精品解析：河南省信阳市信阳高级中学（贤岭校区）2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）2024-2025学年高二下期03月测试（一） 物理试题 一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分） 1. 安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N 极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是（　　） A. 从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流 B. 从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流 C. 铜环仍保持不动 D 铜环会远离磁铁 2. 如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框ML和LN两根导体棒受到的安培力的合力的大小和方向为（　　） A. F ，方向与F的方向相同 B. 1.5F，方向与F的方向相同 C. 0.5F，方向与F的方向相同 D. F，方向与F的方向相反 3. 四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上，并通以等大的电流，方向如图所示。正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子，则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 沿y轴负方向 B. 沿y轴正方向 C 沿z轴正方向 D. 沿z轴负方向 4. 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（　　） A. Q1＞Q2，q1=q2 B. Q1＞Q2，q1＞q2 C. Q1=Q2，q1=q2 D. Q1=Q2，q1＞q2 5. 如图，在区域内有垂直于xOy平面内的匀强磁场和平行于x轴的匀强电场，x轴和y轴所表示的单位长度相同。一不计重力的带电粒子每次均从坐标原点O以一定的速度沿y轴正方向射入。若电场、磁场均存在，粒子恰好沿直线运动；若仅撤去磁场，粒子将从点射出；若仅撤去电场，粒子将（　　） A. 从点射出 B. 从点射出 C. 从点射出 D. 从点射出 6. 如图所示，在直角三角形区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，，，边长，一个粒子源在点将质量为、电荷量为的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，水平面内放置着电阻可忽略不计的金属导轨，其形状满足方程，空间分布着垂直xOy平面向内的匀强磁场。先将足够长的导体棒ab与x轴重合，且关于y轴对称放置，再用沿y轴正向的外力使其由静止开始做匀加速直线运动，导体棒先后经过、的位置。若导体棒接入电路的电阻和其长度成正比，运动过程中始终和x轴平行并和导轨接触良好，不计摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒经过、的位置时，闭合回路中的电动势之比为 B. 导体棒经过、的位置时，闭合回路中的电流大小之比为 C. 经过、位置时，导体棒所受安培力大小之比为 D. 、过程中，闭合回路中产生的电热之比为 二、多选题（本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时（　　） A. 车轮转动的角速度为 B. 某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 C. 某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 D. 线圈受到磁场的阻尼作用，进而也起到辅助刹车的作用 9. 如图甲，ab为磁场边界，在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成两个半径分别为和的圆环1和圆环2，让圆环的直径与边界重合。磁场磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两圆环之间的相互作用。在时间内，下列说法正确的是（　　） A. 两圆环中产生感应电流的方向始终为顺时针 B. 两圆环一直具有扩张的趋势 C. 环1和环2中感应电流的大小之比为 D. 环1和环2中的电功率之比为 10. 如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匝正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，重力加速度，，下列说法正确的是（　　） A. 线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为 B. 线框进入第一个磁场区域过程中，通过线框电荷量为0.5C C. 线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为6.4J D. 线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过5个完整磁场区域 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. （1）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是（ ）（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 （2）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间_____在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度_____在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 12. 