精品解析：江苏省无锡市锡山区（锡东高级中学）2024-2025学年高二下学期3月阶段测试物理试题（春卷）

2024-2025学年度3月阶段性考试高二物理试卷 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（每题4分，共40分） 1. 下列与电磁感应有关的现象中，说法正确的是（　　） A. 甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了增大涡流 B. 乙图探雷器使用通以变化电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷 C. 丙图冶炼炉通高频交流电时，冶炼炉产生涡流使金属块熔化 D. 丁图磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，铝框起到了电磁驱动的作用 2. 如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带负电的粒子以初速度沿平行于导线的方向射出。粒子重力及空气阻力均忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，则下列选项中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻和灯泡电阻相等（不计温度变化引起的灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A. 合上S，B先亮，A逐渐变亮 B. 合上S，A、B一起亮，稳定时A比B暗 C. 闭合S稳定后，断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭 D 闭合S稳定后，断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭 4. 如图所示，矩形导体框abcdab边长为、bc边长为2，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为（　　） A. 1:2 B. 5:2 C. 5:4 D. 5:8 5. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，其模型如图所示。天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n、线圈的水平边长为L、处于虚线框内匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示电流I时调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在右盘中取出质量为m的砝码使两臂达到新的平衡。以下说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直纸面向外 B. 磁感应强度大小为 C. 磁感应强度大小为 D. 测磁感应强度需知线圈的质量 6. 如图所示为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔“飘入”加速电场（初速度忽略不计），经加速后以速度从小孔进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔S进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度为，在底片上留下的痕迹点到狭缝的距离为，忽略带电粒子的重力及相互间作用力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为 C. 带电粒子的比荷 D. 加速电场的极板间电势差 7. 质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区中，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的有（重力加速度为g）（ ） A. 该微粒一定带正电荷 B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C. 该磁场的磁感应强度大小为 D. 该电场的电场强度大小为 8. 一半径为R的圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔M、N，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过120°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子运动的速度为（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，abcd为固定在匀强磁场中的正方形导线框，其中ab边为均匀的电阻丝，其余三边电阻不计。一段与ab边完全相同的电阻丝PQ垂直ab边置于线框上，在拉力作用下以恒定的速度从ad边向bc边运动，则在PQ运动过程中，下列判断正确的是（　　） A. 通过电阻丝PQ的电流先增大后减小 B. 电阻丝PQ两端的电压先减小后增大 C. 拉力做功功率先减小后增大 D. 电阻丝ab发热功率先减小后增大 10. 如图为带灯的自行车后轮的示意图，金属轮框与轮轴之间均匀地连接四根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为6Ω的小灯泡，车轮半径为0.3m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为60°的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小为0.8T，方向垂直纸面（车轮平面）向外。若自行车后轮顺时针转动的角速度恒为20rad/s，不计其它电阻，则（　　） A. 通过每个小灯泡的电流始终相等 B. 当金属条ab在磁场中运动时，金属条ab中b端电势高 C. 当金属条ab在磁场中运动时，电路的总电阻为1.5Ω D. 当金属条ab在磁场中运动时，金属条ab受到的安培力为 二、非选择题：本题共5题，共60分．其中第12～15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 11. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，先将实验器材按照如图甲所示连接好。 （1）该同学将灵敏电流计G接入图甲所示的电路。此时A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向______（选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，可采取的操作是______（填正确选项前的字母）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （2）如甲图所示，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两种情况下通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，则q1______q2。