精品解析：湖北省随州市广水市第二高级中学2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

湖北省广水市第二高级中学高2024--2025学年上学期九月月考 高二物理试题 注意事项： 1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题 1. 如图，一根竖直立在水平地面上的细杆，其上端固定一个光滑的小滑轮A，一质量为m，带电荷量为+q的可视为质点的小球B通过细绳绕过滑轮A，并用水平力F拉住，在细杆上某点C处固定一个带电量为+Q的点电荷，此时小球B处于静止状态，且AB＝AC＝BC。现缓慢向左拉绳，使细绳AB的长度减为原来一半，同时改变小球B所带的电荷量+q的大小，且细绳AB与细杆的夹角保持不变，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 细绳拉力F逐渐增大 B. 细绳拉力F逐渐减小 C. 小球B所带的电荷量q逐渐增大 D. 小球B所带的电荷量q先减小后增大 2. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板（M板）接地，在两板间的P点固定一个带负电的检验电荷。若正极板N保持不动，将负极板M缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. P点电势升高 B. 两板间电压增大 C. 检验电荷的电势能增大 D. 检验电荷受到的电场力增大 3. 如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的( ) A. B. C. D. 4. 如图所示，固定在同一绝缘水平面内的两平行长直金属导轨，间距为，其左侧用导线接有两个阻值均为的电阻，整个装置处在磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场中。一质量为的金属杆垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.3，对杆施加方向水平向右、大小为的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度大小，则当杆的速度大小为时（　　） A. 杆的加速度大小为 B. 通过杆的电流大小为，方向从到 C. 杆两端电压为 D. 杆产生的电功率为 5. 我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流 C. 1100kV是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定 6. 如图所示是具有自动报警功能防盗门，它利用干簧管作为传感器，继电器（虚线方框部分）作为执行装置。下列说法不正确的是（　　） A. 当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA里面，开关c与b接通 B. 当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA里面，开关c与a接通 C. 当门被推开时，磁体M离开干簧管SA，继电器被断电，开关c与b接通 D 当门被推开时，磁体M离开干簧管SA，开关c与b接通，蜂鸣器H发声报警 7. 如图所示，在圆形边界的磁场区域，氕核H和氘核H先后从P点沿圆形边界的直径入射，从射入磁场到射出磁场，氕核H和氘核H的速度方向分别偏转了90°和120°角，已知氕核H在磁场中运动的时间为，轨迹半径为，则（　　） A. 氘核H在该磁场中运动的时间为 B. 氘核H在该磁场中运动的时间为 C. 圆形磁场的半径为 D. 氘核H在该磁场中运动的轨迹半径为 8. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中C为电容器的电容，电流表、电压表均为理想表。闭合开关S至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为，电压表V2的示数改变量大小为，电流表A的示数改变量大小为，、分别是电压表V1、V2示数，I为电流表A的示数，则下列判断正确的有（ ） A. 滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减少 B. 滑片向左移动的过程中，的值变大 C. 的值变大 D. 的值不变，且大于 9. 如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有黑箱。t=0时刻起电阻为R的导体棒ab以一定的初速度放上导轨向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且与导轨电接触良好，不计导轨电阻。则（　　） A. 若黑箱中是电池，棒的最终速度与初速度有关 B. 若黑箱中线圈，棒做简谐运动 C. 若黑箱中是电阻，棒的速度随位移均匀减小 D. 若黑箱中是电容器，棒的最终速度与初速度无关 10. 如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到4km/s后发射弹体，则（　　） A. 导体棒ab所受安培力大小为1.6×105N B. 光滑水平导轨长度至少为20m C. 该过程系统产生的焦耳热为3.2×106J D. 