这份资料是针对高二物理的一份期末考试试题,包含了多个选择题,主要考察学生的电磁学知识。下面将详细解析部分题目及其涉及的物理知识点:
1. 题目中的静电场电场线分布问题,主要考察电场强度(EP, EQ)与电势(φP, φQ)的关系。根据电场线的规律,电场线越密集,电场强度越大;电场线方向是从高电势指向低电势。因此,如果P点的电场线比Q点密集,EP>EQ,但电势φP不一定高于φQ,因为电势取决于电场线的分布和起点选择,所以答案可能是B或D,具体需要看电场线的完整图像。
2. 平行板电容器中悬线悬挂带电小球的问题,涉及到电容器的电势差和库仑力。当调节可调电阻时,会影响电容器的电压,从而改变小球所受的库仑力。根据题目描述,增大R2会使电容器电压下降,小球的库仑力减小,所以拉力F会变小,答案是B。
3. 电路问题,主要考察电阻与电流、电压的关系。滑动变阻器改变会影响电路的总电阻,进而影响电流和电压。当R2滑动触点向b端移动,相当于总电阻减小,根据欧姆定律,电流I1会增大,电源内阻上的电压分量减小,导致I2增大,但由于总电阻减小,电源提供的电压不变,故U会减小,答案是B。
4. 条形磁铁与导线的问题,考察磁场力的影响。当导线中通过电流产生磁场与条形磁铁的磁场相互作用,会产生力的作用。若电流方向垂直纸面向外,会形成向上的磁场,使得磁铁对桌面的向下压力减小,因此答案是A。
5. 地球磁场与宇宙射线的交互,考察磁场对带电粒子的洛伦兹力。带正电的粒子垂直向地球射来,地球磁场由南向北,根据左手定则,粒子会向西偏转,答案是C。
6. 带电粒子在磁场中的运动,考察回旋运动的时间。正负电子以相同速度进入垂直磁场,由于它们的质量和电量相等,因此回旋周期相同。但由于负电子轨迹半径较大(根据左手定则),所以运动时间较长,负电子与正电子时间之比为3:1,答案是C。
7. 磁场中的矩形导线框问题,考察法拉第电磁感应定律。当导线框进入磁场时,切割磁感线,产生感应电流,电流方向遵循楞次定律,即电流方向为a→b→c→d→a,答案是A。离开磁场时,电流方向相反,安培力方向由左手定则确定,是水平向左,答案是B和D。
8. 两个圆形导线环在变化磁场中的感应电流问题,考察法拉第电磁感应定律与楞次定律。由于磁场均匀增大,感应电流方向与原磁场方向相反,环面积越大,感应电动势越大。因此,流过导线环的感应电流大小与半径成正比,答案是B。
9. 带电粒子与小磁针的相互作用,考察粒子的电性和运动方向。小磁针S极向纸内偏转,说明粒子产生的磁场方向与小磁针N极一致,由右手定则可判断粒子向左飞行且带负电,答案是D。
10. 带电粒子在磁场中的轨迹问题,考察粒子的运动路径。粒子在磁场中的轨迹是圆心在金属板上的圆弧,由图可知,粒子在下半周经过了较远的距离,因此下半周用时更长,答案是D。
11. 回旋加速器的问题,考察加速过程。离子在电场中加速,在磁场中做圆周运动。增大D形盒的半径可以增加粒子在磁场中做圆周运动的时间,从而增加加速次数,进而增加动能,答案是D。
12. 金属导轨与导线的问题,考察电磁感应。当导线切割磁感线时,根据法拉第电磁感应定律会产生感应电动势,若导线长度不同,感应电动势也不同,因此电流方向会改变,答案可能涉及B和C,但题目未提供完整信息,无法确定具体选项。
以上是对试题中涉及的物理知识点的详细解析,涵盖了电场、磁场、电磁感应、库仑力、洛伦兹力、回旋加速器等多个重要概念。