精品解析：四川省南充市阆中中学校2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

秘密★启用前 阆中中学校2024年春高2022级期中学习质量检测 物 理 试 题 （ 满分：100分 时间：75分钟 ） 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32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. 在人类探索自然规律的过程中，有许多科学家作出了杰出贡献。下列说法正确的是（ ） A. 1834年，俄国物理学家楞次得到了感应电流方向的规律：感应电流的磁场方向总要促使引起感应电流的磁通量的变化 B. 英国物理学家法拉第首先发现了电流的磁效应现象，并于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 C. 1845年，德国物理学家纽曼最早发现电磁感应现象 D. 麦克斯韦从场的观点出发提出：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 2. 如图所示，三根垂直于纸面且相互平行放置长直导线A、B、C，通有大小相等、方向如图所示的电流，它们所在位置的连线构成等腰直角三角形，D点是A、B连线的中点。下列说法正确的是（ ） A. D点的磁场方向沿着DB方向 B. C点磁场方向沿着CD方向 C. 导线C受到的安培力方向沿着CD方向 D. 导线A受到的安培力水平向左 3. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为 a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 无论小球带何种电荷，小球落地时速度的大小相等 B. 无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒 C. 若小球带负电荷，小球会落在更远的 b点 D. 若小球带正电荷，小球仍会落在 a点 4. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下 B. MN两点电压与液体流速无关 C. 污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大 D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量 5. 下列四个图中能产生感应电流的是（　　） A. 甲图中，条形磁铁以速度向导线环运动 B. 乙图中，线框在磁场中以速度向右运动 C. 丙图中，导线圆环水平放置，通电直导线在圆环一直径正上方，增大直导线中电流 D. 丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度向左右运动 6. 如图a、b、c三个圆环在同一平面内，当a环中的顺时针方向电流减小时，则（ ） A. b环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 B. b环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 C. c环中感应电流方向为顺时针，有扩张趋势 D. c环中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势 7. 如图所示，先后以恒定的速度和把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况（ ） A. 线框中的电功率之比 B. 线框中的感应电流之比 C. 线框中产生的热量之比 D. 通过线框某截面的电荷量之比 8. 如图所示，两相邻的宽均为20cm的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外，一位于纸面内、边长为10cm的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度v=10cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，规定线框中电流逆时针方向为正方向．则下列绘出的表示线圈中感应电流i随时间t变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 下列是教材中的四幅插图， 说法正确的是（　　） A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，炉内的金属中会产生大量热量，从而冶炼金属 C. 图丙：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起（从而保护电表指针） 这是利用了电磁阻尼原理 D. 图丁：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下 10. 如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A. 若铜盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C板电势高 B. 铜盘产生的感应电动势为E感 C. 若一电子（不计重力）从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，则电子射入时速度为 D. 若有一带电量为-q的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动，则小球的质量为 11. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b的比荷之比为 C. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 第II卷（非选择题） 三、实验探究题（本题共3小题，共15分。） 12. 乐山某学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案。天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。实验步骤如下： ①未通电流时，在天平右盘内放入质量为的砝码，使天平平衡； ②当给线圈通以顺时针方向流动大小为的电流（如图所示）时，需在天平右盘更换质量为的砝码后，天平才能重新平衡。 （1）若，此时矩形线圈的底边所受的安培力方向为___________（选填“竖直向上”或“竖直向下”），磁场方向垂直于纸面___________（选填“向里”或“向外”）。 （2）若，用所测量的物理量和重力加速度表示磁感应强度的大小为___________。 13. 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺导线补接完整________。 （2）用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针________（填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”） （3）在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为________（填引力或斥力），线圈B对线圈A做________功（填正或负），实现了能量的转化。 14. 某同学为了探究老师课上讲的自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图1所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。 （1）你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是_____； A．线圈电阻偏大 B．小灯泡电阻偏大 C．电源的内阻偏大 D．线圈的自感系数偏大 （2）t1时刻断开开关，断开开关前后流经小灯泡电流i随时间t变化的图像是图2中的_____。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。） 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间中存在磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，与导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨电阻不计，g取。已知。 （1）求导体棒受到的摩擦力； （2）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。（此间结果可用分数表示） 16. 如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根质量为的导体棒放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求： （1）导体棒运动过程最大速度； （2）从开始运动到过程中导体棒通过的位移； （3）整个运动过程中电阻上产生的焦耳热。 17. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第I象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第IV象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子以初速度v0从y轴上P（0，h）点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度vQ和速度方向与x轴正方向夹角θ； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 秘密★启用前 阆中中学校2024年春高2022级期中学习质量检测 物 理 试 题 （ 满分：100分 时间：75分钟 ） 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32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. 在人类探索自然规律的过程中，有许多科学家作出了杰出贡献。下列说法正确的是（ ） A. 1834年，俄国物理学家楞次得到了感应电流方向的规律：感应电流的磁场方向总要促使引起感应电流的磁通量的变化 B. 英国物理学家法拉第首先发现了电流的磁效应现象，并于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 C. 1845年，德国物理学家纽曼最早发现电磁感应现象 D. 麦克斯韦从场观点出发提出：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．1834年，俄国物理学家楞次得到了感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A错误； B．奥斯特首先发现了电流的磁效应现象，德国物理学家韦伯于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，因法拉第电磁感应现象研究的巨大贡献，后人称之为法拉第电磁感应定律，故B错误； C．1831年，英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故C错误； D．麦克斯韦从场的观点出发提出：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，三根垂直于纸面且相互平行放置的长直导线A、B、C，通有大小相等、方向如图所示的电流，它们所在位置的连线构成等腰直角三角形，D点是A、B连线的中点。下列说法正确的是（ ） A. D点的磁场方向沿着DB方向 B. C点的磁场方向沿着CD方向 C. 导线C受到的安培力方向沿着CD方向 D. 导线A受到的安培力水平向左 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据安培定则和对称性可知，A、B两处的电流在D点的磁感应强度大小相等，方向相反，而C处的电流在D点的磁感应强度方向沿着DB方向，故D点的磁场方向沿着DB方向，故A正确； B．根据安培定则可知A处的电流在C点的磁感应强度方向沿着CB方向，B处的电流在C点的磁感应强度方向沿着AC方向，结合对称性可知，C点的磁场方向与AB方向平行，故B错误； C．A、C两处的电流方向相反，可知A处电流对C处电流的安培力沿着AC方向，同理可知B处电流对C处电流的安培力沿着BC方向，结合对称性可知，导线C受到的安培力方向沿着DC方向，故C错误； D．A、C两处的电流方向相反，可知C处电流对A处电流的安培力沿着CA方向，A、B两处的电流方向相同，可知B处电流对A处电流的安培力沿着AB方向，根据力的合成可知，导线A受到的安培力方向一定偏右，不可能水平向左，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为 a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（　　） A. 无论小球带何种电荷，小球落地时的速度的大小相等 B. 无论小球带何种电荷，小球在运动过程中机械能不守恒 C. 若小球带负电荷，小球会落在更远的 b点 D. 若小球带正电荷，小球仍会落在 a点 【答案】A 【解析】 【详解】AB．无论小球带何种电荷，小球在磁场中运动时受洛伦兹力方向与速度垂直，则洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，则落地时的速度的大小相等，选项A正确，B错误； C．若小球带负电荷，根据左手定则知道小球受斜向左向下方的洛伦兹力，这样小球偏折更厉害，会落在a的左侧，选项C错误； D．若小球带正电荷，根据左手定则知道小球受斜向右上方的洛伦兹力，这样小球会飞的更远，落在更远的b点，选项D错误。 故选A。 4. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下 B. MN两点电压与液体流速无关 C. 污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大 D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力。A错误； BC．根据 可得电压 则可知MN两点电压与液体流速有关。最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，带电离子做匀速直线运动，由上式知两个电极间的电压与离子浓度无关。BC错误； D．计算液体的流速，根据 可得流速 废液的流量为 即只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量。D正确。 故选D 5. 下列四个图中能产生感应电流的是（　　） A. 甲图中，条形磁铁以速度向导线环运动 B. 乙图中，线框在磁场中以速度向右运动 C. 丙图中，导线圆环水平放置，通电直导线在圆环一直径正上方，增大直导线中的电流 D. 