该过程系统消耗的总能量为1.76×106J 二、非选择题 11. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴上有坐标为的M点和坐标为的N点，现将质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率射入磁场。已知OP＝L，忽略粒子自身重力和粒子间的相互作用。 （1）若粒子刚好从M点离开磁场，求粒子的入射速度大小； （2）若粒子刚好从N点离开磁场，求粒子在匀强磁场中运动的时间。 12. 如图所示，水平放置的平行金属导轨，导轨间距为l=0.6m．M、N之间接有一个阻值为R=2 Ω的电阻，金属棒CD固定在导轨之上，其电阻r=1 Ω，且和导轨始终接触良好，导轨足够长，其余电阻不计．整个装置放在方向垂直导轨平面向下的磁场中，磁场区域足够大，磁感应强度随时间的变化规律如图所示。开始时金属棒CD静止在与金属导轨左端MN 距离d=1m处，t=1s时松开金属棒时，其恰好移动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求： （1）t=0.5s时流过电阻R电流大小； （2）若t=1s时，金属棒CD获得水平向右的恒定拉力F=3.36N，求其运动的最大速度． 13. 如图所示是探究电磁感应现象的装置。 （1）闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。 （2）利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如表： 实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向 ① 向下 向右 向左 ② 向上 向右 向右 ③ 向下 向左 向右 ④ 向上 向左 向左 在上述四次实验中，比较________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。 （3）在探究中还发现，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与________有关。 14. 如图所示，在平面内的之间的区域有水平向右的匀强间的电场，之间的电势差，在的右侧有一与和x轴相切的圆形有界匀强磁场，切点分别为P点和M点，磁感应强度，方向垂直平面向外；在x轴下方足够大的空间内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度为；在x轴下方距离为a处平行x轴放置存在垂直一长为L的一探测板，为板的中点，且在M点的正下方，在y轴上过原点放置一能均匀发射粒子的直线粒子发射源，其长度恰好等于圆形磁场的直径，发射源产生的粒子质量和电荷量均相同，初速度可视为零，经过电场加速后进入圆形磁场，偏转后全部从M点进入下方磁场区域，已知粒子质量，电荷量，不计粒子重力和粒子间的相互作用。 (1)求圆形磁场区域的半径R； (2)若，求粒子打到探测板区域的长度； (3)若大小可以调节，调节的大小，可以使粒子恰好打满整块探测板，求此时的大小及打中探测板的粒子数占发射总粒子数的比例。 15. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问： （1）磁场的方向； （2）MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖北省广水市第二高级中学高2024--2025学年上学期九月月考 高二物理试题 注意事项： 1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 一、单项选择题 1. 如图，一根竖直立在水平地面上的细杆，其上端固定一个光滑的小滑轮A，一质量为m，带电荷量为+q的可视为质点的小球B通过细绳绕过滑轮A，并用水平力F拉住，在细杆上某点C处固定一个带电量为+Q的点电荷，此时小球B处于静止状态，且AB＝AC＝BC。现缓慢向左拉绳，使细绳AB的长度减为原来一半，同时改变小球B所带的电荷量+q的大小，且细绳AB与细杆的夹角保持不变，在此过程中，下列说法正确的是（ ） A. 细绳拉力F逐渐增大 B. 细绳拉力F逐渐减小 C. 小球B所带的电荷量q逐渐增大 D. 小球B所带的电荷量q先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对小球B受力分析，小球B受重力mg、库仑力、细绳拉力F，三个力作用下小球B平衡，开始时三个力构成等边矢量三角形，受力分析如图所示 由受力图可知，当细绳AB长度减小且夹角不变时，细绳拉力F逐渐减小，故A错误，B正确； CD．细绳AB长度逐渐减小为原来的一半过程中，库仑力减小，两点电荷之间的距离也逐渐减小，根据库伦公式 可知，小球B所带的电荷量q逐渐减小，故CD错误。 故选B。 2. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板（M板）接地，在两板间的P点固定一个带负电的检验电荷。若正极板N保持不动，将负极板M缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. P点电势升高 B. 两板间电压增大 C. 检验电荷的电势能增大 D. 检验电荷受到的电场力增大 【答案】C 【解析】 【详解】由 可得 BD．因为电容器与电源断开，电荷量保持不变，两板间的距离d减小，所以两板间电压减小，两板间电场强度不变，检验电荷受到的电场力不变，故BD错误； AC．因，为P到负极板之间的距离，减小，所以P点电势降低；因沿电场线方向电势降低，M板电势为零，所以P点电势为正，P点固定电荷为负，电势降低，电势能增加，C正确，A错误。 故选C。 【点睛】本题以电容器为情境载体，考查了电容器的电容、电场强度、电势的变化等必备知识，考查了推理论证能力、模型构建能力，考查了科学思维的学科素养，突出对基础性、综合性的考查要求。 3. 如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里、向外，在三个区域中均运动圆周，故t=，由于 T= 得B＝，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4. 如图所示，固定在同一绝缘水平面内的两平行长直金属导轨，间距为，其左侧用导线接有两个阻值均为的电阻，整个装置处在磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场中。一质量为的金属杆垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.3，对杆施加方向水平向右、大小为的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度大小，则当杆的速度大小为时（　　） A. 杆的加速度大小为 B. 通过杆的电流大小为，方向从到 C. 杆两端的电压为 D. 杆产生的电功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．切割磁感线产生的感应电动势 ， 感应电流 对金属杆，由牛顿第二定律得 代入数据解得 故A错误； B．由A可知，流过的电流大小为，由右手定则可知，电流方向从向，故B错误； C．两端的电压 故C正确； D．杆产生的电功率 故D错误。 故选C。 5. 我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流 C. 1100kV是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定 【答案】A 【解析】 【详解】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交流再降压，故A正确，B错误； C．1100kV指的是交流电的有效值，故C错误； D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D错误。 故选A。 6. 如图所示是具有自动报警功能的防盗门，它利用干簧管作为传感器，继电器（虚线方框部分）作为执行装置。下列说法不正确的是（　　） A. 当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA里面，开关c与b接通 B. 当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA里面，开关c与a接通 C. 当门被推开时，磁体M离开干簧管SA，继电器被断电，开关c与b接通 D. 当门被推开时，磁体M离开干簧管SA，开关c与b接通，蜂鸣器H发声报警 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当门紧闭时，磁体M处在干簧管SA里面，继电器接通，开关c与a接通，LED灯亮，故A错误，满足题意要求；B正确，不满足题意要求； CD．当门被推开时，磁体M离开干簧管SA，继电器被断电，开关c与b接通，LED灯不亮，，蜂鸣器H发声报警，故CD正确，不满足题意要求。 故选A。 7. 如图所示，在圆形边界磁场区域，氕核H和氘核H先后从P点沿圆形边界的直径入射，从射入磁场到射出磁场，氕核H和氘核H的速度方向分别偏转了90°和120°角，已知氕核H在磁场中运动的时间为，轨迹半径为，则（　　） A. 氘核H在该磁场中运动的时间为 B. 氘核H在该磁场中运动的时间为 C. 圆形磁场的半径为 D. 氘核H在该磁场中运动的轨迹半径为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．原子核在磁场中做匀速圆周运动的周期 两核在磁场中运动时间 将两核比荷比为2:1、圆心角之比为带入可得氘核在该磁场中运动的时间为 故AB错误； CD．由题意，作出两核在磁场中的运动轨迹示意图如下 设磁场圆半径为r，氘核在磁场中运动的轨迹半径为R2，氕核和氘核的轨迹圆圆心分别为、，由几何关系可得 可得 故C错误，D正确。 故选D 8. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中C为电容器的电容，电流表、电压表均为理想表。闭合开关S至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为，电压表V2的示数改变量大小为，电流表A的示数改变量大小为，、分别是电压表V1、V2示数，I为电流表A的示数，则下列判断正确的有（ ） A. 滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减少 B. 滑片向左移动的过程中，的值变大 C. 的值变大 D. 的值不变，且大于 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图可知与R串联，V1测R两端的电压，V2测路端电压。