精品解析：辽宁省朝阳市建平县第二高级中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

阶段测试卷（四） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线abc通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab长为，与磁场方向垂直，bc长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力大小为（ ） A. 0 B. BIl C. D. 2BIl 2. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），从图中情况可以确定（　　） A. 粒子从a运动到b，带正电 B. 粒子从b运动到a，带正电 C. 粒子从a运动到b，带负电 D. 粒子从b运动到a，带负电 3. 如图所示，、为两水平放置的相互平行的金属导轨，、为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁从某一高度自由下落向下靠近导轨时，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁的加速度小于 B. 磁铁的加速度等于 C. 如果下端是极，两棒向外运动 D. 如果下端是极，两棒向外运动 4. 摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（ ） A. 铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动 B. 永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动 C. 刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端 D. 若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动 5. 如图甲所示，线圈总电阻r=0.5Ω，匝数n=10，其端点a、b与R=1.5Ω的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示。下列关于a、b两点电势φa、φb的关系及两点电势差Uab的选项，正确的是（　　） A. φa>φb，Uab=1.5V B. φa<φb，Uab=-1.5V C. φa<φb，Uab=-0.5V D. φa>φb，Uab=0.5V 6. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（DL）、方向竖直向下的有界匀强磁场。在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以Uab表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨向右的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流方向为acdba B. cd杆所受安培力大小为 C. ab杆所受拉力F的大小为 D. μ与大小的关系为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度 B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭 C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯不发光，B灯发光 D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 9. 如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为+q（q＞0）的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30°角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab的运动状态，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，导体棒ab先做匀减速运动，最终做匀速运动 B. 图乙中，导体棒ab先做加速度越来越小的减速运动，最终静止 C. 图丙中，导体棒ab先向右做变减速运动，然后反向做变加速运动，最终做匀速运动 D. 三种情形下导体棒ab最终都匀速运动 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再按图乙将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏转（不通电时指针停在正中央）；在图乙中， ①将S闭合后，螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（选填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转； ②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______偏转； ③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针将______偏转； ④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将______偏转。 （2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图丙中虚线所示的感应电流，这样的电流称为______，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和电动机的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了______，减少铁芯发热损失。 12. 某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变 阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干： 实验步骤如下： a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线，如图甲所示； b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ； c.根据测量结果进行分析，得出结论。 回答下列问题： （1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A； （2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）； （3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论， 其依据是______； （4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_______ 。 13. 图甲是法拉第圆盘发电机的实物图，其简化原理如图乙所示，圆形铜盘安装在水平转轴上，它的盘面放在两个磁极之间，两块铜刷C、D分别与转轴和铜盘边缘接触。用外力驱动铜盘转动，闭合电路中的电阻R上就有电流持续通过。已知铜盘的半径为r，两个磁极间的磁感应强度大小为B，铜盘转动的角速度为，不计铜盘的电阻及转动中受到的阻力。求： （1）当铜盘按图示方向转动时，通过电阻R的电流方向； （2）发电机的电动势； （3）铜盘转动一周的过程中，外力至少做的功。 14. 如图为某种质谱仪的示意图，质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R，通道内存在均匀辐向电场，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x，先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器，从P点垂直边界进入磁分析器，最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q，粒子x的电荷量是质子的2倍，，。求： （1）静电分析器中心轴线处电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子x的质量M。 15. 某科技馆中有一装置如图甲所示，乘客乘坐滑板车从某一高度俯冲下来，以寻求刺激，但是速度太快存在一定的风险，为解决这一问题，设计者利用磁场来减速，其工作原理如图乙所示。在滑板车下面安装电阻不计的ab、cd导轨，导轨中间安装5根等距离分布的导体棒，导体棒长度为L，电阻均为R。距离斜面底端5h的A处下方，存在宽度为h，方向垂直斜面向上的有界匀强磁场。磁感应强度大小为B。让滑板车从距离磁场上边缘h处由静止滑下，导体棒bc进入磁场后滑板车恰好做匀速直线运动，斜面与水平面夹角为37°，假设所有轨道均光滑，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）人与滑板车的总质量m； （2）从导体棒bc离开磁场到滑板车全部穿过磁场过程中流过导体棒bc的电荷量q； （3）滑板车穿过磁场过程中，导体棒bc上产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 阶段测试卷（四） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 考试时间为75分钟，满分100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线abc通以恒定电流I，放置在磁场中。