某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和5V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 （1）开关S1闭合前，滑片P应移动到______（填“M”或“N”）端。 （2）根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1000Ω，则R2的阻值应调至______Ω。 （3）当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为______。（结果用U、I、R1、R2表示） （4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏小，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要______即可。（填正确答案标号） A. 减小电阻箱R1的阻值 B. 增大电阻箱R2的阻值 C. 将滑动变阻器的滑片P向N端滑动 （5）校准完成后，开关S2与a连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为______V。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 中国在军事上有了顶级杀手铜，电磁炮技术取得巨大成功，舰载电磁炮已经进行实弹射击，测试性能相当优秀，海洋强国指日可待。电磁炮的原理模型如图所示，光滑水平加速导轨M、N电阻不计，轨道的宽度为L=0.2m，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，“弹体”总质量m=0.02kg，弹体在轨道间的电阻R=1Ω，可控电源的电动势可以调控，若初态E=1V、内阻r=4Ω，以保证“电磁炮”匀加速发射，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小； （2）弹体从静止加速到10m/s过程中系统产生的总热量。 14. 如图所示，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝4Ω的电阻，导轨间距为L＝1m；有一质量m＝0.5kg，电阻r＝1Ω，长L＝1m的金属杆ab水平放置在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数，导轨平面与水平面间的倾角为θ＝30°，在垂直导轨平面的方向上有匀强磁场，且磁感应强度的大小B＝1T，若现让金属杆ab由静止开始下滑，已知当杆ab由静止开始到恰好做匀速运动的过程中，通过杆ab的电量q＝1.5C，试求： （1）杆ab下滑速度大小为2m/s时，其加速度大小； （2）杆ab下滑的最大速率； （3）杆ab从静止开始到恰好做匀速运动的过程中R上产生的热量； 15. 如图甲所示，在足够大的光滑绝缘水平面上建立xOy坐标系。y轴左侧有宽为L的匀强电场区域，电场方向平行于y轴且沿y轴正方向，匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为电荷量为的带电小球a在A点由静止释放，加速后撤去加速电场，带电小球a由x轴上的坐标为的P点沿x轴正向进入匀强电场，之后与静止在y轴上坐标为的Q点的不带电的质量为m小球b发生弹性正碰。空间存在一圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，取磁场垂直纸面向外为正方向。时刻进入磁场的小球b始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动。两个小球的大小完全相同且大小均可以忽略，在碰撞瞬间电荷平分，y轴左侧电场消失。试求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）小球b在圆形磁场中的运动半径r； （3）圆形磁场区域的最小面积S。 ‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河南省信阳高级中学新校（贤岭校区）2024-2025学年高二下期03月测试（一） 物理试题 一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分） 1. 安培曾做过如图所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁铁置于铜环的右侧，条形磁铁的右端为N 极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是（　　） A. 从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流 B. 从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流 C. 铜环仍保持不动 D. 铜环会远离磁铁 【答案】A 【解析】 【详解】AB．在开关闭合瞬间，线圈内部磁通量增大且磁场方向向左。从右向左观察，根据楞次定律判断，铜环中产生逆时针的感应电流，故A正确，B错误； CD．产生感应电流时，铜环等效成一个小磁铁，N极在右侧，与条形磁铁S极相吸引，故CD错误。 故选A。 2. 如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框ML和LN两根导体棒受到的安培力的合力的大小和方向为（　　） A. F ，方向与F的方向相同 B. 1.5F，方向与F的方向相同 C. 0.5F，方向与F的方向相同 D. F，方向与F的方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】设三角形边长为l，通过导体棒MN的电流大小为I，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为，如图所示，依题意有 F=BlI 则导体棒ML和LN的等效长度为l，则所受安培力的合力为 F1=BlI=F 方向与F的方向相同，选项C正确。 3. 四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上，并通以等大的电流，方向如图所示。正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子，则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 沿y轴负方向 B. 沿y轴正方向 C. 沿z轴正方向 D. 沿z轴负方向 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由安培定则可知，通电直导线、在O点处的磁感应强度均斜向左下方，大小相同，设为B，通电直导线、在O点处的磁感应强度均斜向右下方，大小相同，均为B，由平行四边形定则可知，O点的合磁感应强度竖直向下，故电子受到的洛伦兹力沿y轴正方向。 故选B。 4. 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN．第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（　　） A. Q1＞Q2，q1=q2 B. Q1＞Q2，q1＞q2 C. Q1=Q2，q1=q2 D. Q1=Q2，q1＞q2 【答案】A 【解析】 【详解】设ab和bc边长分别为L1，L2，若假设穿过磁场区域的速度为v，， ； 同理可以求得：，； L1＞L2，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：Q1＞Q2，q1=q2，故A正确，BCD错误．故选A． 在电磁感应题目中，公式，常考，要牢记，选择题中可直接应用，计算题中要写出推导过程；对于电磁感应能量问题一般有三种方法求解：①利用电路中产生的热量等于克服安培力做得功；②利用动能定理；③利用能量守恒；具体哪种方法，要看题目中的已知条件. 5. 如图，在区域内有垂直于xOy平面内的匀强磁场和平行于x轴的匀强电场，x轴和y轴所表示的单位长度相同。一不计重力的带电粒子每次均从坐标原点O以一定的速度沿y轴正方向射入。若电场、磁场均存在，粒子恰好沿直线运动；若仅撤去磁场，粒子将从点射出；若仅撤去电场，粒子将（　　） A. 从点射出 B. 从点射出 C. 从点射出 D. 从点射出 【答案】B 【解析】 【详解】设粒子的初速度为，电场、磁场均存在，粒子恰好沿直线运动，可得 撤去磁场后，粒子在电场中做类平抛运动，可得， 又 撤去电场后，粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 联立，解得 若仅撤去磁场，粒子将从点射出，可知粒子受洛伦兹力时与电场力方向相反，结合几何关系可知轨迹圆的圆心位置为（-1,0），则粒子从点射出。 故选B。 6. 如图所示，在直角三角形区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，，，边长，一个粒子源在点将质量为、电荷量为的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】粒子运动时间最长，则要求圆心角最大；速度最大，则要求运动半径最大，所以粒子沿边进入磁场时满足条件，轨迹如图： 根据几何关系可知四边形为正方形，所以粒子运动半径 洛伦兹力提供向心力 解得 A正确，BCD错误。 故选A。 7. 如图所示，水平面内放置着电阻可忽略不计的金属导轨，其形状满足方程，空间分布着垂直xOy平面向内的匀强磁场。先将足够长的导体棒ab与x轴重合，且关于y轴对称放置，再用沿y轴正向的外力使其由静止开始做匀加速直线运动，导体棒先后经过、的位置。若导体棒接入电路的电阻和其长度成正比，运动过程中始终和x轴平行并和导轨接触良好，不计摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒经过、位置时，闭合回路中的电动势之比为 B. 导体棒经过、的位置时，闭合回路中的电流大小之比为 C. 经过、的位置时，导体棒所受安培力大小之比为 D. 、过程中，闭合回路中产生的电热之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若导体棒运动到某一位置，速度大小为v，其与导轨接触点的坐标为，由匀变速直线运动规律 根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中的感应电动势大小为 解得 故感应电动势之比为，，故A错误； B．由闭合电路欧姆定律，闭合回路中的电流为 其中 解得 故电流之比为，故B错误； C．导体棒所受安培力大小为 解得 故安培力之比为，故C错误； D．显然，导体棒所受安培力大小与其位移大小y成正比，作出安培力随着位移变化的图像 图像与横轴所围的面积即导体棒运动过程中克服安培力做的功，也就是闭合回路产生的电热 解得 故电热之比为 故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示为某人设计的一个汽车“再生能源装置”原理简图，在车厢底部靠近车轮处固定永久磁铁，刹车时接通装在车轮上的线圈，将汽车的一部分动能转化为电能储存起来。图中五个扇形区域匀强磁场的磁感应强度均为B，五个形状与磁场边界形状完全相同的线圈对称地固定在车轮内侧，已知车轴到线圈内侧的距离为r1，到线圈外侧的距离为r2，车轮的半径为R。若刹车过程中的某时刻车速大小为v，则此时（　　） A. 