丁图中，磁场方向竖直向上，垂直导轨放在水平平行导轨上的两导线以不同的速度向左右运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．中电路没有闭合，无感应电流，A错误； B．线框未出磁场时磁通量不发生变化，无感应电流，B错误； C．穿入与穿出圆环的磁感线条数相等，磁通量不发生变化，无感应电流，C错误； D．穿过回路的磁感应强度不变，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流，D正确。 故选D。 6. 如图a、b、c三个圆环在同一平面内，当a环中的顺时针方向电流减小时，则（ ） A. b环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 B. b环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 C. c环中感应电流方向为顺时针，有扩张趋势 D. c环中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由安培定则可知，a环在b环内产生的磁场的方向向里，当a环中电流逐渐减小时，在环外产生的磁场减小，b环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，b环有面积缩小的趋势，根据楞次定律可知，b环感应电流的方向为顺时针方向，故A正确，B错误； CD．根据磁场分布的特点可知，c环处磁场的方向向外，当a环中电流逐渐减小时，c环内向外的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，c环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，c环感应电流的方向为逆时针方向，故CD错误； 故选A。 7. 如图所示，先后以恒定速度和把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况（ ） A. 线框中的电功率之比 B. 线框中的感应电流之比 C. 线框中产生的热量之比 D. 通过线框某截面的电荷量之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为正方形金属线框被匀速拉出匀强磁场区域，则有 根据可得 以及可知 故A错误； B．因为所以 故B错误； C．线框中产生的热量 所以 故C正确； D．根据 可得 故D错误。 故选C 8. 如图所示，两相邻的宽均为20cm的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外，一位于纸面内、边长为10cm的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度v=10cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，规定线框中电流逆时针方向为正方向．则下列绘出的表示线圈中感应电流i随时间t变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向．由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段感应电流的大小，再选择图象． 【详解】由于线圈匀速进入磁场，根据楞次定律可知，线框中感应电流为逆时针方向，产生的电动势恒定，故感应电流恒定，故D错误；完全进入磁场且没跨过两磁场分界线的时候，磁通量不变，故电路中没有感应电流，故B错误；当线圈通过磁场分界线时，两个边都切割磁感线，相当于两个电源正串，感应电流是线圈进出磁场时的两倍，电流方向为顺时针方向；当线圈完全进入右边磁场时，感应电流为零；线圈从右边磁场出离时产生逆时针方向的电流，大小应该与开始刚进入左边磁场时电流相同，故C正确，A错误；故选C． 【点睛】本题分过程分别研究感应电流大小和方向，是电磁感应中常见的图象问题．关键掌握电磁感应的基本规律：E=BLv、右手定则等等，并能正确运用． 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 下列是教材中的四幅插图， 说法正确的是（　　） A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，炉内的金属中会产生大量热量，从而冶炼金属 C. 图丙：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起（从而保护电表指针） 这是利用了电磁阻尼原理 D. 图丁：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢，故A错误； B．给真空冶炼炉通入高频交流电，炉内的金属中会产生涡流，从而产生大量热量，从而冶炼金属，故B正确； C．微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起（从而保护电表指针） 这是利用了电磁阻尼原理，故C正确； D．在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下，而停下，故D正确。 故选BCD。 10. 如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　） A. 若铜盘按照图示方向转动，那么平行板电容器C板电势高 B. 铜盘产生的感应电动势为E感 C. 若一电子（不计重力）从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，则电子射入时速度为 D. 若有一带电量为-q的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动，则小球的质量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据右手定则，若铜盘按照图示方向转动，则圆心处电势高于边缘处电势，那么平行板电容器C板电势高，故A正确； B．依题意，铜盘做的是转动切割，所以铜盘产生的感应电动势为 E感 故B错误； C．若一电子（不计重力）从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射出，对电子受力分析，可得 又 联立，解得 故C错误； D．依题意，对小球受力分析，有 解得 故D正确。 故选AD。 11. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b的比荷之比为 C. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则由左手定则可得，粒子都带正电，故A错误； B．两个粒子进入磁场时速度指向圆心且水平，则出磁场时速度反向延长线过圆心，轨迹圆半径与速度方向垂直，则可作图得到圆心分别为O1、O2，如图 设磁场圆半径为R，则由几何关系可得，两轨迹圆半径分别为 则粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为 粒子在磁场中做圆周运动有 化简得 由于速度相同，相同磁场，则可知比荷之比等于轨迹半径的反比，即，两粒子在磁场中运动时间分别为 综合可得 故B正确，CD错误。 故选B。 第II卷（非选择题） 三、实验探究题（本题共3小题，共15分。） 12. 乐山某学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案。天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。实验步骤如下： ①未通电流时，在天平右盘内放入质量为的砝码，使天平平衡； ②当给线圈通以顺时针方向流动大小为的电流（如图所示）时，需在天平右盘更换质量为的砝码后，天平才能重新平衡。 （1）若，此时矩形线圈的底边所受的安培力方向为___________（选填“竖直向上”或“竖直向下”），磁场方向垂直于纸面___________（选填“向里”或“向外”）。 （2）若，用所测量的物理量和重力加速度表示磁感应强度的大小为___________。 【答案】 ①. 竖直向上 ②. 向外 ③. 【解析】 【详解】（1）[1][2]，说明天平左侧受到的拉力小于矩形线圈的重力，因此矩形线圈的底边所受的安培力方向为竖直向上，根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外； （2）[3]对矩形线圈，根据力的平衡可得 解得 13. 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 （1）将图中所缺导线补接完整________。 （2）用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针________（填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”） （3）在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为________（填引力或斥力），线圈B对线圈A做________功（填正或负），实现了能量的转化。 【答案】（1） （2）向左偏 （3） ①. 斥力 ②. 负 【解析】 【小问1详解】 探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成闭合电路，灵敏电流计与线圈B组成另一个闭合电路，实物电路图如图所示 【小问2详解】 如果在闭合电键时，穿过线圈B的磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈B的磁通量增大时灵敏电流计指针向右偏转。那么在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，滑动变阻器的阻值调大，流过线圈A的电流减小，线圈A中电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转。 【小问3详解】 [1] [2] 在闭合电键时，将原线圈A向下插入B中，依据来拒去留原则，线圈B对线圈A的作用力为斥力。线圈B对线圈A的作用力方向与线圈A的方向相反，线圈B对线圈A做负功。 14. 某同学为了探究老师课上讲的自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图1所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。 （1）你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是_____； A．线圈电阻偏大 B．小灯泡电阻偏大 C．电源的内阻偏大 D．线圈的自感系数偏大 （2）t1时刻断开开关，断开开关前后流经小灯泡的电流i随时间t变化的图像是图2中的_____。 【答案】 ①. A ②. D 【解析】 【详解】（1）[1]A．线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，故A正确； B．若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象，故B错误； C．开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关，故C错误。 D．线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小，故D错误。 故选A。 （2）[2]当闭合电键，因为线圈阻碍作用，所以流过线圈L的电流会慢慢增大到i2，而灯泡A这一支路立即就有电流i1。当t1时刻电键断开，电源流经灯泡A这一支路的电流立即消失，但由于线圈L会对电流有阻碍作用，则线圈L的电流i2会流回灯泡A，且与i1反向并从i2开始慢慢减小，再由题知未出现小灯泡闪亮现象，则i1 > i2。 故选D。 【点睛】解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。） 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间中存在磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，与导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨电阻不计，g取。已知。 （1）求导体棒受到的摩擦力； （2）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。（此间结果可用分数表示） 【答案】（1）0.3N，方向平行于导轨平面向下；（2） 【解析】 【详解】（1）导体棒受到的安培力大小 方向平行于导轨平面向上，根据导体棒受到的摩擦力 方向平行于导轨平面向下。 （2）导体棒受到最大静摩擦力 当最大静摩擦力方向平行于导轨平面向上，根据平衡条件 得 当最大静摩擦力方向平行于导轨平面向下，根据平衡条件 得 所以 16. 如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根质量为的导体棒放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求： （1）导体棒运动过程最大速度； （2）从开始运动到过程中导体棒通过的位移； （3）整个运动过程中电阻上产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒切割磁感线电动势 电流 安培力 当速度最大时 求得 （2）由动量定理得 联立得 （3）由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量等于力F做的功 由焦耳热分配定律，整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为 解得 17. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第I象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第IV象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子以初速度v0从y轴上P（0，h）点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度vQ和速度方向与x轴正方向夹角θ； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子从P到Q的过程中，加速度大小为a，运动时间为t，在Q点进入磁场时速度大小为vQ，方向与x轴正方向间的夹角为θ，vQ沿y轴方向的大小为vy，则水平方向上 竖直方向上 ， 解得 Q点的合速度大小为 速度方向与x轴正方向夹角正切值为 解得 （2）设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，据洛伦兹力提供向心力 解得 粒子运动轨迹如图所示 根据几何关系得 解得 （3）根据几何关系，粒子在磁场中转过的圆心角为 在磁场中运动的周期 在磁场中运动的时间 粒子运动总的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$