已知ab长为，与磁场方向垂直，bc长为l，与磁场方向平行。该导线受到的安培力大小为（ ） A. 0 B. BIl C. D. 2BIl 【答案】C 【解析】 【详解】因导线bc段与磁场方向平行，则不受安培力；导线ab段与磁场方向垂直，受到的安培力为 则该导线受到的安培力大小为。 故选C。 2. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），从图中情况可以确定（　　） A. 粒子从a运动到b，带正电 B. 粒子从b运动到a，带正电 C. 粒子从a运动到b，带负电 D. 粒子从b运动到a，带负电 【答案】B 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律有 解得 由题意可知粒子速率逐渐减小，所以轨迹半径逐渐减小，即粒子从b运动到a，根据左手定则可判断粒子带正电。 故选B。 3. 如图所示，、为两水平放置的相互平行的金属导轨，、为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁从某一高度自由下落向下靠近导轨时，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁的加速度小于 B. 磁铁的加速度等于 C. 如果下端是极，两棒向外运动 D. 如果下端是极，两棒向外运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据楞次定律的推论“阻碍相对运动”，则磁铁下落过程所受安培力向上，所以磁铁的加速度小于g，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律的推论“增缩减扩”，由磁铁下落过程中，通过闭合回路的磁通量增大，则两棒相向靠近，与磁铁的N、S方向无关，故CD错误。 故选A。 4. 摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（ ） A. 铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动 B. 永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动 C. 刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端 D. 若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当永久磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，在铝盘中会产生感应电流，这时永久磁体会对铝盘上的感应电流有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于弹簧游丝的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，A错误，B正确； C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央，C错误； D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，永久磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知，铝盘不能同永久磁体完全同步转动，转速低于磁体，D错误。 故选B。 5. 如图甲所示，线圈总电阻r=0.5Ω，匝数n=10，其端点a、b与R=1.5Ω的电阻相连，线圈内磁通量变化规律如图乙所示。下列关于a、b两点电势φa、φb的关系及两点电势差Uab的选项，正确的是（　　） A. φa>φb，Uab=1.5V B. φa<φb，Uab=-1.5V C. φa<φb，Uab=-0.5V D. φa>φb，Uab=0.5V 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，线圈的磁通量均匀增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场方向为垂直纸面向里，根据右手定则，可以判断出线圈中感应电流的方向为顺时针方向，在回路中，线圈相当于电源，由于电流是顺时针方向，所以a相当于电源的负极，b相当于电源的正极，所以a点的电势低于b点电势，即 根据法拉第电磁感应定律得 所以总电流为 a、b两点电势差为 故选B。 6. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（DL）、方向竖直向下的有界匀强磁场。在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以Uab表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即 线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0；线框全过程做匀速直线运动，因为，所以进出磁场的时间小于在完全在磁场中运动的时间，故A错误； B．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知 所以两端电势差为路端电压 完全进入磁场，线框中无电流，所以 线框穿出磁场过程中，边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知 则 对应图像可知，B错误； C．线框进入磁场时，根据右手定则可知线框中电流为逆时针方向，线框离开磁场时，电流为顺时针方向，结合上述分析可知，C正确； D．线框完全进入磁场运动过程中，拉力为0，根据可知拉力功率为0，D错误。 故选C。 7. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨向右的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 回路中感应电流方向为acdba B. cd杆所受安培力大小为 C. ab杆所受拉力F的大小为 D. μ与大小的关系为 【答案】C 【解析】 【详解】A．ab杆在平行于水平导轨向右的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动，cd杆以速度向下匀速，通过回路的磁通量增大，由楞次定律可知回路中感应电流方向为abdca，故A错误； B．电路中感应电动势为 感应电流大小为 cd杆所受安培力大小为 故B错误； C．导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得 解得ab杆所受拉力F的大小为 故C正确； D．导体棒cd向下匀速运动时，受到摩擦力和重力平衡，有 解得 故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度 B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭 C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯不发光，B灯发光 D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中，闭合开关S时，L是自感系数很大，对电流的阻碍能力较强，所以灯泡A逐渐变亮，B立即变亮，故A错误； B．图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，由于线圈的电阻可忽略，可知开关断开前，灯泡A、B、自感线圈的电流相等，则开关断开时，自感线圈与灯泡A、B组成回路，回路中的电流逐渐减小，灯泡A、B逐渐变暗，最后同时熄灭，故B正确； C．图乙中，闭合开关S足够长时间后，自感线圈相当于短路，灯泡A不发光，电容器充电完成，灯泡B发光，故C正确； D．图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，电容器和灯泡B形成回路并开始放电，放电形成的电流与原本通过灯泡B的电流方向相同，电流的大小逐渐减小最后变为零，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为+q（q＞0）的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30°角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】根据洛伦兹力提供向心力 离子在MN上方运动的半径为 离子在MN下方运动的半径为 若离子从MN上方通过N点有 解得 即 …… 若离子从MN下方通过N点有 解得 即 …… AB正确，CD错误。 故选AB。 10. 如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab的运动状态，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，导体棒ab先做匀减速运动，最终做匀速运动 B. 图乙中，导体棒ab先做加速度越来越小的减速运动，最终静止 C. 图丙中，导体棒ab先向右做变减速运动，然后反向做变加速运动，最终做匀速运动 D. 三种情形下导体棒ab最终都匀速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做变减速运动，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，故A错误； B．图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab棒静止，故B正确； C．图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动，速度减为零后，在安培力作用下向左做变加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故C正确； D．由以上分析可知，图甲、丙中，导体棒ab最终匀速运动；图乙中，导体棒ab最终处于静止状态，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图甲接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再按图乙将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏转（不通电时指针停在正中央）；在图乙中， ①将S闭合后，螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（选填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转； ②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______偏转； ③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针将______偏转； ④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将______偏转。 （2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图丙中虚线所示的感应电流，这样的电流称为______，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和电动机的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了______，减少铁芯发热损失。 【答案】 ①. 向右 ②. 不发生 ③. 向右 ④. 向左 ⑤. 涡流 ⑥. 减小涡流 【解析】 【详解】（1）①[1] 在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，电流从电流表正接线柱流入，则将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，磁通量向上增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，则感应电流从电流表负接线柱流入，电流表的指针将向右偏转； ②[2]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表不发生偏转； ③[3]螺线管A放在B中不动，穿过B磁场方向向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，通过螺线管A的电流增大，使得至下而上穿过B的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转； ④[4]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场方向向上，突然切断开关S时，使得至下而上穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表的正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转。 （2）[5][6]给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图丙中虚线所示的感应电流，这样的电流称为涡流，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和电动机的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了减小涡流，减少铁芯发热损失。 12. 某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的 实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变 阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干： 实验步骤如下： a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直 导线，如图甲所示； b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离 r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转 角度θ； c.根据测量结果进行分析，得出结论。 回答下列问题： （1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A； （2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）； （3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论， 其依据是______； （4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_______ 。 【答案】 ①. 2.00 ②. ③. 电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，由指针示数可知电流为2.00A； （2）[2]电流产生向东的磁场，则指针指向地磁场分量和电流磁场的合磁场方向，如图所示 则有 解得 （3）[3]由图可知，偏角的正切值与成正比，而根据（2）中分析可知 则可知与成正比，故说明通电长直导线周围磁场的磁感应强度与通电电流成正比，与长导线的距离成反比； （4）[4]由公式 可知，图象的斜率 解得 13. 图甲是法拉第圆盘发电机的实物图，其简化原理如图乙所示，圆形铜盘安装在水平转轴上，它的盘面放在两个磁极之间，两块铜刷C、D分别与转轴和铜盘边缘接触。用外力驱动铜盘转动，闭合电路中的电阻R上就有电流持续通过。已知铜盘的半径为r，两个磁极间的磁感应强度大小为B，铜盘转动的角速度为，不计铜盘的电阻及转动中受到的阻力。求： （1）当铜盘按图示方向转动时，通过电阻R的电流方向； （2）发电机的电动势； （3）铜盘转动一周的过程中，外力至少做的功。 【答案】（1）竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据右手定则可以判定，C点的电势比D点的电势高，也就是说，当在C、D之间接上用电器时，在外电路上，电流从C点流出，流经电阻R回到D点； （2）根据 解得 （3）电阻R的电功率为 铜盘转动一周的时间为 则铜盘转动一周的过程中，外力至少做的功 14. 如图为某种质谱仪的示意图，质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。静电分析器通道中心轴线的半径为R，通道内存在均匀辐向电场，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。质子和待测未知粒子x，先后从静止开始经加速电压为U的电场加速后沿中心轴线通过静电分析器，从P点垂直边界进入磁分析器，最终分别打到胶片上的C、D点。已知质子质量为m、电荷量为q，粒子x的电荷量是质子的2倍，，。求： （1）静电分析器中心轴线处电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子x的质量M。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设质子加速后的速度为，根据动能定理有 在通道内，电场力提供向心力，有 联立解得 （2）设质子在磁场运动的半径为r1，则有 又因为，则 在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有 联立解得 （3）设未知粒子x在磁场中运动的半径为r2，则有 又因为，则 设未知粒子x加速后的速度为v2，则有 联立解得 15. 某科技馆中有一装置如图甲所示，乘客乘坐滑板车从某一高度俯冲下来，以寻求刺激，但是速度太快存在一定的风险，为解决这一问题，设计者利用磁场来减速，其工作原理如图乙所示。在滑板车下面安装电阻不计的ab、cd导轨，导轨中间安装5根等距离分布的导体棒，导体棒长度为L，电阻均为R。距离斜面底端5h的A处下方，存在宽度为h，方向垂直斜面向上的有界匀强磁场。磁感应强度大小为B。让滑板车从距离磁场上边缘h处由静止滑下，导体棒bc进入磁场后滑板车恰好做匀速直线运动，斜面与水平面夹角为37°，假设所有轨道均光滑，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）人与滑板车的总质量m； （2）从导体棒bc离开磁场到滑板车全部穿过磁场过程中流过导体棒bc的电荷量q； （3）滑板车穿过磁场过程中，导体棒bc上产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒bc进入磁场前，根据动能定理有 导体棒bc进入磁场后滑板车恰好做匀速直线运动，则有 感应电动势为 感应电流 解得 （2）由分析可知滑板车全部穿过磁场过程中始终有一根导体棒在切割磁感线，电路与导体棒bc进入磁场完全相同，即在导体棒穿过磁场过程中，始终做匀速直线运动，bc离开磁场到滑板车全部穿过磁场过程中流过导体棒bc的电流 经历时间 从导体棒bc离开磁场到滑板车全部穿过磁场过程中流过导体棒bc的电荷量 解得 （3）导体棒bc在 磁场中运动的时间 滑板车穿过磁场过程中，导体棒bc上产生的热量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $