精品解析：上海市同济大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（等级）

同济大学第二附属中学2023学年第二学期期中考试 高二年级物理学科（等级） 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个或两个以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”等试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等. 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、磁场力 磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力 1. 磁感应强度B的单位T等价于（　　） A. B. C. D. 2. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B. 乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C. 丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 3. 阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的电子流阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（　　） A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向S极偏转 D. 向N极偏转 4. 如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则AB棒所受安培力的方向为__________（选填“向上”或“向下”），电流的方向为__________（选填“从A到B”或“从B到A”）。 5. 电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到。已知轨道宽、长，通过的电流为，则弹体获得的加速度大小为__________，轨道间所加的匀强磁场的磁应强度__________T（轨道摩擦不计）。 【答案】1. D 2. A 3. B 4. ①. 向下 ②. 从B到A 5. ①. ②. 200 【解析】 【1题详解】 安培力的公式 可得 F的单位为N，I的单位为A，L的单位为m，根据量纲关系可知，磁感应强度的单位 故选D。 【2题详解】 A．甲图中两根导线所通电流方向相反，根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，甲图中两根通电导线应相互排斥，故A正确； B．磁感线是闭合的曲线，在条形磁体外部，磁感线总是从N极出发，然后回到S极，而在磁体内部磁感线从S极又回到N极，从而构成闭合的曲线，故B错误； C．丙图中，根据安培定则可知，当螺线管通电后其产生的磁场应向右，故C错误； D．丁图中，环形导线通电后根据安培定则可知，其产生的磁场方向垂直纸面向外，因此其轴心位置小磁针的N极应向纸面外旋转，故D错误。 故选A。 【3题详解】 射线管A端为阴极，B端为阳极，电子流从A端向B端运动，电流方向从B到A，根据左手定则，让磁感线穿过掌心，四指的指向是电流的方向，大拇指的指向是所受安培力的方向，因此可知电子流向下偏转。 故选B。 【4题详解】 [1]当金属棒AB中通入电流后金属棒在磁场中将受到安培力的而作用，而根据题意，台秤的示数减小，说明金属棒对磁体的作用力向上，根据牛顿第三定律可知磁体对金属棒的作用力向下，则可知金属棒AB所受安培力的方向向下； [2]根据左手定则可知金属棒AB中通入的电流方向从B到A。 【5题详解】 [1]由位移与速度的关系有 解得 [2]对弹体由牛顿第二定律有 解得 二、无线充电宝 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 6. 无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器（　　） A. 电热水壶 B. 电冰箱 C. 变压器 D. 电风扇 7. 如图送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电过程中（　　） A. 送电线圈产生恒定磁场 B. 送电线圈与受电线圈中的电流始终反向 C. 基座与手机间无需导线连接，没有能量损失 D. 两个线圈是通过电磁感应现象实现能量传递的 8. 某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A. 无线充电的平均电流较大 B. 有线充电的平均电流较大 C. 无线与有线充电平均功率的比值约为3∶5 D. 无线与有线充电平均功率的比值约为5∶3 9. 在无线充电的送电线圈中通过如图所示、周期为T的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将受电线圈视为纯电阻闭合线圈。则时间内，自上而下看，受电线圈中的感应电流方向为__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。在时刻，甲乙两线圈相互__________（选填“吸引”或“排斥”）。 10. 间距的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度的匀强磁场中，一端接阻值为的电阻。一电阻为，质量为m，长为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似上述线圈中的正弦交流电。导体棒从时刻开始运动，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：（本题结果保留整数） （1）这一感应电动势的有效值； （2）导体棒速度大小随时间变化的关系式； （3）内外力所做的功。 