精品解析：四川省江油市太白中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

江油市太白中学高2022级高二（下）四月月考 物理试卷 考试时间：75分钟 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. 如图所示，、为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则流过金属棒中的电流为（　　） A. B. C. D. 2. 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．如图为美国试验所采用的电磁轨道，该轨道长7.5m，宽1.5m。若发射质量为50g的炮弹从轨道左端以初速度为零开始加速，当回路中的电流恒为20A时，最大速度可达3km/s。轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向为竖直向下 B. 磁场方向为水平向右 C. 磁感应强度的大小为103T D. 电磁炮的加速度大小为3×105m/s2 3. 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。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变）。从图中情况可以确定（　　） A. 粒子从到运动，带正电 B. 粒子从到运动，带正电 C. 粒子从到运动，带负电 D. 粒子从到运动，带负电 4. 在磁极间的真空室内有两个半径为的半圆形金属扁盒（形盒）隔开相对放置，形盒间加频率为的高频率交流电，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生质量为，电荷量为的粒子射出来（初速度视为零），受到电场加速，在形盒内不受电场力，仅受磁极间磁感应强度为的磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面做圆周运动。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（）。不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子第一次和第二次经过型盒间狭缝后轨道半径之比为 B. 加速电压越大粒子获得的最大动能就越大 C. 粒子获得的最大动能为 D. 保持交流电频率和磁场磁感应强度不变可以加速比荷不同的粒子 5. 如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，边均与边成60°角，。框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，则框架受到安培力的合力的大小和方向为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向上 C. ，竖直向下 D. ，竖直向下 6. 如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从磁场下边界MN上的O点以相同的速度v0（v0在纸面内，θ为锐角）射入磁场中，发现质子从边界上的F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场。已知EF＝2d，FO＝d。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　） A. 从E点飞出的可能是α粒子 B. 从E点飞出的可能是氚核 C. 两种粒子在磁场中的运动时间相等 D. 两种粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角不相等 7. 如图所示，正方形abcd内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速度从a点沿ab方向射入磁场。不计电子的重力和电子间的相互作用。对于从c点和d点射出的电子，下列说法正确的是（　　） A. 轨道半径之比为 B. 线速度大小之比为 C. 向心力大小之比为 D. 在磁场中运动时间之比为 8. 如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v-t图象如图乙所示。物块带电量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 物块带正电 B. 1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5m/s C. 传送带的速度可能比0.5m/s大 D. 若增大传送带的速度，其它条件不变，则物体最终达到的最大速度也会增大 二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（　　） A. 感应电流方向是N→M B. 感应电流方向是M→N C. 安培力方向水平向左 D. 安培力方向水平向右 10. 如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，在正交的电磁场空间中有一足够长的固定光滑绝缘杆，与电场方向成60°夹角且处于竖直平面内。一带电小球套在绝缘杆上，当小球沿杆向下的初速度为时，小球恰好做匀速直线运动，小球在此运动过程中，以下说法正确的是（　　） A. 小球可能带负电 B. 电场力做负功，小球的机械能减小 C. 若撤去磁场，小球仍做匀速直线运动 D. 若撤去磁场，小球将做匀加速直线运动 11. 如图所示，单匝正方形闭合线圈放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为B的有界匀强磁场，磁场两边界成角。线圈的边长为L、总电阻为R。现使线圈以水平向右的速度v匀速进入磁场。下列说法正确的是（　　） A. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），N、P两点间的电压 B. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），线圈所受安培力 C. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），回路的瞬时电功率 D. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界（如上图）的过程，通过导线某一横截面的电荷量 12. 水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计。现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x时，ab达到最大速度vm，此时撤去外力，最后ab静止在导轨上。在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 撤去外力后，ab做匀减速运动 B. 整个过程中合力对ab做的功为零 C. R上释放的热量为Fx＋ D. R上释放的热量为Fx 三、实验题（共16分） 13. 如图甲所示，100匝的圆形线圈面积为1 m2，与水平放置的平行板电容器连接，电容器两板间距离10 cm．