高二物理第一次月考卷01（人教版2019，选择性必修第二册第1～2章）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第二册）

第一次月考模拟测试01（原卷版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1．在如图所示的电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．G1指针向右摆 B．G2指针向右摆 C．两指针都向右摆 D．两指针都向左摆 2．以下图片源于课本，对其描述正确的是（　　）      A．图甲的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 B．图乙为双量程电流表，接“公共端、”时量程较小 C．图丙中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动时，铝框会反向转动 D．图丁中，油罐车车尾拖着一根落地的铁链是利用尖端放电原理将静电导走 3．如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 4．如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是（　　） A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针 C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针 5．回旋加速器的原理如图所示，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒狭缝间加周期性变化的交变电压，电压的值大小恒为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（    ） A．D形盒上周期性变化的电压U越大，粒子离开D形盒时的速度越大 B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 C．粒子以速度v在D形盒磁场内运动半个圆周后动能增加 D．粒子离开D形盒时动能为 6．在某实验室中有一种测量污水流量的流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：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、磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A．图乙中M点的电势高于N点的电势 B．正、负离子所受洛伦兹力方向可能相同 C．当污水中离子浓度降低，M、N两点间的电势差将减小 D．只需要测量出M、N两点电势差（B、d已知），就能够推算出废液的流量 7．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，O为连线的中点，且a、b到O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过 M、N两点，c、d位于MN的连线上，O'为MN连线的中点，且c、d到O'的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　） A．O点电势比a点的高 B．a、b点的电场强度相同 C．导线 M、N相互吸引 D．c、d点的磁感应强度大小相等，方向相反 8．如图所示，的区域内有方向垂直于平面向里的匀强磁场，的区域中有方向沿轴向下的匀强电场。电荷量都为的粒子和粒子同时从轴上、两点射出，速度大小分别为、。速度方向与轴正方向的夹角均为，一段时间后，两粒子先后沿平行轴方向到达轴上的同一点（图中未画出）。已知点坐标为，，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，，，由以上信息可以知道的是（    ） A．点的横坐标为 B．两个粒子都带正电，且点坐标为 C．匀强电场的电场强度 D．匀强磁场的磁感应强度 9．（多选）如图所示，和为水平固定的间距为的足够长的光滑平行金属导轨，在、之间接有阻值为的定值电阻甲，在、之间接有阻值为的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一长为、质量为、电阻为的导体杆与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知的速度减为零时还没有到达，在杆运动的整个过程中（　　） A．通过电阻甲的电荷量为 B．通过电阻乙的电荷量为 C．杆中产生的焦耳热为 D．杆中产生的焦耳热为 10．（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ新做的运动可能是（　　） A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 11．（多选）如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场，电场强度大小为E，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里.从两板左侧中点c处射入一束离子（不计重力），这些离子都沿直线运动到右侧，从孔射出后分成三束，则下列判断正确的是（    ） A．这三束离子从d孔射出时速度不相同 B．这三束离子的比荷一定不相同 C．a板接的是直流电源的负极 D．若这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d孔射出 12．（多选）如图所示，xOy平面内存在沿y轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，带正电粒子从坐标原点O由静止释放，运动轨迹如图虚线所示，不计粒子的重力。