【答案】6. C 7. D 8. BC 9. ①. 顺时针 ②. 排斥 10. （1）12V；（2）；（3）48J 【解析】 【6题详解】 A．无线充电宝利用的是电磁互感原理进行充电的，电热水壶利用的是电流的热效应工作的，两者原理不同，故A错误； B．电冰箱的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动工作的，其原理与无线充电宝原理不同，故B错误； C．变压器利用的是电磁互感原理调节电压高低，其原理与无线充电宝原理相同，故C正确； D．电风扇是利用通电线圈在磁场中受力转动而工作的，其原理与无线充电宝原理不同，故D错误。 故选C。 【7题详解】 A．送电线圈和受电线圈是通过电磁互感来传递能量的，送电线圈接入正弦式交流电，从而产生变化的磁场，变化的磁场使得受电线圈中的磁通量发生改变从而在受电线圈中产生感应电流，若送电线圈中产生恒定的磁场，则通过受电线圈的磁通量就不会发生改变，受电线圈中就不会产生感应电流，故A错误； B．当送电线圈中电流增大时，产生的磁场将增强，受电线圈中感应电流产生的磁场就要阻碍其磁通量的增加，因此受电线圈中将产生和送电线圈中电流方向相反的感应电流，若送电线圈中电流减小，则产生的磁场减弱，受电线圈中感应电流产生的磁场就要阻碍其磁通量的减小，因此受电线圈中将产生和送电线圈中电流方向相同的感应电流，故B错误； C．基座与手机之间无需导线连接，但能量转化的过程中有能量的损失，因为线圈之间有不可避免的会出现漏磁，故C错误； D．两个线圈之间是通过电磁感应现象实现能量传递的，故D正确。 故选D。 【8题详解】 AB．根据 可知，在充电电量相同的情况下，以两种不同方式充电的过程中，通过某一横截面积的电荷量相同，而充电时间越短，充电的平均电流就越大，根据题图可知，有线充电所用时间小于无线充电所用时间，因此可知有线充电的平均电流较大，故A错误，B正确； CD．充电电压恒定，两次充电的电荷量相同，根据 可知两次充电过程中所做的功相同，根据题图可知有线充电的时间约为90min，无线充电的时间约为150min，根据 可知，无线充电与有线充电的平均功率的比值约为，故C正确，D错误。 故选BC。 9题详解】 [1]根据所通入送电线圈的电流变化可知，在的时间内送电线圈中的电流为顺时针方向（自上而下看），且在不断减小，因此其产生的磁场就在不断减弱，穿过受电线圈的磁通量就在不断减小，则受电线圈中感应电流的磁场要阻碍其磁通量的减弱，根据楞次定律结合安培定则可知受电线圈中感应电流的方向和送电线圈中电流的方向相同，均为顺时针方向； [2]时刻，送电线圈中电流为逆时针方向且正处于不断增大的过程中，因此穿过受电线圈的磁通量此时也正在处于不断增大的过程中，根据楞次定律结合安培定则可知，受电线圈中感应电流的方向为顺时针方向，此时送电线圈的上部相当于条形磁体的N极，受电线圈的下部相当于条形磁体的N极，由此可知，此时刻甲乙两线圈相互排斥。 【10题详解】 （1）根据最大值与有效值之间的关系可得该感应电动势的有效值 （2）根据法拉第电磁感应定律有 由于该导体棒切割磁感线产生的是正弦式的交流电，而磁感应强度和切割磁感线的有效长度恒定，因此可知导体棒切割磁感线的速度满足正弦式变化，因此有 感应电动势的最大值为16.97V，则可知 解得 导体棒速度大小随时间变化的关系可表示为 其中 则有 （3）当时，导体棒的速度为0，当时导体棒的速度也为零，因此在内导体棒动能的变化量为0，外力所做的功全部转化为了回路中的焦耳热，根据能量守恒有 三、电磁感应现象 法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。 11. 楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现（　　） A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律 12. 如图所示，一金属线圈用绝缘细线挂于O点，O点正下方有有界水平匀强磁场，磁场宽度大于线圈直径。拉直细线，将线圈拉离平衡位置由磁场外静止释放，线圈摆动过程中经过磁场区域，若不计空气阻力，则（　　） A. 线圈向右穿过磁场后，还能摆至原来释放时的高度 B. 只有在进入磁场过程中，线圈中才有感应电流 C. 在摆动过程中，线圈中始终有感应电流 D. 线圈最终将在磁场中来回摆动 13. 如图所示，进机场、火车站之前乘客都要过一道安检门，安检门实际上是一种金属探测器。“门框”内的线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。关于安检门的以下说法错误的是（　　） A. 安检门不能检查出毒贩携带的毒品 B. 安检门能检查出旅客携带的金属水果刀 C. 如果“门框”的线圈中通上恒定电流、安检门也能正常工作 D. 安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应 14. 小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计、A、B是额定电压相同的灯泡，直流电源为一节新的干电池。下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合瞬间，A灯慢慢变亮，然后亮度不变 B. 电键闭合瞬间，A灯立即变亮，然后亮度不变 C. 电键断开瞬间，B灯瞬间熄灭 D. 电键断开瞬间，B灯突然闪亮一下再熄灭 15. 如图所示的输电线路，变压器均为理想变压器。若输电线的总电阻为，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为，那么降压变压器输入电压__________V，输电线的焦耳热功率__________kW。 16. 如图所示，面积为的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈总电阻。则回路中感应电动势的大小为__________V，a，b两点间的电势差__________V。 