圆形线圈内有垂直于圆平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示（B取向里为正），圆形线圈中感应电动势大小为______V；刚开始对电容器充电时圆形线圈中感应电流的方向为______（填“顺时针”或“逆时针”）； 稳定后，质量10 g的带电粒子恰能静止于电容器两板间某处，粒子的电荷量大小为______C．g取10 m/s2． 14. 磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明： （1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）． A. 平行于南北方向，位于小磁针上方 B. 平行于东西方向，位于小磁针上方 C. 平行于东南方向，位于小磁针下方 D. 平行于西南方向，位于小磁针下方 （2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号） A. 加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B. 加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C. 加一电场，电场方向沿z轴负方向 D. 加一电场，电场方向沿y轴正方向 （3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用. 四、解答题（36分） 15. 如图所示，水平放置的导轨一端接有电源，电动势，内阻，导轨电阻不计，电阻箱接入电路的电阻。质量，电阻不计的金属棒放置在水平导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数，金属棒的长度等于导轨间距离为，金属棒与导轨垂直且恰好保持静止。空间内有垂直于纸面向里的匀强磁场，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求： （1）金属棒cd所受安培力的方向； （2）该磁场的磁感应强度B的大小； （3）调整电阻箱阻值为，金属棒cd受到的安培力的大小。 16. 如图所示，在空间中有一垂直纸面向里方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为，磁感应强度为，边长为、电阻为、质量为的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为，求： （1）边刚出磁场下边缘时的速度； （2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热； （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘流过线框的电荷量。 17. 如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等（B未知）。有一个带正电的粒子（不计重力）质量为m带电量为q以垂直于x轴的初速度从x轴上的Р点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成角进入磁场，又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场。已知OP之间的距离为d。求： （1）电场强度E的大小； （2）求粒子第一次经过x轴时到坐标原点O的距离； （2）带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江油市太白中学高2022级高二（下）四月月考 物理试卷 考试时间：75分钟 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. 如图所示，、为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为，以速度v水平向右匀速运动，不计导轨和金属棒的电阻，则流过金属棒中的电流为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】金属棒的感应电动势为 流过金属棒中的电流为 故选A。 2. 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器．如图为美国试验所采用的电磁轨道，该轨道长7.5m，宽1.5m。若发射质量为50g的炮弹从轨道左端以初速度为零开始加速，当回路中的电流恒为20A时，最大速度可达3km/s。轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向为竖直向下 B. 磁场方向为水平向右 C. 磁感应强度的大小为103T D. 电磁炮的加速度大小为3×105m/s2 【答案】C 【解析】 【详解】AB．炮弹受到的安培力向右，根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故AB错误； CD．由速度位移公式 其中 解得电磁炮的加速度大小 根据牛顿第二定律 其中 解得 故C正确，D错误。 故选C。 3. 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。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变）。从图中情况可以确定（　　） A. 粒子从到运动，带正电 B. 粒子从到运动，带正电 C. 粒子从到运动，带负电 D. 粒子从到运动，带负电 【答案】D 【解析】 【详解】根据洛伦兹充当向心力有 可得 根据题意，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变），则可知粒子的轨道半径逐渐减小，因此粒子从运动到，结合根据左手定则可知，粒子带负电。 故选D。 4. 在磁极间的真空室内有两个半径为的半圆形金属扁盒（形盒）隔开相对放置，形盒间加频率为的高频率交流电，其间隙处产生交变电场。置于中心的粒子源产生质量为，电荷量为的粒子射出来（初速度视为零），受到电场加速，在形盒内不受电场力，仅受磁极间磁感应强度为的磁场的洛伦兹力，在垂直磁场平面做圆周运动。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从形盒边缘引出，能量可达几十兆电子伏特（）。不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子第一次和第二次经过型盒间狭缝后轨道半径之比为 B. 加速电压越大粒子获得的最大动能就越大 C. 粒子获得的最大动能为 D. 保持交流电频率和磁场磁感应强度不变可以加速比荷不同的粒子 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子通过狭缝经电场加速有 进入D型盒，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动有 联立可得 则粒子第一次和第二次经过型盒间狭缝后轨道半径之比为，故A错误； B．根据 可得 可知，当粒子做圆周运动半径等于D型盒半径时最大，速度最大，动能最大，则最大动能由形盒的半径确定，故B错误； C．由B分析可知，粒子获得的最大动能为 故C正确； D．粒子在D型盒中做圆周运动的周期要和交流电源的周期相等，才能被加速，则 则保持交流电频率和磁场磁感应强度，只有比荷相同才能被加速，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，边均与边成60°角，。框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，则框架受到安培力的合力的大小和方向为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向上 C. ，竖直向下 D. ，竖直向下 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图 设电路abcd上的电阻为3r，由几何关系得，ad段的长度为2L，所以ad上的电阻为2r； abcd上的电流 ad上的电流 ab、bc、cd上各段的安培力 ad上各段的安培力 各段受到的力中，F1和F3在左右方向的分量大小相等，方向相反，相互抵消，所以线框受到的合外力 F=F4+F1cos60°+F2+F3cos60°= 则可得 方向竖直向上. 故选A。 6. 如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从磁场下边界MN上的O点以相同的速度v0（v0在纸面内，θ为锐角）射入磁场中，发现质子从边界上的F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场。已知EF＝2d，FO＝d。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　） A. 从E点飞出的可能是α粒子 B. 从E点飞出的可能是氚核 C. 两种粒子在磁场中的运动时间相等 D. 两种粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角不相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．粒子在磁场中运动的半径，由几何知识可知，粒子射出磁场时距离O点的距离为 d＝2r sin θ＝sin θ 设OF＝a，则OE＝3a，质子从F点射出，则 a＝sin θ 从E点射出的粒子 3a＝sin θ 可知 ＝3 则从E点飞出的可能是氚核，选项A错误，B正确； D．由几何知识可知，两种粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角均为（2π－2θ），故选项D错误； C．根据T＝，可知两种粒子的周期不同，根据 t＝T 可知，两种粒子在磁场中的运动时间不相等，选项C错误。 故选B。 7. 如图所示，正方形abcd内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以大小不同的速度从a点沿ab方向射入磁场。不计电子的重力和电子间的相互作用。对于从c点和d点射出的电子，下列说法正确的是（　　） A. 轨道半径之比为 B. 线速度大小之比为 C. 向心力大小之比为 D. 在磁场中运动时间之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设正方形边长为L，根据图像可知从c点射出的电子轨道半径为L，从d点射出的电子轨道半径为，则轨道半径之比为，A错误； B．根据 可得 因轨道半径之比为，则线速度大小之比为，B错误； C．电子所受洛伦兹力充当向心力，即 因线速度大小之比为，则向心力大小之比为，C错误； D．电子在磁场中的运动周期为 则从c点射出的电子在磁场中的运动时间为 从d点射出的电子在磁场中的运动时间为 则在磁场中运动时间之比为，D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v-t图象如图乙所示。物块带电量保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 物块带正电 B. 1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5m/s C. 传送带的速度可能比0.5m/s大 D. 若增大传送带的速度，其它条件不变，则物体最终达到的最大速度也会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在第1s内，图像的斜率减小，物块的加速度减小，滑动摩擦力减小，对斜面的压力减小，而物块做加速运动，洛伦兹力增大，所以洛伦兹力一定竖直向上，由左手定则，物块一定带负电，A错误； BC．物块达到最大速度的条件是摩擦力等于零，不再加速，所以1s末物块飘起来，此时物块的速度为0.5m/s，传送带的速度可能是0.5m/s，也可能大于0.5m/s，B错误，C正确； D．若传送带的速度小于0.5m/s，物块的最大速度随着传送带速度的增大而增大；若传送带的速度等于0.5m/s，则物块的最大速度等于0.5m/s；若传送带的速度大于0.5m/s，无论传送带的速度多大，物块加速到0.5m/s时都飘起来，也就是说，物块的最大速度等于0.5m/s，与传送带的速度无关，D错误。 故选C。 二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（　　） A. 感应电流方向是N→M B. 感应电流方向是M→N C. 安培力方向水平向左 D. 安培力方向水平向右 【答案】AC 【解析】 【详解】以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。故BD错，AC对。 故选AC。 10. 如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，在正交的电磁场空间中有一足够长的固定光滑绝缘杆，与电场方向成60°夹角且处于竖直平面内。一带电小球套在绝缘杆上，当小球沿杆向下的初速度为时，小球恰好做匀速直线运动，小球在此运动过程中，以下说法正确的是（　　） A. 小球可能带负电 B. 电场力做负功，小球的机械能减小 C. 若撤去磁场，小球仍做匀速直线运动 D. 若撤去磁场，小球将做匀加速直线运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．若小球带负电，则小球所受电场力水平向右，所受洛伦兹力垂直于杆向下，所受杆的支持力垂直于杆向上，所受重力竖直向下，易知这四个力的合力不可能为零，所以小球不可能做匀速直线运动，则小球一定带正电，故A错误； B．因为小球带正电，且在逆着电场线方向存在位移，因此电场力做负功，而杆的支持力以及洛伦兹力对小球均不做功，所以小球的机械能减小，故B正确； CD．存在磁场时，由于小球所受洛伦兹力和支持力的合力一定垂直于杆向上，所以电场力与重力的合力一定垂直于杆向下，且为定值，若撤去磁场，杆的支持力方向不变，且大小不受限制，所以仍可以与重力和电场力的合力相平衡，因此若撤去磁场，小球仍做匀速直线运动，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，单匝正方形闭合线圈放置在水平面上，空间存在方向竖直向下、磁感应强度为B的有界匀强磁场，磁场两边界成角。线圈的边长为L、总电阻为R。现使线圈以水平向右的速度v匀速进入磁场。下列说法正确的是（　　） A. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），N、P两点间的电压 B. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），线圈所受安培力 C. 当线圈中心经过磁场边界时（如上图），回路的瞬时电功率 D. 