下列描述粒子沿x轴方向的分速度随时间t、位置坐标y的变化图像中可能正确的是（    ） A． B． C． D． 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（共2小题,共12分） 13．2024年4月《央视军事》报道，处于世界技术领先的国产电磁炮能在100公里外打穿8厘米厚的钢板。其简化工作原理图如图所示，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，两导轨之间有磁感应强度大小为B的竖直匀强磁场，电源提供恒定的电流I通过待发射弹体，弹体向右加速能获得的最大速度为，则磁场的方向是竖直 （选填“向上”或者“向下”），弹体所受安培力的最大功率为 。 14．如图甲所示，粗细均匀的导线围成一单匝正方形导体框M，虚线圆为正方形的外接圆；如图乙所示，相同规格的导线围成一单匝圆形导体环N，虚线正方形为圆的内接正方形。已知图甲、图乙中两圆的半径相同，虚线区域内均存在垂直纸面向里的磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律均为。则M、N中产生的感应电动势之比为 ，M、N中产生的感应电流之比为 。 三、实验题（共1小题,共10分） 15．在探究电磁感应现象的实验中。 (1)如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 (2)为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针 （填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 四．计算题（本题共3小题，共30分） 16．一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值，该线圈与阻值均为的电阻和电容为的电容器组成闭合回路，如图甲所示。在线圈中存在垂直于线圈平面的匀强磁场，其面积为，设磁场垂直平面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。时刻闭合开关， (1)求通过的电流大小和两点间的电势差； (2)时断开开关，求断开开关后通过的电荷量。 17．如图，从离子源产生的一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），由静止经电场加速后，自a点沿半径方向垂直于匀强磁场射入圆形区域的磁场，在c点射出，已知圆的半径为r，粒子在磁场中运动时间为t0，∠aOc=120°，求：加速电场的电压。 18．如图所示，在空间坐标系中，，的空间Ⅰ充满沿y轴负方向的匀强电场；在，的空间Ⅱ中，充满沿x轴正方向的匀强电场及沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为；在，的空间Ⅲ中存在沿z轴负向的匀强磁场，磁感应强度大小为。在yoz平面内有一粒子发射器，发射器到 y轴的距离为L，发射粒子的质量为 m、电量为，初速度大小为，方向与z轴负方向成角，经过空间Ⅰ中电场偏转后，粒子恰好从 O点沿z轴负方向射入空间Ⅱ。当粒子速度刚好第2次与xoy平面平行时，粒子的x轴坐标为3L，z轴坐标为，粒子重力不计。求： (1)空间Ⅰ中匀强电场电场强度的大小； (2)空间Ⅱ中匀强电场电场强度的大小； (3)粒子在空间Ⅲ运动的过程中，离y轴最远时的x轴坐标。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一次月考模拟测试01（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~2章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1．在如图所示的电路中，两个电流计完全相同，零刻度在刻度盘的中央。当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆（本题中的指针摆向是相对于电流表零刻度而言的）。在电路接通且稳定后断开开关S的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．G1指针向右摆 B．G2指针向右摆 C．两指针都向右摆 D．两指针都向左摆 【答案】A 【详解】电路接通且稳定时，两支路中都有自左向右的电流，当开关S断开的瞬间，通过L的电流减小，故L将产生自左向右的自感电流以阻碍电流的变化，L所在支路与R所在支路串联形成回路，则电流自左向右流过电流计G1，自右向左流过电流计G2，则G1指针向右摆，G2指针向左摆。 故选A。 2．以下图片源于课本，对其描述正确的是（　　）      A．图甲的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 B．图乙为双量程电流表，接“公共端、”时量程较小 C．图丙中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动时，铝框会反向转动 D．图丁中，油罐车车尾拖着一根落地的铁链是利用尖端放电原理将静电导走 【答案】B 【详解】A．图甲的加热原理是利用高频电流在金属中产生涡流，从而产生大量的热来熔化金属的，选项A错误； B．图乙为双量程电流表，接“公共端、”时所并联的电阻较大，分流较小，则量程较小，选项B正确； C．图丙中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同向转动，选项C错误； D．图丁中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条，是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走，从而避免危险，故D错误。 