（填>、=或<） （3）为了探究电磁感应规律，该同学选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图乙所示的电路中，灵敏电流计的指针如图乙中所示。该同学又将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图丙所示。通过分析可知图丙中的条形磁铁的运动情况是______（选填“向上拔出”或“向下插入”）。 12. 如图所示，一个电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，求： （1）电子的比荷； （2）电子穿越磁场的时间t。 13. 倾角的光滑金属导轨M、N的上端接入一电动势、内阻的电源，导轨间距，导轨周围存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计。将一个质量，电阻的金属棒水平放置在导轨上，当闭合开关S后，金属棒恰好静止在导轨上，如图所示。重力加速度g取。（已知，）求： （1）通过金属棒的电流I； （2）匀强磁场的磁感应强度B； （3）若仅将匀强磁场方向变为垂直于导轨平面向下，此时金属棒的加速度大小a。 14. 粗细均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，边长，总质量，总电阻R=0.01Ω。将其置于磁感应强度的水平匀强磁场上方处，磁场区域的上下水平边界之间的高度，如图所示；线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且cd边始终与磁场边界平行，取重力加速度，求： （1）当线框刚进入磁场时dc两点电势差Udc； （2）cd边通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q； （3）线框通过磁场区域过程中cd边中产生的焦耳热Q。 15. 如图所示，xOy坐标系的第四象限内有一边界OM与x轴的夹角为30°、OM与x轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，一个电荷量为q、质量为m的带正电的粒子以初速度v从P点沿y轴负方向射出，从D点进入磁场，而后垂直OM边界离开，OD的距离为d。若在第一象限加上沿x轴正方向的匀强电场，其他条件不变，粒子从x轴上的Q点（未画出）进入磁场，进入磁场时速度的方向与OM平行，粒子在磁场中运动的时间是没加电场时粒子在磁场中运动时间的3倍。不计粒子重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）DQ两点的距离； （3）P点坐标及匀强电场的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度3月阶段性考试高二物理试卷 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（每题4分，共40分） 1. 下列与电磁感应有关的现象中，说法正确的是（　　） A. 甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了增大涡流 B. 乙图探雷器使用通以变化电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷 C. 丙图冶炼炉通高频交流电时，冶炼炉产生涡流使金属块熔化 D. 丁图磁电式仪表线圈绕在铝框骨架上，铝框起到了电磁驱动的作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了减小涡流，故A错误； B．乙图探雷器使用通以变化电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷，故B正确； C．丙图冶炼炉通高频交流电时，金属块产生涡流，使金属块熔化，故C错误； D．丁图磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，铝框起到了电磁阻尼的作用，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带负电的粒子以初速度沿平行于导线的方向射出。粒子重力及空气阻力均忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，则下列选项中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则可知，在导线右侧磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的方向向右，因此粒子向右侧偏转，由于是非匀强磁场，故不是圆周运动。 故选D。 3. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻和灯泡电阻相等（不计温度变化引起的灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A. 合上S，B先亮，A逐渐变亮 B. 合上S，A、B一起亮，稳定时A比B暗 C. 闭合S稳定后，断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭 D. 闭合S稳定后，断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光。由于流过线圈的电流逐渐增大，流过A灯的电流逐渐减小，B灯逐渐增大，则A灯变暗，B灯变亮，稳定时B灯电流大于A灯电流，因此稳定时A比B暗，故A错误，B正确； CD．断开开关K的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯；由于线圈的电阻和灯泡电阻相等，则原先通过L的电流等于通过A灯的电流，所以A灯逐渐变暗后再熄灭，故C错误，D错误。 故选B。 4. 如图所示，矩形导体框abcd的ab边长为、bc边长为2，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为（　　） A. 1:2 B. 5:2 C. 5:4 D. 5:8 【答案】B 【解析】 【详解】当导体框刚进入磁场时，两次产生的感应电动势分别为 两次产生的感应电流分别为 第一次ab间的电压为路端电压，则有 第一次ab间的电压为 则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为 故选B。 5. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，其模型如图所示。天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n、线圈的水平边长为L、处于虚线框内匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示电流I时调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在右盘中取出质量为m的砝码使两臂达到新的平衡。