【答案】11. D 12. D 13 C 14. AD 15. ①. 28600 ②. 70 16. ①. 8 ②. -4.8 【解析】 【11题详解】 楞次定律是能量的转化与守恒定律在电磁运动中的体现，感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，因此为了维持原磁场磁通量的变化就必须有动力作用，这种动力克服感应电流的磁场的阻碍作用做功，将其他形式的能转变为感应电流的电能，所以楞次定律中的阻碍过程实质上就是能量转化的过程。 故选D。 【12题详解】 AD．线圈在进出磁场时穿过线圈的磁通量会发生改变从而使线圈中产生感应电流，产生焦耳热，根据能量守恒可知，线圈将不能摆至原来释放时的高度，直至穿过线圈的磁通量不再发生改变，线圈中不再有感应电流，即线圈不再产生焦耳热，此后线圈机械能守恒，最终线圈只能在磁场中来回摆动，故A错误，D正确； B．进入和穿出磁场时，线圈中磁通量会发生改变，产生感应电流，故B错误； C．当线圈最终在磁场中来回摆动时，穿过线圈的磁通量不再发生改变，线圈中将不再产生感应电流，故C错误。 故选D 【13题详解】 A．安检门利用的是电磁感应原理，装在安检门门框中的通电线圈会产生变化的磁场，当有金属通过安检门时，会使得穿过金属导体的磁通量发生改变，从而使金属导体中产生涡流，而由涡电流产生的磁场又会引起安装在安检门中线圈的磁通量的变化从而使线圈产生感应电流引起报警，而毒贩携带的毒品不能与安检门产生电磁感应，因此不能被检测到，故A正确，不符合题意； B．根据以上分析可知，安检门能检测出旅客携带的金属水果刀，故B正确，不符合题意； C．根据工作原理可知，如果安检门中的线圈中通入恒定的电流，安检门将不能正常工作，故C错误，符合题意； D．安检门中的通电线圈产生变化的磁场，使通过金属导体的磁通量发生改变，从而在金属导体中感应出涡电流，这里利用了电磁感应原理，而涡电流产生的磁场使安检门门框中安装的线圈磁通量发生改变，这里又利用了电流的磁效应，由此可知安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。 故选C。 【14题详解】 AB．电键闭合瞬间，自感线圈将产生感应电动势从而阻碍电流的通过，因此A灯将缓慢变亮，而随着电路的稳定，电流恒定，A灯的亮度将不再变化，故A正确，B错误； CD．电键断开前，电路稳定时由于自感线圈的直流电阻忽略不计，因此灯B被短路，而当电键断开前瞬间，自感线圈和灯B构成闭合回路，而自感线圈中产生感应电动势阻碍电流的减小，因此灯B将突然闪亮一下后在缓慢熄灭，故C错误，D正确。 故选AD。 【15题详解】 [1]根据匝数比等于电压比可知 解得 [2]变压器原副线圈两端的功率相等，即有 则可知通过降压变压器原线圈的电流 由此可得输电线的焦耳热功率为 【16题详解】 [1]根据法拉第电磁感应定律可得回路中感应电动势的大小为 [2]根据串联电路分压原理可得 四、太阳风 太阳风是指从太阳辐射出的高能粒子流，由质子和电子等组成。幸亏地球周围存在地磁场，地磁场改变这些带电粒子的运动方向，使其中的大部分不能到达地球，从而保护了地球上的生物。 17. 地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 地球磁感线可以相交 B. 地球的磁感线是闭合的曲线 C. 赤道包围面积的磁通量比同步卫星轨道包围面积的磁通量大 D. 赤道包围面积的磁通比同步卫星轨道包围面积的磁通量小 18. 地磁场使得太阳风发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A. 进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显 B. 进行奥斯特实验时，通电导线东西放置时实验现象最明显 C. 地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极的高能粒子流B的偏转作用强 D. 地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极高能粒子流B的偏转作用弱 19. 极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动而形成的。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（　　） A. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B. 空气阻力做负功，使其动能减小 C. 南、北两极的磁感应强度增强 D. 粒子带电量减小 20. 假设科学家捕获并引导太阳风中的带正电的质子流进入质谱仪。质谱仪的结构如图a所示，它分别由加速器Ⅰ、速度选择器Ⅱ、质量分离器Ⅲ三部分组成。若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的质子，经过加速器和速度选择器后，速度符合一定大小的质子能够通过，缝射入质量分离器中。整个过程中可以不考虑质子重力的影响。 （1）如果质子从速度开始经加速后速度达到，求加速器两极板间电压。 （2）若质子以速度进入速度选择器Ⅱ中，两板间电压为，两板长度l，相距d。在穿过电场过程中，为了不让质子发生偏转，需要加一个垂直于电场和速度平面的磁场。求磁感强度B的大小，并在图b中分别用和标出质子受到的电场力与磁场力方向。 （3）若质子以速度v1垂直于磁场方向进入质量分离器Ⅲ，图c所示其磁感应强度大小为。质子在磁场力作用下做半圆周运动。求质子做圆周运动的直径X。 【答案】17. BC 18. AC 19. BC 20. （1）；（2），；（3） 【解析】 【17题详解】 AB．磁感线不相交，且是闭合的曲线，在磁体外部由N极回到S极，在磁体内部由S极回到N极，地球相当于磁体，其磁感线是闭合的曲线，故A错误，B正确； CD．磁感线的方向在地球内部和在地球外部相反，包围地球的面积越大，穿过地球外部的磁感线的条数就越多，即与地球内部磁感线相反的条数就越多，则包围面积内的磁通量就越小，赤道所包围的面积小于同步卫星所包围的面积，因此赤道包围面积的磁通量大于同步卫星包围面积的磁通量，故C正确，D错误。 故选BC。 【18题详解】 AB．进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显，原因在于地磁场的方向大致为南北向，当南北向放置通电指导线，通电导线产生的磁场将在东西向，在通电导线周围放置小磁针时，小磁针将在通电导线产生的磁场中发生转动，从而证实通电导线周围产生了磁场，如此可以减小地磁场对实验的影响，若将通电导线东西向放置，通电导线产生的磁场将与地磁场方向一致，在通电导线周围放置小磁针后，并不能确定小磁针发生转动是因为地磁场还是因为通电导线周围产生了磁场，故A正确，B错误； CD．在赤道位置，高能粒子流的运动方向和磁场方向垂直，而在两极，高能粒子流的运动方向几乎与磁场平行，根据左手定则可知，当带电粒子运动方向和磁场方向垂直时，粒子所受洛伦兹力更大，磁场对粒子的偏转作用也更强，因此可知，地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极的高能粒子流B的偏转作用强，故C正确，D错误。 故选AC。 【19题详解】 A．洛伦兹力不做功，只改变带电粒子速度的方向，故A错误； B．高能粒子在运动中因受到空气阻力，且空气阻力对其做负功使其动能减小，即速度减小，而根据洛伦兹力充当向心力可得粒子运动的轨迹半径 可知，粒子速度减小其轨迹半径减小，故B正确； C．磁感线越密集的地方磁感应强度越大，南北两极的磁感线更密集，因此南北两极的磁感应强度相对更大，根据 可知，当磁感应强度增加时，粒子运动轨迹的半径将减小，故C正确； D．根据粒子轨迹半径的表达式可知，若粒子运动过程中带电量减小，那么粒子运动轨迹的半径将增大，故D错误。 故选BC。 【20题详解】 （1）在质子加速过程中，根据动能定理有 解得 （2）根据题意，粒子要不发生偏转，其在两板间所受电场力大小需等于所受洛伦兹力大小，即有 解得 质子所受电场力的方向与电场强度的方向相同，水平向右，因此洛伦兹力应水平向左，其受力图如图所示 （3）质子垂直进入磁场III中做圆周运动，根据洛伦兹力充当向心力有 解得粒子在磁场中做圆周运动的半径为 可得粒子做圆周运动的直径 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 同济大学第二附属中学2023学年第二学期期中考试 高二年级物理学科（等级） 考生注意： 1.试卷满分100分，考试时间60分钟。 2.本考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个或两个以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”等试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等. 5.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、磁场力 磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力 1. 磁感应强度B的单位T等价于（　　） A B. C. D. 2. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲图示符合物理事实 B. 乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C. 丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 3. 阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的电子流阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（　　） A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向S极偏转 D. 向N极偏转 4. 如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则AB棒所受安培力的方向为__________（选填“向上”或“向下”），电流的方向为__________（选填“从A到B”或“从B到A”）。 5. 电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到。已知轨道宽、长，通过的电流为，则弹体获得的加速度大小为__________，轨道间所加的匀强磁场的磁应强度__________T（轨道摩擦不计）。 二、无线充电宝 无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 6. 无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器（　　） A. 电热水壶 B. 电冰箱 C. 变压器 D. 电风扇 7. 如图送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电过程中（　　） A. 送电线圈产生恒定磁场 B. 送电线圈与受电线圈中的电流始终反向 C. 基座与手机间无需导线连接，没有能量损失 D. 两个线圈是通过电磁感应现象实现能量传递的 8. 某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（　　） A. 无线充电的平均电流较大 B. 有线充电的平均电流较大 C. 无线与有线充电平均功率的比值约为3∶5 D. 无线与有线充电平均功率的比值约为5∶3 9. 在无线充电的送电线圈中通过如图所示、周期为T的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将受电线圈视为纯电阻闭合线圈。则时间内，自上而下看，受电线圈中的感应电流方向为__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。在时刻，甲乙两线圈相互__________（选填“吸引”或“排斥”）。 10. 间距的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度的匀强磁场中，一端接阻值为的电阻。一电阻为，质量为m，长为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似上述线圈中的正弦交流电。导体棒从时刻开始运动，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：（本题结果保留整数） （1）这一感应电动势的有效值； （2）导体棒速度大小随时间变化的关系式； （3）内外力所做的功。 三、电磁感应现象 法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。 11. 楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现（　　） A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律 12. 如图所示，一金属线圈用绝缘细线挂于O点，O点正下方有有界水平匀强磁场，磁场宽度大于线圈直径。拉直细线，将线圈拉离平衡位置由磁场外静止释放，线圈摆动过程中经过磁场区域，若不计空气阻力，则（　　） A. 线圈向右穿过磁场后，还能摆至原来释放时的高度 B. 只有在进入磁场过程中，线圈中才有感应电流 C. 在摆动过程中，线圈中始终有感应电流 D. 线圈最终将磁场中来回摆动 13. 如图所示，进机场、火车站之前乘客都要过一道安检门，安检门实际上是一种金属探测器。“门框”内的线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。关于安检门的以下说法错误的是（　　） A. 安检门不能检查出毒贩携带的毒品 B. 安检门能检查出旅客携带的金属水果刀 C. 如果“门框”的线圈中通上恒定电流、安检门也能正常工作 D. 安检门工作时，既利用了电磁感应原理，又利用了电流的磁效应 14. 小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计、A、B是额定电压相同的灯泡，直流电源为一节新的干电池。下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合瞬间，A灯慢慢变亮，然后亮度不变 B. 电键闭合瞬间，A灯立即变亮，然后亮度不变 C. 电键断开瞬间，B灯瞬间熄灭 D. 电键断开瞬间，B灯突然闪亮一下再熄灭 15. 如图所示的输电线路，变压器均为理想变压器。若输电线的总电阻为，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为，那么降压变压器输入电压__________V，输电线的焦耳热功率__________kW。 16. 如图所示，面积为的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈总电阻。则回路中感应电动势的大小为__________V，a，b两点间的电势差__________V。 四、太阳风 太阳风是指从太阳辐射出的高能粒子流，由质子和电子等组成。幸亏地球周围存在地磁场，地磁场改变这些带电粒子的运动方向，使其中的大部分不能到达地球，从而保护了地球上的生物。 17. 地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 地球的磁感线可以相交 B. 地球的磁感线是闭合的曲线 C. 赤道包围面积磁通量比同步卫星轨道包围面积的磁通量大 D. 赤道包围面积的磁通比同步卫星轨道包围面积的磁通量小 18. 地磁场使得太阳风发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”。关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A. 进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显 B. 进行奥斯特实验时，通电导线东西放置时实验现象最明显 C. 地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极的高能粒子流B的偏转作用强 D. 地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极高能粒子流B的偏转作用弱 19. 极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动而形成的。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（　　） A. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B. 空气阻力做负功，使其动能减小 C. 南、北两极的磁感应强度增强 D. 粒子带电量减小 20. 假设科学家捕获并引导太阳风中的带正电的质子流进入质谱仪。质谱仪的结构如图a所示，它分别由加速器Ⅰ、速度选择器Ⅱ、质量分离器Ⅲ三部分组成。若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的质子，经过加速器和速度选择器后，速度符合一定大小的质子能够通过，缝射入质量分离器中。整个过程中可以不考虑质子重力的影响。 （1）如果质子从速度开始经加速后速度达到，求加速器两极板间电压。 （2）若质子以速度进入速度选择器Ⅱ中，两板间电压为，两板长度l，相距d。在穿过电场过程中，为了不让质子发生偏转，需要加一个垂直于电场和速度平面的磁场。求磁感强度B的大小，并在图b中分别用和标出质子受到的电场力与磁场力方向。 （3）若质子以速度v1垂直于磁场方向进入质量分离器Ⅲ，图c所示其磁感应强度大小为。质子在磁场力作用下做半圆周运动。求质子做圆周运动的直径X。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$