故选B。 3．如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　） A．穿过金属环的磁通量一直减小 B．金属环中始终产生逆时针方向的感应电流 C．长直导线左侧的磁场方向始终垂直纸面向外 D．金属环中的感应电流先减小后增大 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，电流先减小后增大，则电流周围空间激发的磁场先减小后增大，可知，穿过金属环的磁通量先减小后增大，故A错误； B．根据图乙可知，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小减小，穿过金属环的磁通量减小，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，内金属环所在位置的磁感应强度的方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小增大，穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向沿逆时针方向，即金属环中始终产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．根据安培定则可知，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向里，内长直导线左侧的磁场方向垂直纸面向外，故C错误； D．根据图乙可知，图像为一条倾斜的直线，则电流的变化率一定，可知，金属环所在位置的磁感应强度的变化率一定，根据法律的电磁感应定律可知，金属环中的感应电流一定，故D错误。 故选B。 4．如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是（　　） A．顺时针，顺时针 B．顺时针，逆时针 C．逆时针，顺时针 D．逆时针，逆时针 【答案】A 【详解】线圈a从磁场中匀速拉出，的过程中穿过a线圈的磁通量在减小，则根据楞次定律可知a线圈的电流为顺时针，a中产生的电流为恒定电流，则线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大，根据楞次定律可得线圈b产生的电流为顺时针。 故选A。 5．回旋加速器的原理如图所示，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒狭缝间加周期性变化的交变电压，电压的值大小恒为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（    ） A．D形盒上周期性变化的电压U越大，粒子离开D形盒时的速度越大 B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 C．粒子以速度v在D形盒磁场内运动半个圆周后动能增加 D．粒子离开D形盒时动能为 【答案】D 【详解】AD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 粒子离开D形盒时，速度为 动能为 与电压无关，故A错误，D正确； B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙过程，电场力做功，根据动能定理可得 即动能增加qU。由动能表达式可知第n次经过D形盒之间的缝隙后速度变化为 粒子并非每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大，故B错误； C．粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，粒子动能保持不变，故C错误。 故选D。 6．在某实验室中有一种测量污水流量的流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型：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、磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A．图乙中M点的电势高于N点的电势 B．正、负离子所受洛伦兹力方向可能相同 C．当污水中离子浓度降低，M、N两点间的电势差将减小 D．只需要测量出M、N两点电势差（B、d已知），就能够推算出废液的流量 【答案】D 【详解】AB．根据左手定则判断，带正电荷的粒子受到向下的洛伦兹力，带负电荷的粒子受到向上的洛伦兹力，故M点的电势低于N点的电势，故AB错误。 C．废液流速稳定后，粒子受力平衡，有 解得 MN两点电压与离子浓度无关，故C错误。 D．废液流量 其中 解得 故只需要测量M、N两点电压就能够推算废液的流量，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，O为连线的中点，且a、b到O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过 M、N两点，c、d位于MN的连线上，O'为MN连线的中点，且c、d到O'的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　） A．O点电势比a点的高 B．a、b点的电场强度相同 C．导线 M、N相互吸引 D．c、d点的磁感应强度大小相等，方向相反 【答案】B 【详解】A．沿电场线电势降低，根据等量异种点电荷电场的分布规律可知，O点电势比a点的低，故A错误； B．根据等量异种点电荷电场的分布规律，结合对称性可知，a、b点的电场强度大小和方向均相同，故B正确； C．根据安培定则可知，电流M在N位置的磁感应强度方向向下，根据左手定则可知，N所受安培力方向向右，根据牛顿第三定律可知，N对M的安培力方向向左，即导线 M、N相互排斥，故C错误； D．根据对称性可知，M在c、d产生的磁感应强度大小分别与N在d、c产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则可知，M在c、d产生的磁感应强度方向均垂直于MN连线向下，N在c、d产生的磁感应强度方向均垂直于MN连线向下，根据磁场叠加可知，c、d点的磁感应强度大小相等，方向相同，故D错误。 故选B。 8．如图所示，的区域内有方向垂直于平面向里的匀强磁场，的区域中有方向沿轴向下的匀强电场。电荷量都为的粒子和粒子同时从轴上、两点射出，速度大小分别为、。速度方向与轴正方向的夹角均为，一段时间后，两粒子先后沿平行轴方向到达轴上的同一点（图中未画出）。已知点坐标为，，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，，，由以上信息可以知道的是（    ） A．点的横坐标为 B．两个粒子都带正电，且点坐标为 C．匀强电场的电场强度 D．匀强磁场的磁感应强度 【答案】D 【详解】AB．a粒子射出后在磁场中做匀速圆周运动，b粒子射出后在电场中做类斜抛运动，两粒子运动轨迹如图所示 研究b粒子，根据抛体运动规律有 研究a粒子，几何关系可知点的横坐标 联立解得 N点坐标 故AB错误； CD． 研究a粒子，洛伦兹力提供向心力有 联立解得 研究b粒子，根据抛体运动规律有， 因为 联立解得 故C错误，D正确。 故选D。 9．（多选）如图所示，和为水平固定的间距为的足够长的光滑平行金属导轨，在、之间接有阻值为的定值电阻甲，在、之间接有阻值为的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一长为、质量为、电阻为的导体杆与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知的速度减为零时还没有到达，在杆运动的整个过程中（　　） A．通过电阻甲的电荷量为 B．通过电阻乙的电荷量为 C．杆中产生的焦耳热为 D．杆中产生的焦耳热为 【答案】BD 【详解】AB．对杆由动量定理有 得通过电路的总电荷量为 通过电阻甲的电荷量为 通过电阻乙的电荷量为 故A错误，B正确； CD．甲、乙并联电阻阻值为 由能量守恒可知，回路中产生的总焦耳热为 杆中产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选BD。 10．（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ新做的运动可能是（　　） A．向右加速运动 B．向左加速运动 C．向右减速运动 D．向左减速运动 【答案】BC 【详解】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知，MN中的感应电流由M→N，根据安培定则可知，L1中感应电流的磁场方向向上，根据楞次定律可知，L2中磁场方向可能向上减弱，也可能向下增强；若L2中磁场方向向上减弱，则PQ中电流为Q→P且减小，PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，则PQ中电流为P→Q且增大，PQ向左加速运动。 故选BC。 11．（多选）如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场，电场强度大小为E，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里.从两板左侧中点c处射入一束离子（不计重力），这些离子都沿直线运动到右侧，从孔射出后分成三束，则下列判断正确的是（    ） A．这三束离子从d孔射出时速度不相同 B．这三束离子的比荷一定不相同 C．a板接的是直流电源的负极 D．若这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d孔射出 【答案】BD 【详解】ABD．三束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有 可得 则这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d孔射出； 三束正离子的速度一定相同，在磁场中 可得 由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，故BD正确，A错误； C．粒子出电场和磁场的复合场后均向上偏转，由左手定则可知三束离子均带正电，由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电场方向一定竖直向下，则a板接的是直流电源的正极，故C错误； 故选BD。 12．（多选）如图所示，xOy平面内存在沿y轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，带正电粒子从坐标原点O由静止释放，运动轨迹如图虚线所示，不计粒子的重力。下列描述粒子沿x轴方向的分速度随时间t、位置坐标y的变化图像中可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．释放时粒子可视为有沿x轴正方向和负方向、大小均为v的两个分速度，且满足 则粒子的运动可分解为沿x轴正方向以速率v做匀速直线运动的同时以速率v在xOy平面内做匀速圆周运动，t时刻粒子沿x轴方向的分速度满足（ω为粒子做匀速圆周运动的角速度） 可知选项A满足函数关系，故A正确，B错误； CD．由动量定理可知 解得 即 则图像是过原点的直线，故C正确，D错误。 故选 AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（共2小题,共12分） 13．2024年4月《央视军事》报道，处于世界技术领先的国产电磁炮能在100公里外打穿8厘米厚的钢板。其简化工作原理图如图所示，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，两导轨之间有磁感应强度大小为B的竖直匀强磁场，电源提供恒定的电流I通过待发射弹体，弹体向右加速能获得的最大速度为，则磁场的方向是竖直 （选填“向上”或者“向下”），弹体所受安培力的最大功率为 。 【答案】 向下 【详解】[1]炮弹在安培力的作用下向右加速度运动，则安培力方向向右，且已知电流的方向，根据左手定则可知，磁场的方向是竖直向下的； [2]安培力为 当速度达到最大速度为时，最大功率为 14．如图甲所示，粗细均匀的导线围成一单匝正方形导体框M，虚线圆为正方形的外接圆；如图乙所示，相同规格的导线围成一单匝圆形导体环N，虚线正方形为圆的内接正方形。已知图甲、图乙中两圆的半径相同，虚线区域内均存在垂直纸面向里的磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律均为。则M、N中产生的感应电动势之比为 ，M、N中产生的感应电流之比为 。 【答案】 1:1 【详解】[1] 根据法拉第电磁感应定律得 根据题意得 解得 [2]设圆的半径为r，则M的周长为 N的周长为 由，M、N的电阻之比为 由，M、N中产生的感应电流之比为 三、实验题（共1小题,共10分） 15．在探究电磁感应现象的实验中。 (1)如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。 (2)为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针 （填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 【答案】(1) 不偏转 偏转 (2) 顺时针 逆时针 (3)向右偏 【详解】（1）[1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。 [2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。 （2）[1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。 [2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。 （3）在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。 四．计算题（本题共3小题，共30分） 16．一圆形金属线圈，面积为，匝数，阻值，该线圈与阻值均为的电阻和电容为的电容器组成闭合回路，如图甲所示。在线圈中存在垂直于线圈平面的匀强磁场，其面积为，设磁场垂直平面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，导线电阻不计。时刻闭合开关， (1)求通过的电流大小和两点间的电势差； (2)时断开开关，求断开开关后通过的电荷量。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）设线圈产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得 根据楞次定律，可知通过线圈的电流方向为从a到b。则a、b两端的电势差为，根据闭合电路欧姆定律有 由串联分压得 解得， （2）电容器C与电阻并联，电阻的电压为 则电容器C所带的电量 断开开关后通过的电荷量。 17．如图，从离子源产生的一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），由静止经电场加速后，自a点沿半径方向垂直于匀强磁场射入圆形区域的磁场，在c点射出，已知圆的半径为r，粒子在磁场中运动时间为t0，∠aOc=120°，求：加速电场的电压。 【答案】 【详解】粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 由几何知识可知，粒子轨迹对应的圆心角为 轨迹半径为 粒子在磁场中做圆周运动的周期为 粒子在磁场中的运动时间为 粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 粒子在电场中加速，由动能定理得 解得 18．如图所示，在空间坐标系中，，的空间Ⅰ充满沿y轴负方向的匀强电场；在，的空间Ⅱ中，充满沿x轴正方向的匀强电场及沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为；在，的空间Ⅲ中存在沿z轴负向的匀强磁场，磁感应强度大小为。在yoz平面内有一粒子发射器，发射器到 y轴的距离为L，发射粒子的质量为 m、电量为，初速度大小为，方向与z轴负方向成角，经过空间Ⅰ中电场偏转后，粒子恰好从 O点沿z轴负方向射入空间Ⅱ。当粒子速度刚好第2次与xoy平面平行时，粒子的x轴坐标为3L，z轴坐标为，粒子重力不计。求： (1)空间Ⅰ中匀强电场电场强度的大小； (2)空间Ⅱ中匀强电场电场强度的大小； (3)粒子在空间Ⅲ运动的过程中，离y轴最远时的x轴坐标。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）在轴方向上，粒子匀速运动 在轴方向，粒子做匀减速运动     粒子加速度 联立得 （2）粒子进入空间Ⅱ后做螺旋运动，当粒子速度刚好第二次与xoy平面平行时，粒子恰好位于螺旋运动最高点，粒子运动了 根据洛伦兹力提供向心力 可得 在x轴方向上，粒子做匀加速运动， 联立得 （3）粒子进入空间Ⅱ后做螺旋运动，粒子做圆周运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力可得 联立得 轴方向 解得 当粒子出空间Ⅱ时，正好运动到圆周运动最低点，沿x轴方向速度为 粒子刚进入空间Ⅲ时的速度大小为 方向与轴正方向成，粒子在空间Ⅲ中做匀速圆周运动，半径 所以能回到yoz平面，所以x轴坐标为 解得 1 学科网（北京）股份有限公司 $$