精品解析：广东省珠海市实验中学、河源高级中学、中山市实验中学2023-2024学年高二下学期5月联考物理试题

2023—2024学年第二学期 珠海市实验中学、河源高级中学、中山市实验中学5月联考 高二物理试题 本试卷共15小题，满分100分，考试用时75分钟。 一、单选题（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，只有一个选项符合题意，多选、错选或不选的不给分。） 1. 下列说法中错误的是（ ） A. 德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律 B. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C. 库仑提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 D. 法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机 2. 近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高 B. 松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低 C. 按住按钮不动，螺线管上的导线两端PQ间仍有电势差 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 3. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势 C. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 D. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 4. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，是自感系数很大的线圈，其直流电阻和灯泡电阻相等（不计温度变化引起的灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A. 合上S，B先亮，A逐渐变亮，稳定时A比B暗 B. 合上S，A、B一起亮，稳定时A比B亮 C. 闭合S稳定后，断开S，A立即熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭 D. 闭合S稳定后，断开S，A慢慢熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭 5. 如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对氘核进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是（ ） A. 只增大加速电压U，氘核获得的最大动能增大 B. 只增大加速电压U，氘核在回旋加速器中加速次数减少 C. 保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子 D. 若要加速质子可只将磁感应强度大小调为原来的2倍 6. 某电流和时间的关系图像如图所示（曲线部分为正弦波形的上半部分），则该交变电流的有效值为（  ） A. B. C. D. 7. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为4Ω、2Ω和2Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。该变压器原、副线圈匝数之比为，当开关闭合时，电流表的示数为I；当S断开时，电流表的示数为（  ） A. B. C. D. 2I 二、多选题（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，有两个或两个以上选项符合题意，多选、错选或不选的不给分，选对但不全得3分） 8. 如图所示为甲、乙两个分子间作用力的合力F随分子间距离r变化的图像，F为正值时，合力表现为斥力，F为负值时，合力表现为引力；已知分子间距离无限大时分子势能为0，将甲分子固定，将乙分子从分子间距离小于r0的位置由静止释放，则从乙分子由静止释放至运动到分子间距离为r2的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 乙分子的动能先增大后减小 B. 乙分子运动的加速度先减小后增大 C. 甲、乙分子系统具有的分子势能先减小后增大 D. 当分子间距离为r0时，甲、乙分子系统具有的分子势能为零 9. 一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法正确的是（ ） A. bc过程温度降低 B. ab过程放热，内能减少 C. bc过程气体吸收的热量大于气体对外做功值 D ca过程内能一直不变 10. 如图所示，甲是质谱仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，在三种同位素由静止加速进入磁场所形成的三条质谱线中，c对应的比荷最大 B. 乙图中，可判断出A极板是发电机的负极 C. 丙图中，粒子沿直线通过速度选择器时，粒子的速度与粒子的电荷量有关 D. 丁图中，若导体为金属，则稳定时C板电势低 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）； （2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 12. “用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加入酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长。根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL。（保留2位有效数字） （2）油膜的面积为______（保留2位有效数字） （3）油酸分子直径______m。（保留1位有效数字） （4）某同学进行以上实验时，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。 A. 油酸未完全散开 B. 油酸溶液的浓度低于实际值 C. 在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了 D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格 四、计算题（共38分） 13. 某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度g取，求： （1）气体在状态C时的压强； （2）气体由状态A到状态C过程中，从外界吸收的热量Q。 14. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）线圈中的感应电流的大小和方向； （2）后2s内电阻R两端电压及消耗的功率； （3）前4s内通过R的电荷量。 15. 如图所示，在直角坐标系的第一象限，有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在第四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴下方放置一长度为L的绝缘薄板PQ，挡板平面与x轴垂直且上端紧贴x轴。一质量为m，电荷量为的粒子从y轴上一点以大小为的速度水平向右射出，恰好从薄板上边缘P点处射入磁场，粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，之后粒子恰好未与薄板碰撞，不计粒子重力，求： （1）粒子在y轴上的发射位置到P点的水平距离； （2）匀强磁场磁感应强度B的大小： （3）粒子在薄板右侧运动时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年第二学期 珠海市实验中学、河源高级中学、中山市实验中学5月联考 高二物理试题 本试卷共15小题，满分100分，考试用时75分钟。 一、单选题（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，只有一个选项符合题意，多选、错选或不选的不给分。） 1. 下列说法中错误的是（ ） A. 德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，提出了电磁感应定律 B. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 C. 库仑提出了分子电流假说，揭示了磁现象电本质 D. 法拉第发现了电磁感应现象，并制作了世界上第一台发电机 【答案】C 【解析】 【详解】A．德国物理学家纽曼和韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，于1845年和1846年先后提出了电磁感应定律，故A正确，不满足题意要求； B．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故B正确，不满足题意要求； C．安培提出了分子电流假说，揭示了磁现象的电本质，故C错误，满足题意要求； D．法拉第发现了电场感应现象，并制作了世界上第一台发电机，故D正确，不满足题意要求。 故选C 2. 近年来，无线门铃逐渐流行。图甲为某款无线门铃按钮，其“自发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮过程，螺线管上的导线Q端电势较高 B. 松开按钮过程，螺线管上的导线P端电势较低 C. 按住按钮不动，螺线管上的导线两端PQ间仍有电势差 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管磁通量向左增加，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从P流向Q，则螺线管上的导线Q端电势较高。故A正确； B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，螺线管上产生的感应电流从Q流向P，螺线管上的导线P端电势较高。故B错误； C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，则螺线管无感应电动势产生，则上导线两端PQ间没有电势差。故C错误； D．按下和松开按钮过程，时间不一定相等，则磁通量的变化率不一定相等，则螺线管产生的感应电动势大小不一定相等。故D错误。 故选A。 3. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势 C. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 D. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极导线框受到的安培力方向向上 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，选项A错误； B．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，选项B错误； C．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，则图示位置不是电流变向的时刻，选项C错误； D．根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，选项D正确。 故选D。 4. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，是自感系数很大的线圈，其直流电阻和灯泡电阻相等（不计温度变化引起的灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A. 合上S，B先亮，A逐渐变亮，稳定时A比B暗 B. 合上S，A、B一起亮，稳定时A比B亮 C. 闭合S稳定后，断开S，A立即熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭 D. 闭合S稳定后，断开S，A慢慢熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，B灯先亮，线圈产生自感电动势，致使A灯逐渐变亮，稳定时B灯所在支路电阻较小，电流大于A灯电流，因此稳定时A比B暗。故A正确；B错误； CD．闭合S稳定后，断开S，线圈产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A、B两灯；由于线圈的电阻和灯泡电阻相等，则原先通过A灯的电流小于通过B灯的电流，所以A、B两灯逐渐变暗后再熄灭，不存在闪亮的情况。故CD错误。 故选A。 5. 如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对氘核进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是（ ） A. 只增大加速电压U，氘核获得的最大动能增大 B. 只增大加速电压U，氘核在回旋加速器中加速次数减少 C. 保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子 D. 若要加速质子可只将磁感应强度大小调为原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，氘核的最大速度为，根据牛顿第二定律有 解得 氘核获得的最大动能为 所以最大动能与U无关，只增大加速电压U，氘核获得的最大动能不变，故A错误； B．氘核在回旋加速器中加速次数为 所以只增大加速电压U，氘核在回旋加速器中加速次数减少，故B正确； CD．氘核做匀速圆周运动的周期为 氘核每运动一个周期都被加速两次，而交变电场的方向每个周期改变两次，且氘核每次经过电场都会被加速，所以D形盒缝隙间电场变化的周期等于氘核运动的周期，而氘核和质子的比荷不同，所以保持B、U和T不变，该回旋加速器不能加速质子。而质子的比荷为氘核比荷的2倍，则由上式可知若要加速质子，可只将磁感应强度大小调为原来的一半或只将D形盒缝隙间电场变化周期调为原来的一半，故CD错误。 故选B。 6. 某电流和时间的关系图像如图所示（曲线部分为正弦波形的上半部分），则该交变电流的有效值为（  ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据有效值的定义 解得 故选A。 7. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为4Ω、2Ω和2Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。该变压器原、副线圈匝数之比为，当开关闭合时，电流表的示数为I；当S断开时，电流表的示数为（  ） A. B. C. D. 2I 【答案】B 【解析】 【详解】开关闭合时原线圈电流 原线圈电压 根据变流比副线圈电流 根据变压比，副线圈电压 根据串并联关系 整理可得 当S断开时，原线圈电压 根据变压比，副线圈电压 副线圈电流 解得 故选B。 二、多选题（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，有两个或两个以上选项符合题意，多选、错选或不选的不给分，选对但不全得3分） 8. 如图所示为甲、乙两个分子间作用力的合力F随分子间距离r变化的图像，F为正值时，合力表现为斥力，F为负值时，合力表现为引力；已知分子间距离无限大时分子势能为0，将甲分子固定，将乙分子从分子间距离小于r0的位置由静止释放，则从乙分子由静止释放至运动到分子间距离为r2的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 乙分子的动能先增大后减小 B. 乙分子运动的加速度先减小后增大 C. 甲、乙分子系统具有的分子势能先减小后增大 D. 当分子间距离为r0时，甲、乙分子系统具有的分子势能为零 【答案】AC 【解析】 【详解】ABC．从乙分子由静止释放至运动到分子间距离为r2的过程中，F先减小后增大再减小，根据牛顿第二定律知，乙分子运动的加速度先减小后增大再减小，此过程中合力先表现为斥力后表现为引力，因此F先做正功，后做负功，根据动能定理和功能关系可知，乙分子的动能先增大后减小，甲、乙分子系统具有的分子势能先减小后增大，故B错误，AC正确； D．分子间距离为r0时，甲、乙分子系统具有的分子势能最小，为负值，故D错误； 故选AC。 9. 一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法正确的是（ ） A. bc过程温度降低 B. ab过程放热，内能减少 C. bc过程气体吸收的热量大于气体对外做功值 D. ca过程内能一直不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．由图像可知，bc过程气体压强不变，体积变大，根据 可知气体温度升高，气体内能增大，由于体积变大，气体对外界做功，据热力学第一定律 可知气体吸收的热量大于气体对外做功值，故A错误，C正确； B．ab过程，气体体积不变，压强减小，根据 可知气体温度降低，内能减少，由于体积不变，说明外界对气体做功为0，根据热力学第一定律 可知气体对外放热，故B正确； D．ca过程，由图像可知pV乘积先变大后变小，根据 可知气体温度先升高后降低，则气体内能先增大后减小，故D错误； 故选BC。 10. 如图所示，甲是质谱仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，在三种同位素由静止加速进入磁场所形成的三条质谱线中，c对应的比荷最大 B. 乙图中，可判断出A极板是发电机的负极 C. 丙图中，粒子沿直线通过速度选择器时，粒子的速度与粒子的电荷量有关 D. 丁图中，若导体为金属，则稳定时C板电势低 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．甲图粒子在电场中被加速，由动能定理得 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 粒子轨道半径 在三种同位素由静止加速进入磁场所形成的三条质谱线中，c对应的比荷最大，故A正确； B．乙图由左手定则可知，带正电的粒子偏向下极板，则可判断出A极板是发电机的负极，故B正确； C．丙图中粒子沿直线通过速度选择器，则 可得 则粒子沿直线通过速度选择器时，粒子的速度与粒子的电荷量无关，故C错误； D．丁图中若导体为金属，由左手定则可知，电子偏向C极板，则稳定时C板电势低，故D正确。 故选ABD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）； （2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。 【答案】（1）向左偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 右 ③. 扩张 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，说明穿过线圈B的磁通量增加时电流计指针向左偏转；闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，通过线圈A中的电流变大，穿过线圈B的磁通量增加，此时灵敏电流计指针也应向左偏转。 【小问2详解】 [1]图乙可知，根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中感应电流方向沿顺时针； [2][3]因穿过金属环A的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故金属环A与螺线管相互吸引，则金属环A将向右运动，根据“增缩减扩”可知，金属环A有扩张趋势。 12. “用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加入酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往边长为30～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长。根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL。（保留2位有效数字） （2）油膜的面积为______（保留2位有效数字） （3）油酸分子直径是______m。（保留1位有效数字） （4）某同学进行以上实验时，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______。 A. 油酸未完全散开 B. 油酸溶液的浓度低于实际值 C. 在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了 D. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格 【答案】（1） （2） （3） （4）AC 【解析】 【小问1详解】 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 【小问2详解】 根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积为 【小问3详解】 油酸分子直径是 【小问4详解】 A．油酸未完全散开，则计算油酸分子直径时油膜的面积偏小，由可知，所测分子直径的数据偏大，A正确； B．油酸溶液的浓度低于实际值，则油酸的体积V偏小，由可知，所测分子直径的数据偏小，B错误； C．在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了，可知油酸的体积V偏大，由可知，所测分子直径的数据偏大，C正确； D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，面积S偏大，由可知，所测分子直径的数据偏小，D错误。 故选AC。 四、计算题（共38分） 13. 某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度g取，求： （1）气体在状态C时的压强； （2）气体由状态A到状态C过程中，从外界吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2）150J 【解析】 【详解】（1）气体在状态A时，有 解得 气体由状态A到状态B过程中，气体的压强不变，由盖吕萨克定律有 解得 气体由状态B到状态C过程中，气体体积不变，由查理定律有 解得 （2）气体从状态A到状态C的过程中，气体对外做的功为 由热力学第一定律有 解得 14. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）线圈中的感应电流的大小和方向； （2）后2s内电阻R两端电压及消耗的功率； （3）前4s内通过R的电荷量。 【答案】（1）内，线圈中的感应电流的大小为0.02A，方向沿逆时针方向；内，线圈中的感应电流大小为0.08A，方向沿顺时针方向；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）内，由法拉第电磁感应定律有 则线圈中的感应电流大小为 由楞次定律可知线圈中的感应电流方向沿逆时针方向； 内，由法拉第电磁感应定律有 则线圈中的感应电流大小为 由楞次定律可知线圈中的感应电流方向沿顺时针方向。 （2）后2s内电阻R两端电压为 消耗的功率为 （3）前4s内通过R的电荷量为 15. 如图所示，在直角坐标系的第一象限，有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在第四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴下方放置一长度为L的绝缘薄板PQ，挡板平面与x轴垂直且上端紧贴x轴。一质量为m，电荷量为的粒子从y轴上一点以大小为的速度水平向右射出，恰好从薄板上边缘P点处射入磁场，粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，之后粒子恰好未与薄板碰撞，不计粒子重力，求： （1）粒子在y轴上的发射位置到P点的水平距离； （2）匀强磁场磁感应强度B的大小： （3）粒子在薄板右侧运动的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可得粒子在P点速度方向与轴的夹角为，可得粒子在P点的竖直分速度 粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有 竖直方向根据牛顿第二定律有 而根据速度与时间的关系可得 联立以上各式可得 （2）粒子在点的速度 粒子在磁场中做圆周运动，有 粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示 根据几何关系可得 联立解得 （3）根据几何关系可知，粒子在挡板右侧磁场中运动的时间 而粒子做圆周运动的周期 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$