线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界（如上图）的过程，通过导线某一横截面的电荷量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当线圈中心经过磁场边界时，只有NP边切割磁场，线圈中产生的感应电动势为 则N、P两点间的电压为 故A错误； B．当线圈中心经过磁场边界时，NP、PQ两边都受安培力作用，由安培力公式可得，其合力为 故B正确； C．当线圈中心经过磁场边界时，由题意可得及上述分析可得，回路的瞬时电功率为 故C正确； D．线圈从开始进入磁场到其中心经过磁场边界的过程中，导线某一横截面的电荷量 为 故D错误。 故选BC。 12. 水平放置的光滑导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab，ab处在磁感应强度大小为B、方向如图所示的匀强磁场中，导轨的一端接一阻值为R的电阻，导轨及导体棒电阻不计。现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动，当通过位移为x时，ab达到最大速度vm，此时撤去外力，最后ab静止在导轨上。在ab运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 撤去外力后，ab做匀减速运动 B. 整个过程中合力对ab做的功为零 C. R上释放的热量为Fx＋ D. R上释放的热量为Fx 【答案】BD 【解析】 【详解】A．撤去外力后，导体棒切割磁感线，电路中产生感应电流，对导体棒有 所以速度越小，加速度越小，ab做加速度减小的减速运动。A错误； BCD．整个过程中，对ab有动能定理得 根据功能关系有 即 BD正确，C错误。 故选BD。 三、实验题（共16分） 13. 如图甲所示，100匝的圆形线圈面积为1 m2，与水平放置的平行板电容器连接，电容器两板间距离10 cm．圆形线圈内有垂直于圆平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示（B取向里为正），圆形线圈中感应电动势大小为______V；刚开始对电容器充电时圆形线圈中感应电流的方向为______（填“顺时针”或“逆时针”）； 稳定后，质量10 g的带电粒子恰能静止于电容器两板间某处，粒子的电荷量大小为______C．g取10 m/s2． 【答案】 ①. 100 ②. 逆时针 ③. 1×10-4 【解析】 【详解】第一空．根据法拉第电磁感应定律 ，从图乙可知 ，联立解得： ． 第二空．根据楞次定律可知，磁通量向里增加，感应电流磁场向外，根据右手定则判断感应电流为逆时针方向． 第三空．带电粒子恰能静止于电容器两板间某处，根据平衡条件有 ，通过以上分析板间电压为100V ，板间场强与电压关系： ， 联立解得： ． 14. 磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明： （1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）． A. 平行于南北方向，位于小磁针上方 B. 平行于东西方向，位于小磁针上方 C. 平行于东南方向，位于小磁针下方 D. 平行于西南方向，位于小磁针下方 （2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号） A. 加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B. 加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C. 加一电场，电场方向沿z轴负方向 D. 加一电场，电场方向沿y轴正方向 （3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用. 【答案】 ①. A ②. 逆时针 ③. B ④. 吸引 ⑤. 排斥 【解析】 【详解】（1）无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A； （2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a为阴极；故B对． （3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥； 四、解答题（36分） 15. 如图所示，水平放置的导轨一端接有电源，电动势，内阻，导轨电阻不计，电阻箱接入电路的电阻。质量，电阻不计的金属棒放置在水平导轨上，金属棒与导轨间的动摩擦因数，金属棒的长度等于导轨间距离为，金属棒与导轨垂直且恰好保持静止。空间内有垂直于纸面向里的匀强磁场，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求： （1）金属棒cd所受安培力的方向； （2）该磁场的磁感应强度B的大小； （3）调整电阻箱阻值为，金属棒cd受到的安培力的大小。 【答案】（1）水平向左；（2）0.5T；（3）3N 【解析】 【详解】（1）根据题意，由左手定则知，安培力水平向左。 （2）根据题意，由平衡条件可知，棒受到的安培力大小等于最大静摩擦力，则有 又有 ， 联立解得 （3）当电阻箱的阻值为时， 金属棒cd受到的安培力的大小 16. 如图所示，在空间中有一垂直纸面向里方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为，磁感应强度为，边长为、电阻为、质量为的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为，求： （1）边刚出磁场下边缘时的速度； （2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热； （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘流过线框的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，根据受力平衡可得 又 联立解得 （2）导线框从进入磁场到MN离开磁场的过程中，根据能量守恒可得 解得产生的焦耳热为 （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘过程，流过线框的电荷量为 代入数据解得 17. 如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等（B未知）。有一个带正电的粒子（不计重力）质量为m带电量为q以垂直于x轴的初速度从x轴上的Р点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成角进入磁场，又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场。已知OP之间的距离为d。求： （1）电场强度E的大小； （2）求粒子第一次经过x轴时到坐标原点O的距离； （2）带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子以垂直于轴的初速度进入水平方向的匀强电场，做类平抛运动，由进入电场时的速度与轴正向成角，则有 联立解得 ， （2）粒子的运动轨迹如图所示 粒子进入磁场的速度 粒子进入磁场位置与原点O的距离为 由几何知识得粒子在磁场中做圆周运动的半径 粒子第一次经过x轴时到坐标原点O的距离 （3）粒子在磁场中运动的时间 带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $