高二物理上学期期中考模拟卷02（粤教版2019）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（粤教版2019）

绝密★启用前 2024-2025学年高二上学期期中考模拟卷02（粤教版2019） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 评卷人 得分 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，两个不带电的导体A和B用一对绝缘柱支持，使它们彼此接触，把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是（　　） A．此时A带正电，B带负电 B．此时A带正电，B带正电 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔仍然张开 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔仍然张开 2．真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小为（　　） A． B． C． D． 3．某空间仅存在沿x轴方向的电场，一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随其在x轴的位置坐标x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，其中，则下列说法正确的是（　　） A．处粒子速度最小 B．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C．、处电势、的关系为 D．，两点间的电势差等于与两点间的电势差 4．在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像可知下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为6V B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的内阻为2Ω D．电源的输出功率为6W 5．如图是奥斯特实验装置，导线和小磁针平行放置，小磁针放在导线下方。当导线中通有向左的电流时，小磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列说法正确的（    ） A．小磁针的N极向内偏转 B．把小磁针平移至图中导线的上方，小磁针的偏转方向不变 C．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变 D．无论通电导线怎么放置，只要导线中有电流，小磁针就发生偏转 5．如图所示为三根平行直导线的截面图，导线中的电流大小均相同，方向均垂直纸面向里。已知A、O、C三点共线，AC与OB垂直，，若在空间施加一匀强磁场，使得O点的磁感应强度为零。则匀强磁场的方向为（　　） A．沿OA方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿BO方向 6．如图，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（　　） A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下 C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上 7．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（   ） A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B．电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 评卷人 得分 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，O、A、B为一粗糙绝缘水平面上的三点，不计空气阻力，一电荷量为的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为的小金属块（可视为质点），从A点以速度向右运动，最后停止在B点，已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为，A、B间距离为L，静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．该过程中小金属块的电势能增大 B．A、B两点间的电势差为 C．若在A处库仑力大于摩擦力，则小金属块速度最大时距O点的距离为 D．若在A处库仑力小于摩擦力，则小金属块由A向B运动过程的平均速度大于 9．两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的O点， 9．如图所示电路，由定值电阻，可变电阻、，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关组成。闭合开关，电路稳定后，质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是（　　） A．保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 B．保持开关闭合，减小，粒子打在点 C．断开开关，M极板稍微上移，粒子打在点右侧 D．断开开关，N极板稍微下移，粒子打在点右侧 评卷人 得分 三、非选择题：共54分。 11．（10分，每空2分）某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。 (2)某合金丝阻值约为，测量实验中使用的器材还有 A．电源（输出电压为4V） B．电流表（量程，内阻约） C．电压表（量程，内阻约） D．滑动变阻器（最大阻值） E.开关、导线等 ①根据测量合金丝阻值的原理图乙，在图丙中将实物连线补充完整 。 ②实验时开关应接 端（选填“”或“”）。该实验的测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 (3)正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电压表示数为，电流表示数为，测得接入电路的合金丝长度为，直径为，则合金丝的电阻率 （用题中所给或所测得的物理量符号表示）。 12．（10分，每空2分）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用电流传感器（可以看成理想电流表）、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。 (1)若定值电阻R0=1Ω，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势Ea= V，内阻ra= Ω（结果均保留2位有效数字）。 (2)根据图乙可以判断，图线 （选填“a”或“b”）对应的是新电池。 (3)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y—x图线如图丙所示，则图线最高点A的坐标值应为x= Ω，y= W（结果均保留2位有效数字）。 13．（6分）如图，AB为真空中点电荷电场中的一条直线，C、D是直线上间距为d的两点，直线上C点场强最大，大小为E，D点场强大小为C点场强大小的四分之一，静电力常量为k。 (1)求场源电荷的电荷量； (2)若在原点电荷关于C点的对称点放一个与原点电荷完全相同的点电荷，求C、D两点的场强大小。 14．（12分）环形电流周围有磁场，根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小，其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。 （1）氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，轨道半径为r，电荷量为e，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。 （2）如图，在一个竖直放置一半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处，有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内，并通入电流，小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be，求：线圈两端的电压。 （3）有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，管道内单位长度电荷量q，且d << R，求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。      15．（16分）如图所示，两平行金属板A、B长，两板间距离，A板比B板电势高300V，一不计重力的带正电的粒子电荷量，质量，沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场，初速度，粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RD与界面PS的交点。 （1）粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小； （2）粒子到达PS界面时离D点的距离为多少； （3）设O为RD延长线上的某一点，我们可以在O点固定一负点电荷，使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动，求在O点固定的负点电荷的电量为多少；（静电力常数，保留两位有效数字） （4）在（3）中粒子的完整运动轨迹如何？最终到达点的位置。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绝密★启用前 2024-2025学年高二上学期期中考模拟卷02（粤教版2019） 物 理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 评卷人 得分 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，两个不带电的导体A和B用一对绝缘柱支持，使它们彼此接触，把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是（　　） A．此时A带正电，B带负电 B．此时A带正电，B带正电 C．移去C，贴在A、B下部的金属箔仍然张开 D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔仍然张开 【答案】D 【详解】AB．把一带正电荷的物体C置于附近，由于静电感应，此时A带负电，B带正电，AB错误； C．移去C后，由于电荷间的相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合，C错误； D．先把A、B分开，则A带正电，B带负电，移去C后，电荷不能再进行中和，两金属箔仍然张开，D正确。 故选D。 2．真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球（均可视为点电荷）固定在间距为r的两处，它们之间库仑力的大小为F，现将两球接触后再放回原处，则两球间库仑力的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】开始时两金属球之间的库仑力为 将两球接触后两球各带电量+2Q，则此时的库仑力为 故选C。 3．某空间仅存在沿x轴方向的电场，一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随其在x轴的位置坐标x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，其中，则下列说法正确的是（　　） A．处粒子速度最小 B．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动 C．、处电势、的关系为 D．，两点间的电势差等于与两点间的电势差 【答案】C 【详解】A．段粒子电势能减小，电场力做正功，则粒子动能增加，则在x1处粒子速度不是最小，选项A错误； B．图像的斜率等于电场力，可知粒子在段受电场力变大，粒子做非匀变速运动，段斜率不变，电场力不变，则粒子做匀变速直线运动，选项B错误； C．粒子带正电，因、处 可知电势、的关系为 选项C正确； D．与段粒子电势能的变化不相等，根据 则，两点间的电势差不等于与两点间的电势差，选项D错误。 故选C。 4．在如图所示的U-I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路，由图像可知下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为6V B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的内阻为2Ω D．电源的输出功率为6W 【答案】B 【详解】A．由图像Ⅰ可知，电源的电动势为3V，选项A错误； B．电阻R的阻值为 选项B正确； C．电源的内阻为 选项C错误； D．电源的输出功率为 P=IU=2×2W=4W 选项D错误。 故选B。 5．如图是奥斯特实验装置，导线和小磁针平行放置，小磁针放在导线下方。当导线中通有向左的电流时，小磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列说法正确的（    ） A．小磁针的N极向内偏转 B．把小磁针平移至图中导线的上方，小磁针的偏转方向不变 C．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变 D．无论通电导线怎么放置，只要导线中有电流，小磁针就发生偏转 【答案】C 【详解】A．由右手定则可知，直导线下面的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针的N极向外偏转，故A错误； B．由右手定则可知，直导线上面的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极向内偏转，故B错误； C．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，直导线下面的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针的N极向内偏转，与之前相反。故C正确； D．若通电导线与小磁针垂直，导线中有电流垂直纸面向外，此时磁场方向与小磁针N极指向平行且同向，小磁针不发生偏转，故D错误。 故选C。 5．如图所示为三根平行直导线的截面图，导线中的电流大小均相同，方向均垂直纸面向里。已知A、O、C三点共线，AC与OB垂直，，若在空间施加一匀强磁场，使得O点的磁感应强度为零。则匀强磁场的方向为（　　） A．沿OA方向 B．沿OB方向 C．沿OC方向 D．沿BO方向 【答案】A 【详解】根据安培定则，可知A、C处两导线在O点产生的合磁场为零，B处导线在O点产生的磁场沿OC方向。在空间施加一匀强磁场，使得O点的磁感应强度为零，则匀强磁场的方向应沿OA方向。 故选A。 6．如图，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（　　） A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下 C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上 【答案】D 【详解】A．图中线圈和电流计组成了闭合回路，线圈不动，磁铁快速向上运动时，线圈切割磁感线，产生感应电流，故A错误； B．线圈不动，磁铁快速向下运动时，线圈切割磁感线，产生感应电流，故B错误； C．磁铁不动，线圈快速向上运动，根据运动的相对性，线圈切割磁感线，产生感应电流，故C错误； D．线圈和磁铁同时同速向上运动，由于相对静止，线圈没有切割磁感线，因而不会产生感应电流，故D正确。 故选D。 7．四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则（   ） A．电流表A1的读数等于电流表A2的读数 B．电流表A1的偏转角等于电流表A2的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1的偏转角大于电压表V2的偏转角 【答案】B 【详解】AB．由于电流表是由小量程的电流表并联一个小电阻改装成的，并且并联的电阻越小，量程越大，由于A1量程大于A2的量程，因此A1的内阻小于A2的内阻，从而流过A1的电流大于A2的电流，而在改装的内部电路中，两个小量程电流表接入电路中也是并联的关系，流过小量程电流表表头的电流相同，因此两块电流表表针偏转角度相同，A错误、B正确； CD．电压表是由小量程的电流表串联一个大电阻改装成的，而且串联的电阻越大，电压表的量程越大，由于V1的内阻大于V2的内阻，当两块电压表串联时，V1分得的电压高，读数大，而在两块电压表内部，两个表头也是串联的关系，流过表头的电流相同，从而两块表头的偏转角度相同，CD错误。 故选B。 评卷人 得分 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，O、A、B为一粗糙绝缘水平面上的三点，不计空气阻力，一电荷量为的点电荷固定在O点，现有一质量为m、电荷量为的小金属块（可视为质点），从A点以速度向右运动，最后停止在B点，已知小金属块与水平面间的动摩擦因数为，A、B间距离为L，静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．该过程中小金属块的电势能增大 B．A、B两点间的电势差为 C．若在A处库仑力大于摩擦力，则小金属块速度最大时距O点的距离为 D．若在A处库仑力小于摩擦力，则小金属块由A向B运动过程的平均速度大于 【答案】CD 【详解】A．依题意，该过程中库仑力对小金属块做正功，所以小金属块的电势能减小。故A错误； B．由动能定理可得 A、B两点间的电势差为 联立，解得 故B错误； C．若在A处库仑力大于摩擦力，则小金属块速度最大时，其受力平衡，有 解得 故C正确； D．若在A处库仑力小于摩擦力，由牛顿第二定律可得 则小金属块由A向B运动过程做加速度增大的减速运动，v-t图像如图所示 在图中做出初速度为v0，末速度为0的匀减速匀速直线运动图线，根据平均速度公式 可知小金属块由A向B运动过程的平均速度大于。故D正确。 故选CD。 9．两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示。在电场中的O点， 9．如图所示电路，由定值电阻，可变电阻、，理想二极管，水平金属板M、N，电源及开关组成。闭合开关，电路稳定后，质量为的带正电荷的微粒从点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的点。若经下列调整后，微粒仍从点以水平速度射入，则关于微粒打在板上的位置说法正确的是（　　） A．保持开关闭合，增大，粒子打在点左侧 B．保持开关闭合，减小，粒子打在点 C．断开开关，M极板稍微上移，粒子打在点右侧 D．断开开关，N极板稍微下移，粒子打在点右侧 【答案】BD 【详解】A．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端电压为 增大R1，U减小，电容器两端的电压减小，因此电容两极板带电量减少，由于上级板带负电，电荷量要减少时二极管不导通，故电容器上电荷量不变，由 可知两极板间电场强度不变化，故粒子仍打在O点，故A错误； B．保持开关S闭合，减小R2，R0两端电压为 电压不变，则电容器两端的电压不变，加速度不变，粒子仍打在O点，故B正确； C．断开开关S，平行板电量不变，由 可知M极板稍微上移，E不变，故加速度不变，不影响粒子得运动，粒子仍打在O点，故C错误； D．断开开关S，N极板稍微下移，E不变，故加速度不变，但y增大，则x增大，粒子打在O点右侧，故D正确。 故选BD。 评卷人 得分 三、非选择题：共54分。 11．（10分，每空2分）某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。 (2)某合金丝阻值约为，测量实验中使用的器材还有 A．电源（输出电压为4V） B．电流表（量程，内阻约） C．电压表（量程，内阻约） D．滑动变阻器（最大阻值） E.开关、导线等 ①根据测量合金丝阻值的原理图乙，在图丙中将实物连线补充完整 。 ②实验时开关应接 端（选填“”或“”）。该实验的测量值比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 (3)正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器测得电压表示数为，电流表示数为，测得接入电路的合金丝长度为，直径为，则合金丝的电阻率 （用题中所给或所测得的物理量符号表示）。 【答案】(1)0.627（） (2) 见详解 小 (3) 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图可知合金丝的直径为 （2）[1] 根据图乙电路图，完整的实物连线如图所示 [2] 某合金丝阻值约为，根据，可知电流表应采用外接法，则实验时开关应接端； [3] 电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表的读数大于通过待测电阻的电流，根据欧姆定律可知该实验的测量值比真实值偏小。 （3）根据电阻定律可得 另外                                     联立可得合金丝的电阻率为 12．（10分，每空2分）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用电流传感器（可以看成理想电流表）、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。 (1)若定值电阻R0=1Ω，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势Ea= V，内阻ra= Ω（结果均保留2位有效数字）。 (2)根据图乙可以判断，图线 （选填“a”或“b”）对应的是新电池。 (3)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y—x图线如图丙所示，则图线最高点A的坐标值应为x= Ω，y= W（结果均保留2位有效数字）。 【答案】(1) 1.4 2.0 (2)b (3) 2.0 0.25 【详解】（1）[1][2]由闭合电路欧姆定律有 整理有 结合题中图线a的解析式，有 解得 （2）由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池； （3）[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和R0，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有 结合题图有 由之前的分析可知，有，，题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以 13．（6分）如图，AB为真空中点电荷电场中的一条直线，C、D是直线上间距为d的两点，直线上C点场强最大，大小为E，D点场强大小为C点场强大小的四分之一，静电力常量为k。 (1)求场源电荷的电荷量； (2)若在原点电荷关于C点的对称点放一个与原点电荷完全相同的点电荷，求C、D两点的场强大小。 【答案】(1) (2)0， 【详解】（1）由题意得C点与点电荷连线与AB垂直。 因为 即 所以点电荷O与CD构成直角三角形，且角ODC为30°。 故 解得 则C点场强 解得 （2）两点电荷在C点场强等大反向，故C点和场强为0； 两点电荷在D点的场强与直线成30°角，有 解得 14．（12分）环形电流周围有磁场，根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小，其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。 （1）氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，轨道半径为r，电荷量为e，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。 （2）如图，在一个竖直放置一半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处，有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内，并通入电流，小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be，求：线圈两端的电压。 （3）有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，管道内单位长度电荷量q，且d << R，求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。      【答案】（1）；（2）；（3）Kqω 【详解】（1）设电子绕核做圆周运动的周期为T，氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，则 等效的“分子电流”大小为 分子电流I在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 （2）由题意知，线圈平面与地磁场水平分量方向一致，又待测电流在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直于线圈平面，则BO与Be方向垂直，即地磁场磁感应强度的水平分量Be与BO的关系如图所示 则 BO = Betanθ 且 联立有 则线圈两端的电压 U = IOR 解得 （3）设管状电子群的总电荷量为Q，则其转动的周期为 定向转动所形成的等效电流为 由于管道内单位长度电荷量q，则 Q = 2πRq 管状电流I1在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 B2= Kqω 15．（16分）如图所示，两平行金属板A、B长，两板间距离，A板比B板电势高300V，一不计重力的带正电的粒子电荷量，质量，沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场，初速度，粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中心线RD与界面PS的交点。 （1）粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小； （2）粒子到达PS界面时离D点的距离为多少； （3）设O为RD延长线上的某一点，我们可以在O点固定一负点电荷，使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动，求在O点固定的负点电荷的电量为多少；（静电力常数，保留两位有效数字） （4）在（3）中粒子的完整运动轨迹如何？最终到达点的位置。 【答案】（1），（2）（3）；（4）轨迹图见解析，最终打在B极板上距离MN界面约为的位置 【详解】（1）粒子进入A、B后做类平抛运动，设在A、B板间运动时加速度大小为，时间为，在MN界面处速度为，沿MN的分速度为，偏转位移为，与水平夹角为，运动轨迹如图所示 则有 联立代入数据可得 故粒子通过MN界面时的速度大小为 （2）带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其运动轨迹与PS线交于a点，设a到中心线的距离为Y，根据几何关系可得 解得 （3）粒子穿过界面PS后将绕电荷Q做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，由几何关系得 可得 由库仑力提供向心力得 解得负点电荷的电量为 （4）运动轨迹如图所示 由对称性可知，粒子再次返回MN界面时到B极板的距离为 速度大小为，沿电场线方向的分速度大小为，垂直电场线方向的分速度大小为，粒子在A、B极板间做类斜下抛运动，设粒子在两极板间运动的时间为，水平位移大小为，则有 ， 解得 则有 即粒子最终打在B极板上距离MN界面约为的位置。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$