高考专题--与磁场相关的科技信息问题-高考物理100考点最新模拟---精校解析 Word版
15页1、100考点最新模拟题千题精练9-14一选择题1.(2018宁波模拟) 超导电磁船是一种不需要螺旋桨推进的低噪音新型船,如图是电磁船的简化原理图,AB和CD是与电源相连的导体板,AB与CD之间部分区域浸没在海水中并有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由固定在船上的超导线圈产生,其独立电路部分未画出),以下说法正确的是A使船前进的力,是磁场对海水中电流的安培力B要使船前进,海水中的电流方向从CD板指向AB板C同时改变磁场的方向和电源正负极,推进力方向将与原方向相反D若接入电路的海水电阻为R,其两端的电压为U,则船在海水中前进时,AB与CD间海水中的电流强度小于 【参考答案】D2(2016湖北部分重点中学联考)物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄的气体,电子枪在加速电压下发射电子,电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形。若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是( )A增大电子枪的加
2、速电压,电子束的轨道半径变大B增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变C增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小D增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变【参考答案】AC3(2016济南模拟)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示。粒子源S发出两种带正电的同位素粒子甲和乙,两种粒子从S出来时速度很小,可忽略不计,粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示),最终打到照相底片上。测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入口的距离之比为54,则它们在磁场中运动的时间之比是A54 B45 C2516 D1625【参考答案】 C【命题意图】本题考查了质谱仪、洛伦兹力和带电粒子在匀强磁场中的运动、动能定理及其相关的知识点。二计算题1.(2018浙江选考)压力波测量仪可将待测压力波转换为电压信号,其原理如图1所示。压力波p(t)进入弹性盒后,通过与铰链O相连的“-|”型轻杆L,驱动杆端头A处的微型霍尔片在磁场中沿X轴方向做微小振动,其位移x与压力p成正比(x=p,0)。霍尔片的放大图如图2所示,它由长宽厚=abd、单位体积内自由电子数为n的N型半
3、导体制成。磁场方向垂直于X轴向上,磁感应强度大小为B=Bo(1-|x|),0。无压力波输入时,霍尔片静止在x=0处,此时给霍尔片通以沿C1C2方向的电流I,则在侧面上D1 、D2两点间产生霍尔电压Uo。(1)指出D1 、D2两点哪点电势高;(2)推导出U0与I、B0之间的关系式(提示:电流I与自由电子定向移动速率v之间关系为I=nevbd,其中e为电子电荷量);(3)弹性盒中输入压力波p(t),霍尔片中通以相同电流,测得霍尔电压UH随时间t变化图像如图3。忽略霍尔片在磁场中运动产生的电动势和阻尼,求压力波的振幅和频率。(结果用U0、U1、t0、及表示)【参考答案】(1) D1点电势高 (2) U0=1neIB0d (3) A=1(1-U1U0) ,f=12t0(2)当电压为U0时,电子不再发生偏转,故电场力等于洛伦兹力qvB0=qU0b 由电流I=nevbd 得:v=Inebd 将带入得U0=IB0ned(3)图像结合轻杆运动可知,0-t0内,轻杆向一侧运动至最远点又返回至原点,则轻杆的运动周期为T=2t0所以,频率为:f=12t0当杆运动至最远点时,电压最小,即取U1,此时B=B0(
4、1-|x|) 取x正向最远处为振幅A,有:U1=IB0ned(1-A) 所以:U0U1=IB0nedIB0(1-A)ned=11-A解得:A=U0-U1U0根据压力与唯一关系x=p可得p=x因此压力最大振幅为:pm=U0-U1U02.(2017浙江选考题)为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系,小明设计了如图所示的装置。半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴OO上,由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内,并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触,导轨间距为l,底部接阻值也为R的电阻,处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中,从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接。当开关S断开,棒cd静止时,弹簧伸长量为x0;当开关S闭合,电动机以某一速度匀速转动,棒cd再次静止,弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)。不计其余电阻和摩擦等阻力,求此时(1)通过棒
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