以下说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直纸面向外 B. 磁感应强度大小为 C. 磁感应强度大小为 D. 测磁感应强度需知线圈的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流反向后，需要在右盘中取出质量为m的砝码使两臂达到新的平衡，则电流反向后线圈所受安培力竖直向下，电流反向前线圈所受安培力竖直向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故A错误； BCD．对电流天平，电流方向改变前，有 电流方向改变后，有 联立解得测得的磁感应强度大小为 故BD错误，C正确 故选C。 6. 如图所示为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔“飘入”加速电场（初速度忽略不计），经加速后以速度从小孔进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔S进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度为，在底片上留下的痕迹点到狭缝的距离为，忽略带电粒子的重力及相互间作用力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子带负电 B. 速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为 C. 带电粒子的比荷 D. 加速电场的极板间电势差 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子进入磁场向右偏转，由左手定则可知粒子带正电，故A错误； B．粒子在速度选择器中受平衡力，则 解得速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为 故B错误； C．粒子在磁场中运动的轨道半径为 由 解得带电粒子的比荷 故C错误； D．粒子在加速电场中，由动能定理得 解得加速电场的极板间电势差 故D正确。 故选D。 7. 质量为m、电荷量为q微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区中，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的有（重力加速度为g）（ ） A 该微粒一定带正电荷 B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C. 该磁场的磁感应强度大小为 D. 该电场的电场强度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】若微粒带正电荷，它受竖直向下的重力，向左的电场力和斜向右下方的洛伦兹力，此时合力不可能为零，则洛伦兹力会因速度大小改变而改变，故可知微粒不能做直线运动，所以微粒应带负电荷，且只能做匀速运动，微粒受力如图所示 根据受力平衡可得 ， 解得 ， 故选C。 8. 一半径为R的圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔M、N，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过120°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子运动的速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子恰好从小孔N飞出圆筒时筒转过120°，由几何关系得，粒子在磁场中做匀速圆周运动所转过的圆心角为60°，半径为R，如图所示 则粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 根据 结合洛伦兹力提供向心力 解得 故选B。 9. 如图所示，abcd为固定在匀强磁场中的正方形导线框，其中ab边为均匀的电阻丝，其余三边电阻不计。一段与ab边完全相同的电阻丝PQ垂直ab边置于线框上，在拉力作用下以恒定的速度从ad边向bc边运动，则在PQ运动过程中，下列判断正确的是（　　） A. 通过电阻丝PQ的电流先增大后减小 B. 电阻丝PQ两端的电压先减小后增大 C. 拉力做功的功率先减小后增大 D. 电阻丝ab的发热功率先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于电阻丝匀速运动，由法拉第电磁感应定律 可知，产生的电动势大小恒定，由电路知识可知，在从边向边运动的过程中，电路中的总电阻先增大后减小，由 可知通过电阻丝的电流先减小后增大，故A错误； B．由 可知电阻丝两端的电压先增大后减小，故B错误； C．由 可知电阻丝受到的安培力先减小后增大，故拉力也先减小后增大，由于拉力的功率 故拉力做功的功率先减小后增大，故C正确； D．将电阻丝看作外电路，将电阻丝看作电源，则外电路的电阻不大于电阻丝的电阻，由于外电路的电阻先增大后减小，故由电源输出功率与外电阻之间的关系可知，电阻丝产热功率先增大后减小，故D错误。 故选C。 10. 如图为带灯的自行车后轮的示意图，金属轮框与轮轴之间均匀地连接四根金属条，每根金属条中间都串接一个阻值为6Ω的小灯泡，车轮半径为0.3m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为60°的扇形匀强磁场区域，磁感应强度大小为0.8T，方向垂直纸面（车轮平面）向外。若自行车后轮顺时针转动的角速度恒为20rad/s，不计其它电阻，则（　　） A. 通过每个小灯泡的电流始终相等 B. 当金属条ab在磁场中运动时，金属条ab中b端电势高 C. 当金属条ab在磁场中运动时，电路的总电阻为1.5Ω D. 当金属条ab在磁场中运动时，金属条ab受到的安培力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当其中一根金属条在磁场中切割磁感应线时，该金属条相对于电源，其它三根金属条相对于外电路且并联，根据电路特点可知，通过磁场中的那根金属条的电流是通过其它三根金属条电流的三倍，所以通过每个小灯泡的电流不是始终相等，故A错误； B．当金属条ab在磁场中运动时，根据右手定则可知通过金属条ab中的电流从b指向a，由于金属条ab相当于电源，则金属条ab中b端电势低，故B错误； C．金属条ab在匀强磁场中运动时充当电源，其余为外电路，且并联，其等效电路如图所示 设电路的总电阻为，根据电路图可知 故C错误； D．当金属条ab在磁场中运动时，产生的感应电动势为 此时通过ab的电流为 所以金属条ab所受安培力大小为 故D正确。 故选D 二、非选择题：本题共5题，共60分．其中第12～15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 11. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，先将实验器材按照如图甲所示连接好。 （1）该同学将灵敏电流计G接入图甲所示的电路。