电流表A测总电流。电容器的电压等于的电压，滑片向左移动的过程中，总电阻变大，总电流减小，R1两端电压减小，则电容器的电压减小，根据 Q=CU 所以电容器所带的电荷量减少，故A正确； B．根据欧姆定律知，电压表的示数与电流表A的比值等于滑动变阻器R的阻值，滑片向左移动的过程中，变阻器的阻值变大，所以变大，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律得 则有 不变，故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律得 则有 保持不变且等于内阻r，小于，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有黑箱。t=0时刻起电阻为R的导体棒ab以一定的初速度放上导轨向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且与导轨电接触良好，不计导轨电阻。则（　　） A. 若黑箱中是电池，棒的最终速度与初速度有关 B. 若黑箱中是线圈，棒做简谐运动 C. 若黑箱中是电阻，棒的速度随位移均匀减小 D. 若黑箱中是电容器，棒的最终速度与初速度无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．若黑箱中是电池，则金属棒向右在安培力作用下做加速运动，当金属棒产生的感应电动势等于电源电动势时，回路的电流为零，此时金属棒处于稳定状态，此时满足 则棒的最终速度与初速度无关，选项A错误； B．若黑箱中是线圈，因棒所受的安培力方向与速度方向总是相反的，简谐振动中回复力与速度方向可能相同，也可能相反，则棒不可能做简谐运动，选项B错误； C．若黑箱中是电阻，设阻值为r，则当棒离开初始位置距离为x时，由动量定理 其中的 解得 即棒的速度随位移均匀减小，选项C正确； D．若黑箱中是电容器，则开始时，电容器不断充电，带电量逐渐增加，电容器两板间电压增加，棒由于受安培力作用做减速运动，当导体棒两端电压等于电容量两板电压时，回路电流为零，此时到达稳定状态，设此时的速度为v，则电容两板电压为 U=BLv 电容器带电量 Q=CU=CBLv 对导体棒有动量定理 其中 解得 即棒的最终速度与初速度有关，选项D错误。 故选C。 10. 如图是“电磁炮”模型的原理结构示意图。光滑水平金属导轨M、N的间距L=0.2m，电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1×102T。装有弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上的最左端，且始终与导轨接触良好，导体棒ab(含弹体)的质量m=0.2kg，在导轨M、N间部分的电阻R=0.8Ω，可控电源的内阻r=0.2Ω。在某次模拟发射时，可控电源为导体棒ab提供的电流恒为I=4×103A，不计空气阻力，导体棒ab由静止加速到4km/s后发射弹体，则（　　） A. 导体棒ab所受安培力大小为1.6×105N B. 光滑水平导轨长度至少为20m C. 该过程系统产生的焦耳热为3.2×106J D. 该过程系统消耗的总能量为1.76×106J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由安培力公式有 F=BIL=8×104N 故A错误； B．弹体由静止加速到4km/s，由动能定理知 Fx=mv2 则轨道长度至少为 x==20m 故B正确； CD．导体棒ab做匀加速运动，由F=ma，v=at，解得该过程需要时间 t=1×10－2s 该过程中产生焦耳热 Q=I2(R＋r)t=1.6×105J 弹体和导体棒ab增加的总动能 Ek=mv2=1.6×106J 系统消耗总能量 E=Ek＋Q=1.76×106J 故C错误，D正确。 故选BD。 二、非选择题 11. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴上有坐标为的M点和坐标为的N点，现将质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率射入磁场。已知OP＝L，忽略粒子自身重力和粒子间的相互作用。 （1）若粒子刚好从M点离开磁场，求粒子的入射速度大小； （2）若粒子刚好从N点离开磁场，求粒子在匀强磁场中运动的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子刚好打到M点，连接PM，作PM的中垂线交OP于E点，如图 则E点为该粒子运动轨迹的圆心，由几何关系得 根据洛伦兹力提供向心力得 解得粒子的入射速度大小 （2）粒子打在N点，连接PN，飞行轨迹的圆心角为，由几何关系得 所以 粒子做圆周运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 12. 如图所示，水平放置的平行金属导轨，导轨间距为l=0.6m．M、N之间接有一个阻值为R=2 Ω的电阻，金属棒CD固定在导轨之上，其电阻r=1 Ω，且和导轨始终接触良好，导轨足够长，其余电阻不计．整个装置放在方向垂直导轨平面向下的磁场中，磁场区域足够大，磁感应强度随时间的变化规律如图所示。开始时金属棒CD静止在与金属导轨左端MN 距离d=1m处，t=1s时松开金属棒时，其恰好移动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求： （1）t=0.5s时流过电阻R的电流大小； （2）若t=1s时，金属棒CD获得水平向右的恒定拉力F=3.36N，求其运动的最大速度． 【答案】（1）0.4A；（2）6m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，有 根据闭合电路欧姆定律，有 （2）t=1s时金属棒恰好移动 ，可知 当金属棒的加速度a=0时有最大速度 解得 解得 v=6m/s 13. 如图所示是探究电磁感应现象装置。 （1）闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针______（选填“偏转”或“不偏转”）。 （2）利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如表： 实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向 ① 向下 向右 向左 ② 向上 向右 向右 ③ 向下 向左 向右 ④ 向上 向左 向左 上述四次实验中，比较________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。 （3）在探究中还发现，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与________有关。 【答案】 ①. 不偏转 ②. ①和②（或③和④） ③. ①和④（或②和③） ④. 导体的运动快慢 【解析】 【详解】（1）[1]导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，故不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不发生偏转。 （2）[2][3]比较实验①和②（或③和④）可知：在导体切割磁感线运动方向一定时，改变磁场方向，感应电流的方向发生改变；比较实验①和④（或②和③）可知：在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）和磁场方向同时改变，感应电流的方向不变。 （3）[4]导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体的运动快慢有关。 14. 如图所示，在平面内的之间的区域有水平向右的匀强间的电场，之间的电势差，在的右侧有一与和x轴相切的圆形有界匀强磁场，切点分别为P点和M点，磁感应强度，方向垂直平面向外；在x轴下方足够大的空间内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度为；在x轴下方距离为a处平行x轴放置存在垂直一长为L的一探测板，为板的中点，且在M点的正下方，在y轴上过原点放置一能均匀发射粒子的直线粒子发射源，其长度恰好等于圆形磁场的直径，发射源产生的粒子质量和电荷量均相同，初速度可视为零，经过电场加速后进入圆形磁场，偏转后全部从M点进入下方磁场区域，已知粒子质量，电荷量，不计粒子重力和粒子间的相互作用。 (1)求圆形磁场区域的半径R； (2)若，求粒子打到探测板区域长度； (3)若大小可以调节，调节的大小，可以使粒子恰好打满整块探测板，求此时的大小及打中探测板的粒子数占发射总粒子数的比例。 【答案】(1)0.1m；(2)0.2m；(3)0.04T，80% 【解析】 【详解】(1)粒子在电场中加速 进入圆形磁场，圆周运动的半径恰好等于圆形磁场的半径 联立可解得。 (2)粒子进入x轴下方磁场 如图沿x轴负方向打出的粒子垂直打在探测板上，沿y轴负方向打出的粒子恰好与探测板相切，因此：粒子打到探测板区域的长度 (3)当沿x轴负方向打出的粒子甲刚好打在探测板的最左端时，由几何关系可得 解得， 刚好与探测板最右端相切的粒子乙，由几何关系可得 解得，由几何关系可得 有，所以根据 可解得，对粒子乙：在圆形磁场中运动过程如图，由几何关系可得 所以 15. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问： （1）磁场的方向； （2）MN刚开始运动时加速度a的大小； （3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少． 【答案】（1）垂直于导轨平面向下；（2）（3） 【解析】 【详解】（1）电容器充电后上板带正电，下板带负电，放电时通过MN的电流由M到N，欲使炮弹射出，安培力应沿导轨向右，根据左手定则可知磁场的方向垂直于导轨平面向下． （2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，根据欧姆定律，电容器刚放电时的电流： 炮弹受到的安培力： 根据牛顿第二定律： 解得加速度 （3）电容器放电前所带的电荷量 开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势： 最终电容器所带电荷量，导体棒运动过程中受到安培力的作用，磁感应强度和导体棒长度不变，即安培力和电流成正比，因此在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力： 由动量定理，有： 又： 整理的：最终电容器所带电荷量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$