 2,原线圈连接正弦式交流
电源,副线圈连接一个“220 V ,100 W”的白炽
灯泡,灯泡正常发光。白炽灯泡的伏安特性曲
线如图乙所示。若将副线圈接上述电源,灯泡
接原线圈,则灯泡的实际功率约为( )
A .6.25 W B. 11.6 W C. 36.3 W D. 100 W
7. 如图所示,a 、b 两端接在正弦交流电源上,原副线圈回路中A 、B 电阻的阻值相同,原副线圈匝数比为n 1∶n 2,下列说法中正确的是( )
A .A 、
B 电阻的电流之比为n 1∶n 2
B .A 、B 电阻的电压之比为n 1∶n 2
C .A 、B 电阻的功率之比为2221:n n
D .A 电阻上的电压与原线圈输入电压之比为1 : 1
8.(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2=10∶1,b 是原线圈的中心抽头,S 为单刀双掷开关,定值电阻R 1、R 2均为10 Ω。在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压,下列说法正确的是( )
A .当S 与a 连接后,理想电流表示数为2.2 A
B .当S 与a 连接后,理想电压表示数为11 V
C .当S 由a 拨到b 后,副线圈输出电压的频率变为25 Hz
D .当S 由a 拨到b 后,原线圈的输入功率变为原来的4倍
9.(多选)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,其电动势为2202sin100πu t ,交流电源电阻为r =10 Ω,定值电阻R 0 =100 Ω与原线圈并联,滑动变阻器R 与副线圈串联,滑动变阻器的最大值为R m = 30 Ω,已知变压器的原副线圈的匝数之比为2 : 1,电流表和电压表均为理想交流电流表。滑动变阻器的滑动触头由最上端下向下缓慢移动到某位置时,开
关S 分别接a 、b ,电源输出功率相等,下列说法正确的是( )
A .开关接a 时,电流表的示数为2 A
B .开关接b 时,电压表的示数为110 V
C .电源的输出功率相等时,滑动变阻器的阻值可能为R = 25 Ω
D .副线圈消耗的功率最大时,滑动变阻器的阻值为R = 10 Ω
典例1.【解析】根据题述,正弦交变电流的电压有效值为02,而方波交流电的有效值为u 0,根据焦耳定律和欧姆定律,22U Q I RT T R ==,可知在一个周期T 内产生的热量与电压有效值的二次方成正比,2
2
00::2:12Q Q u == ???方正,选项D 正确。 【答案】D
典例2. 【解析】开关断开时,电路如图甲所示,原、副线圈的电流比
I I 2=n 2n 1,通过R 2的电流I 2=In 1n 2,副线圈的输出电压U 2=I 2(R 2+R 3)=5In 1n 2
,由U 1U 2=n 1n 2
可得原线圈两端的电压U 1=5I ????n 1n 22,则U =U 1+IR 1=5I ????n 1n 22+3I ;开关闭合时,电路如图乙所示,原、副线圈的电流比4I I 2′=n 2n 1
,通过R 2的电流I 2′=4In 1n 2,副线圈的输出电压U 2′=I 2′R 2=4In 1n 2,由U 1′U 2′
=n 1n 2
可得原线圈两端的电压U 1′=4I ????n 1n 22,则U =U 1′+4IR 1=4I ????n 1n 22+12I ,联立解得n 1n 2
=3,选项B 正确。 【答案】B
1.【答案】C
【解析】磁场的磁感应强度B =2×10-2 T ,线圈面积S =0.02 m 2,匝数N =400,线圈总电阻r =2 Ω,线圈的转速n =50π
r/s ,故ω=100 rad/s ,交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e =NBSωcos ωt =82cos 100t (V),A 项错误;交流电压表显示出的是路端电压有效值,
故示数为E m R 2(R +r )
=6.4 V ,B 项错误;从t =0时刻转过30°的过程中,通过电阻的电荷量为q =N ΔΦR +r =42×10-3 C≈5.7×10-3 C ,C 项正确;电阻R 上的热功率P =I 2R =? ??
???E m 2R +r 2·R =5.12 W ,D 项错误。
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】D
【解析】由图象可得交流电的周期T =0.02 s ,故A 错误;电压最大值为U m =20 2 V ,交变电压的瞬时值表达式为u =U m sin ωt =202sin 2πT
t =202sin 100πt (V),故B 错误;因为是交流电所以应该分两种情况考虑:当A 点电位高于B 点电位时二极管导通即R 1被短路,R 2
电压为电源电压2022
V =20 V ;当B 点电位高于A 点电位时二极管截止,R 1、R 2串联分压,即对R 1有U 12R 1T =102R 1·T 2,解得U 1=5 2 V ,对R 2有:U 22R 2T =202R 2·T 2+102R 2·T 2
,解得U 2=510 V ,故C 错误D 正确。
5.【答案】C
【解析】设灯泡的额定电流为I ,则甲图中电路的功率为P 1=UI ,根据变流比可知,乙图中原线圈中电流为
35I ,乙图中的功率为235
P IU =,因此甲、乙两个电路中的功率之比为5 : 3,C 项正确。
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】AD
9.【答案】AC
【解析】开关接a 时,电流表的示数为1102A U I R r ==+,A 正确;根据变压比可得2121n U U n =,
原线圈所在电路中,电源内阻要分压,原线圈输入电压小于220 V ,则U 2小于110 V ,B 错误;电源输出功率相等时,即R 等效至原线圈时阻值等于R 0或等于1 Ω,由2201
()n R R n =可得R = 25 Ω或0.25R =Ω,C 正确;副线圈消耗的功率最大,即电源输出功率最大,即212
()10n R R n ==Ω等效,解得R = 2.5 Ω,D 错误。
2021届高考物理人教版二轮复习 计算题精解训练 机械波 作业(12) 含解析
2021届高考物理二轮复习计算题精解训练 (12)机械波 1.如图是一列横波在某一时刻的波形图像。已知这列波的频率为5 Hz ,此时0.5 m x =处的质点正向 y 轴正方向振动,可以推知: (1)这列波正在沿轴哪个方向方向传播; (2)波速大小是多少; (3)该质点1 s 内通过的路程是多少。 2.一列沿 x 轴传播的简谐横波,在0t =时刻的波形如图实线所示,在1=0.2 s t 时刻的波形如图虚线所示: (1)若波向 x 轴负方向传播,求该波的最小波速; (2)若波向 x 轴正方向传播,且1t T <,求 2 m x =处的 P 质点第一次出现波峰的时刻。 3.简谐横波沿 x 轴传播,M N 、是 x 轴上两质点,如图甲是质点 N 的振动图象.图乙中实线是 3 s t =时刻的波形图象,质点 M 位于8 m x =处,虚线是再过t ?时间后的波形图象.图中两波峰间距离7.0 m x ?=.求 (1)波速大小和方向; (2)时间t ?.
4.如图所示、一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,实线和虚线分别为10 s t =时与2 2 s t =时的波形图像,已知该波中各个质点的振动周期大于4 s 。求: (i)该波的传播速度大小; (ii)从10 s t =开始计时,写出 1 m x =处质点的振动方程。 5.如图,在平静的湖面上有相距12 m 的B C 、两片小树叶,将一枚小石子投到B C 、连线左侧的 O 点, 6 m OB =,经过24 s ,第1个波峰传到树叶 B 时,第13个波峰刚好在 O 点形成。求: (ⅰ)这列水波的波长和水波的频率; (ⅱ)从第1个波峰传到树叶 B 算起,需要多长时间 C 树叶开始振动。 6.如图所示,图甲为一列简谐横波在2s t =时的图象,Q 为4m x =处的质点,P 为11m x =处的质点,图乙为质点P 的振动图象。 (1)求质点P 的振动方程及该波的传播速度; (2)2s t =后经过多长时间Q 点位于波峰?
2009届高三物理综合能力强化训练小金卷(6)
2009届高三物理综合能力强化训练小金卷(6) 1、当两个中子和一个质子结合成氚核时,产生γ光子辐射对这一实验事实,下列说法正确的是( ) A .核子结合成原子核时,要放出一定的能量 B .原子核分裂成核子时,要放出一定的能量 C .γ光子的质量为零,氚核的质量等于中子与质子的质量之和 D .γ光子具有一定的能量,氚核的质量小于中子与质子的质量之和 2、在交通信号灯的设置中,通常把红色的信号灯设置为禁止同行的标志,这是除了红色容易引起人的视觉注意外,还有一个重要的原因是由于它( ) A .比其它可见光更容易发生衍射 B .比其它可见光更容易发生干涉 C .比其它可见光的光子能量更大 D .比其它可见光更容易发生光电效应 3、如图1—1所示,是同一轨道平面上的三颗人造地球卫星,下列说法正确的是( ) A .根据v gr = ,可知B A C v v v << B .根据万有引力定律,可知B A C F F F >> C .角速度B A C ωωω<< D .向心加速度B A C a a a << 图1—1 4、AB ,CD 为圆的两条相互垂直的直径,圆心为O 。将等量q 的正、 负点电荷放在圆周上关于AB 对称且相距等于圆的半径的位置,如 图1—2所示,要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个 适当电量的电荷Q ,则该点电荷Q ( ) A .应放在C 点,带电何q - B .应放在D 点,带电何q - C .应放在A 点,带电何2q D .应放在D 点,带电何2q - 图1—2 5、如图1—3所示,内壁光滑、两端开口的圆柱形容器用活塞A 、B 封闭着一定质量的理 地球 A C D O +q -q
高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含答案)
高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含 答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
热学计算题(二) 1.如图所示,一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置,管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱.已知大气压强为75cmHg,玻璃管周围环境温度为27℃.求: Ⅰ.若将玻璃管缓慢倒转至开口向下,玻璃管中气柱将变成多长? Ⅱ.若使玻璃管开口水平放置,缓慢升高管内气体温度,温度最高升高到多少摄氏度时,管内水银不能溢出. 2.如图所示,两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱,气体温度为300K时,空气柱在U形管的左侧. (i)若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少? (ii)为了使空气柱的长度恢复到15cm,且回到原位置,可以向U形管内再注入一些水银,并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱气体的温度变为多少(大气压强P0=75cmHg,图中标注的长度单位均为cm) 3.如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上,右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍,管中装入水银,大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm,且水银面比封闭管内高4cm,封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中两管的气体温度始终不变,试求: ①粗管中气体的最终压强;②活塞推动的距离。
4.如图所示,内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中,左侧管上端开口,并用轻质活塞封闭有长l1=14cm,的理想气体,右侧管上端封闭,管上部有长l2=24cm的理想气体,左右两管内水银面高度差h=6cm,若把该装置移至温度恒为27℃的房间中(依然竖直放置),大气压强恒为p0=76cmHg,不计活塞与管壁间的摩擦,分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度. 5.如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.求:在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度. 6.如图,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为S A:S B=1:2,两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时,A、B 中气体的体积皆为V0,温度皆为T0=300K.A中气体压强P A=1.5P0,P0是气缸外的大气压强.现对A加热,使其中气体的体积增大V0/4,,温度升到某一温度T.同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体压强(用P 0表示结果)和温度(用热力学温标表达)
高考物理电磁学知识点之交变电流单元汇编含答案(6)
高考物理电磁学知识点之交变电流单元汇编含答案(6) 一、选择题 1.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r =1.0Ω,外接R =9.0Ω的电阻。闭合开关S ,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e =10 sin10πt (V ),则( ) A .该交变电流的频率为10Hz B .该电动势的有效值为10 V C .外接电阻R 所消耗的电功率为9W D .电路中理想交流电流表的示数为 A 2.如图所示,一理想变压器,左右两边接有额定电压均为U 的4盏完全相同的灯泡(额定功率为P )左端接在一电压恒为U o 的交流电源两端。此4盏灯刚好正常发光。下列说法中正确的是( ) A .该变压器的原副线圈匝数比为1∶3 B .此时交流电源输出的功率为3P C .U o =4U D .如果灯L 2突然烧断,L 1将变亮,而其余2盏将变暗 3.在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则 ( ) A .t =0.005s 时线圈平面与磁场方向平行 B .t =0.010s 时线圈的磁通量变化率最大 C .线圈产生的交变电动势频率为100Hz D .线圈产生的交变电动势有效值为311V 4.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =,原线圈接入电压 2202u tV π=的交流电源,图中电表均为理想电表,闭合开关后,当滑动变阻器 的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是( )
t 时,电压表的示数为0 A.副线圈中交变电流的频率为100Hz B.0 C.电流表的示数先变小后变大D.电流表的示数先变大后变小 5.如图所示,两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数比为,则图(a)中L1的功率和图(b)中L1的功率分别为( ) A.P、P B.9P、C.、9P D.、9P 6.如图甲所示为一理想变压器,原、副线圈匝数比为22∶1,两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图乙所示,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。则下列说法正确的是 () A.经过1 min原线圈的输出电能为6×102 J B.由于电压过高小灯泡会被烧坏 C.电压表的示数为 2202 V D.电流表的示数为 2 A 7.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则 A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05A
北京市丰台区2021届高三物理下学期综合练习(一模)试题(一).doc
北京市丰台区2021届高三物理下学期综合练习(一模)试题(一)本试卷共8页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。 1.下列说法正确的是 A.气体分子平均动能越大,其压强一定越大 B.两种物质温度相同时,其分子平均动能不一定相同 C.当分子之间距离增大时,分子间的引力和斥力都增大 D.液体中悬浮微粒的布朗运动是由做无规则运动的液体分子撞击引起的 2.负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施,可以大大减少医务人员被感染的机会,病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同,负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体,则以下说法正确的是 A. 负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能 B. 负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率 C. 负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数 D. 相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力 3.以下说法正确的是 A. 光电效应显示了光的粒子性 B. 轻核聚变后核子的总质量大于聚变前核子的总质量 C. 汤姆孙研究阴极射线,提出原子具有核式结构 D. α粒子散射实验证明了中子是原子核的组成部分 4.下列说法正确的是 A. 海市蜃楼是光发生干涉的结果 B. 照相机镜头的增透膜,应用了光的衍射原理 C. 用双缝干涉实验装置观察白光的干涉现象,中央条纹是红色的 D. 肥皂膜上看到的彩色条纹是膜的两表面反射光干涉的结果 5.右图所示为交流发动机的示意图。线圈abcd转动方向为逆时针方向,产生的交流电电动势的最大值为102V,线圈abcd电阻为1Ω,小灯泡电阻为4Ω,其他电阻忽略不计。以 下说法正确的是 A.小灯泡两端电压为10V B.图示位置时,通过线圈的磁通量最大 C.线圈所在图示位置时产生的感应电动势最大 D.线圈所在图示位置时,ab边的电流方向为b a 6.图示装置是某同学探究感应电流产生条件的实验装置。在电路正常接通并稳定后,他发现:当电键断开时,电流表的指针向右偏转。则能使电流表指针向左偏转的操作是 A.拔出线圈A B.在线圈A中插入铁芯
高中物理交变电流复习课(详细)
专题一 交变电流的产生和图像 1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是 ( ) A .电路中交变电流的频率为0.25 Hz B C .电阻消耗的电功率为2.5 W D .用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知( ) A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin (25t )V B .该交流电的频率为25 Hz C .该交流电的电压的有效值为 D .若将该交流电压加在阻值R =100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W 3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接,R =10Ω,交流电压表的示数是10V 。图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。则 ( ) A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A) B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V) C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V) D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V) 4、如图所示,同轴的两个平行导线圈M 、N ,M 中通有图象所示的交变电流,则( ) A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引 C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大 5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框,当磁感应强度B 按图示规律变化时(以向里为正方向),线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i 随时间变化的图象(以逆时针方向为正)。 ⑵求该感应电流的有效值。 /s -2s U -U
高中物理磁场经典计算题训练 人教版
高中物理磁场经典计算题训练(一) 1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ,固定在光滑的水平面上,匀强磁场竖直向下,磁感应强度为B = 0.5T ,如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小球,从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入,以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. (1)为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来,小球入射的速度v 1是多少? (2)若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射,则需经过多少时间才能由P 点出来? 2. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下,如图(a )所示.发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求: (1)带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? (2)为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为a 的圆柱形区域,如图(b )所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线通过等边三角形的中心O ,且a =)10 1 33( L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点,带电粒子速度v 的大小应取哪些数值? 3.在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q , 质量为m 的粒子,从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场,其速度大小为v 0,方向与AC 成α.若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D 点,AD 与AC 的夹角为β,如图所示.求该匀强磁场的磁感强度B 的大小. a b c d A C F D (a ) (b )
高考物理电磁交变电流知识点总结
2019年高考物理电磁交变电流知识点总结物理的学习不是呆板的,而是灵活的,如果一味地埋头苦学而不知道去思考总结,那么结果往往是付出与收获不成正比。以下是电磁学和交变电流方面的重要结论。 1.若一条直线上有三个点电荷,因相互作用而平衡,其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异,两大夹一小”。 2.匀强电场中,任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。 3.正电荷在电势越高的地方,电势能越大,负电荷在电势越高的地方,电势能越小。 4.电容器充电后和电源断开,仅改变板间的距离时,场强不变。 5.两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 6.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关,仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。 7.带电粒子在有界磁场中做圆周运动 (1)速度偏转角等于扫过的圆心角。 (2)几个出射方向 ①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时,
速度与边界的夹角相等。 ②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出——对称性。 ③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨 迹与边界相切。 (3)运动的时间:轨迹对应的圆心角越大,带电粒子在磁场中的运动时间就越长,与粒子速度的大小无关。 8.速度选择器模型:带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时,当电场力和磁场力方向相反且满足v=E/B时,带电粒子做匀速直线运动(被选择)与带电粒子的带电量大小、正负无关,但改变v、B、E中的任意一个量时,粒子将发生偏转。 9.回旋加速器 (1)为了使粒子在加速器中不断被加速,加速电场的周期必须等于回旋周期。 (2)粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。 (3)在粒子的质量、电量确定的情况下,粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关,与加速器的电压无关(电压只决定了回旋次数)。 (4)将带电粒子:在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动,带电粒子每经过电场加