车轮转动的角速度为 B. 某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 C. 某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 D. 线圈受到磁场的阻尼作用，进而也起到辅助刹车的作用 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．以车轴为参考系，车轮边缘的线速度为 ，因此转动的角速度 ① A正确； BC．某个线圈进入或者出磁场时产生的电动势大小为 ② 由①②联立得 B错误。C正确； D．根据“来拒去留”安培力阻碍汽车前进，因此起到辅助刹车的作用，D正确； 故选ACD。 9. 如图甲，ab为磁场边界，在ab的右侧存在一个足够大的匀强磁场，时刻磁场方向垂直于竖直圆环平面向里，用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成两个半径分别为和的圆环1和圆环2，让圆环的直径与边界重合。磁场磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，不考虑两圆环之间的相互作用。在时间内，下列说法正确的是（　　） A. 两圆环中产生感应电流的方向始终为顺时针 B. 两圆环一直具有扩张的趋势 C. 环1和环2中感应电流的大小之比为 D. 环1和环2中的电功率之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图乙结合楞次定律可知，两圆环中产生感应电流的方向始终为顺时针，故A正确； B．在内，通过两圆环的磁通量减少，则两圆环有扩张的趋势；在内，通过两圆环的磁通量增加，则两圆环有收缩的趋势；故B错误； C．根据电阻定律 可知两圆环的电阻之比为 根据法拉第电磁感应定律 可知两圆环的感应电动势之比为 则环1和环2中感应电流的大小之比为 故C正确； D．环1和环2中的电功率之比为 故D错误 故选AC。 10. 如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匝正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，重力加速度，，下列说法正确的是（　　） A. 线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为 B. 线框进入第一个磁场区域过程中，通过线框的电荷量为0.5C C. 线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为6.4J D. 线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过5个完整磁场区域 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题意有 ，， 联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到安培力为 根据牛顿第二定律有 则线框的加速度大小为 故A正确； B．根据题意有 ，， 解得通过线框的电荷量为 线框进入第一个磁场区域过程中，通过线框的电荷量为0.25C，故B错误； C．线框所受安培力方向水平向左，线框水平方向做减速运动，竖直方向做自由落体运动，可知，线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为 故C正确； D．线框水平方向上的运动，在后一个磁场中可以看为前一个磁场中运动的一个延续部分，水平方向上，线框在磁场中的运动，根据动量定理有 感应电流 由于 联立可得 可得 线框穿过1个完整磁场区域，有安培力作用的水平距离为2l，则有 则线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过6个完整磁场区域，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11 （1）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是（ ）（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 （2）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间_____在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度_____在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】（1）④ （2） ①. 大于 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 在线圈B中产生感应电流时，电流计指针偏转；当开关闭合的瞬间、开关断开的瞬间线圈B中磁通量变化；开关闭合后，线圈A的铁芯拔出、滑动变阻器的滑片P匀速滑动、滑动变阻器的滑片P加速滑动磁通量都变化；电流计指针偏转；开关闭合后，无其他操作，线圈B中磁通量不变，故电流计指针偏转；所以不会引起电流计指针偏转的是④。 【小问2详解】 [1][2]当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，所以在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间大于在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度小于在Q中的速度。 12. 某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和5V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 （1）开关S1闭合前，滑片P应移动到______（填“M”或“N”）端。 （2）根据要求和已知信息，电阻箱R1的阻值已调至1000Ω，则R2的阻值应调至______Ω。 （3）当单刀双掷开关S2与a连接时，电流表G和标准电压表V的示数分别为I、U，则电流表G的内阻可表示为______。（结果用U、I、R1、R2表示） （4）校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏小，经排查发现电流表G内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要______即可。（填正确答案标号） A. 减小电阻箱R1的阻值 B. 增大电阻箱R2的阻值 C. 将滑动变阻器的滑片P向N端滑动 （5）校准完成后，开关S2与a连接，电流表G的示数如图（2）所示，此示数对应的改装电压表读数为______V。 【答案】（1）M （2）8000 （3） （4）A （5）4.30 【解析】 【小问1详解】 由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，从实验的安全性考虑，在开关S1闭合前，滑片P应移到M端； 【小问2详解】 当开关S2接a时，电压表量程为5V，根据欧姆定律可得 代入数据解得 【小问3详解】 当开关S2接a时，根据欧姆定律可得 所以 【小问4详解】 校准电表时，发现改装后电压表的读数始终比标准电压表的读数偏小，可知电流表G内阻的真实值大于铭牌标示值，根据闭合电路的欧姆定律可知，应减小两电阻箱的阻值。 故选A。 【小问5详解】 校准完成后，开关S2与a连接，电压表量程为5V，由图可知，电流表读数为 此示数对应的改装电压表读数为 四、解答题（本题共3小题，共40分） 13. 中国在军事上有了顶级杀手铜，电磁炮技术取得巨大成功，舰载电磁炮已经进行实弹射击，测试性能相当优秀，海洋强国指日可待。电磁炮的原理模型如图所示，光滑水平加速导轨M、N电阻不计，轨道的宽度为L=0.2m，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，“弹体”总质量m=0.02kg，弹体在轨道间的电阻R=1Ω，可控电源的电动势可以调控，若初态E=1V、内阻r=4Ω，以保证“电磁炮”匀加速发射，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小； （2）弹体从静止加速到10m/s过程中系统产生的总热量。 【答案】（1）0.08N；（2）0.5J 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得通过弹体的电流 则弹体所受安培力大小 （2）由牛顿第二定律可知 弹体从静止加速到10m/s的时间 系统产生的总热量 14. 如图所示，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝4Ω的电阻，导轨间距为L＝1m；有一质量m＝0.5kg，电阻r＝1Ω，长L＝1m的金属杆ab水平放置在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数，导轨平面与水平面间的倾角为θ＝30°，在垂直导轨平面的方向上有匀强磁场，且磁感应强度的大小B＝1T，若现让金属杆ab由静止开始下滑，已知当杆ab由静止开始到恰好做匀速运动的过程中，通过杆ab的电量q＝1.5C，试求： （1）杆ab下滑速度大小为2m/s时，其加速度的大小； （2）杆ab下滑的最大速率； （3）杆ab从静止开始到恰好做匀速运动的过程中R上产生的热量； 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）取ab杆为研究对象其受力如图示，建立如图所示坐标系 且 摩擦力 电流及电动势 ， 联立上面解得 当时解得 （2）由上问可知 故AB做加速度减小的加速运动当a=0速度最大，则 解得 （3）从静止开始到匀速运动过程中 解得 x＝7.5m 设两电阻发热和为Q由能量守恒可知 根据 联立解得 15. 如图甲所示，在足够大的光滑绝缘水平面上建立xOy坐标系。y轴左侧有宽为L的匀强电场区域，电场方向平行于y轴且沿y轴正方向，匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为电荷量为的带电小球a在A点由静止释放，加速后撤去加速电场，带电小球a由x轴上的坐标为的P点沿x轴正向进入匀强电场，之后与静止在y轴上坐标为的Q点的不带电的质量为m小球b发生弹性正碰。空间存在一圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，取磁场垂直纸面向外为正方向。时刻进入磁场的小球b始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动。两个小球的大小完全相同且大小均可以忽略，在碰撞瞬间电荷平分，y轴左侧电场消失。试求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）小球b在圆形磁场中的运动半径r； （3）圆形磁场区域的最小面积S。 ‍ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球a从A点到P点，由动能定理有 解得 小球a匀强电场中沿x轴方向有 沿y轴方向有 根据牛顿第二定律有 联立解得 （2）小球a经过Q点前瞬间沿y轴方向的速度 则小球a经过Q点前瞬间速度大小 解得 设小球a经过Q点前瞬间速度方向与y轴正方向夹角为，则 取小球a经过Q点前瞬间速度方向为正方向，对小球a和小球b有 解得碰后小球b的速度为 方向与y轴正方向夹角为，小球b在磁场中的运动半径r 解得 （3）小球b在磁场中的运动周期 小球b在磁场中的运动轨迹如图，所以圆形磁场的最小半径 最小面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$