此时A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向______（选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，可采取的操作是______（填正确选项前的字母）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （2）如甲图所示，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两种情况下通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，则q1______q2。（填>、=或<） （3）为了探究电磁感应规律，该同学选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图乙所示的电路中，灵敏电流计的指针如图乙中所示。该同学又将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图丙所示。通过分析可知图丙中的条形磁铁的运动情况是______（选填“向上拔出”或“向下插入”）。 【答案】（1） ①. 有 ②. BD##DB （2）= （3）向上拔出 【解析】 【小问1详解】 [1]当线圈A中电流变化时，会引起穿过线圈B的磁通量的变化，线圈B所在回路产生感应电流，感应电流的方向应阻碍线圈B的磁通量的变化。由右手螺旋定则可知，用右手握住线圈B，四指所指的方向和电流方向相同，线圈B中导线的绕向不同，则右手握住线圈的方式不同，故灵敏电流计中电流方向与线圈B中导线的绕向有关。 [2]合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏转，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针向右偏转；现在要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，因此穿过线圈B的磁通量仍要增加。 A．断开开关，线圈A中电流消失，其产生的磁场消失，则线圈B中的磁通量减小，故A错误； B．在线圈A中插入铁芯，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增大，故B正确； C．变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A产生的磁场减弱，则穿过线圈B的磁通量减小，故C错误； D．变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 根据 ，， 可知 第一次快插，第二次慢插，两种情况下穿过线圈B的磁通量变化量相同，所以通过线圈B截面的电荷量q1与q2相等。 【小问3详解】 根据图乙可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入时，指针往左偏转，则图丙中电流从电流计左接线柱流入，螺线管中的电流方向为顺时针方向（从螺线管的上方向下看），根据右手螺旋定则，螺线管中感应电流产生的磁场方向竖直向下；而条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）也竖直向下，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减小，所以条形磁铁的运动情况是向上拔出线圈。 12. 如图所示，一个电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，求： （1）电子的比荷； （2）电子穿越磁场的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力得 解得 【小问2详解】 电子周期 所以电子穿越磁场的时间 13. 倾角的光滑金属导轨M、N的上端接入一电动势、内阻的电源，导轨间距，导轨周围存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计。将一个质量，电阻的金属棒水平放置在导轨上，当闭合开关S后，金属棒恰好静止在导轨上，如图所示。重力加速度g取。（已知，）求： （1）通过金属棒的电流I； （2）匀强磁场的磁感应强度B； （3）若仅将匀强磁场方向变为垂直于导轨平面向下，此时金属棒的加速度大小a。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得 得 I=1A （2）导体棒静止，根据共点力平衡可得 BIL=mgsin37° 得 B=0.18T （3）由牛顿第二定律可得 mgsin37°+BIL=ma 得 a=12m/s2. 14. 粗细均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，边长，总质量，总电阻R=0.01Ω。将其置于磁感应强度的水平匀强磁场上方处，磁场区域的上下水平边界之间的高度，如图所示；线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且cd边始终与磁场边界平行，取重力加速度，求： （1）当线框刚进入磁场时dc两点电势差Udc； （2）cd边通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q； （3）线框通过磁场区域过程中cd边中产生的焦耳热Q。 【答案】（1）-0.15V；（2）0.5C；（3）0.05J 【解析】 【详解】（1）线框自由下落 边切割磁感线，产生感应电动势 dc边相当于电源，dc两点间电压为路端电压，c点电势高于b点电势，解得 E=0.2V （2）根据 得，线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量 （3）线框刚进入磁场时，所受安培力为 可得 F=1N=mg 因线框的宽度等于磁场的宽度，则线圈经过磁场时做匀速运动，线框通过磁场区域的整个过程中产生的焦耳热 cd边中产生的焦耳热为 15. 如图所示，xOy坐标系的第四象限内有一边界OM与x轴的夹角为30°、OM与x轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，一个电荷量为q、质量为m的带正电的粒子以初速度v从P点沿y轴负方向射出，从D点进入磁场，而后垂直OM边界离开，OD的距离为d。若在第一象限加上沿x轴正方向的匀强电场，其他条件不变，粒子从x轴上的Q点（未画出）进入磁场，进入磁场时速度的方向与OM平行，粒子在磁场中运动的时间是没加电场时粒子在磁场中运动时间的3倍。不计粒子重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）DQ两点的距离； （3）P点的坐标及匀强电场的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）未加电场时，粒子从D点射入，垂直OM射出，可知，在磁场中 可得 （2）做出轨迹图像，如图所示 粒子在第一象限做类平抛运动，沿y轴方向速度不变，x轴方向做加速运动，设进入磁场时速度为，则有 由 可得做圆周运动的半径为 粒子在磁场中运动的时间为 加上电场后，时间变为原来的三倍，可知，即为圆心，可得 由几何关系可得 即 （3）设粒子在电场中运动的时间为，进入磁场时沿x方向的分速度为，则有 根据匀变速直线运动公式，有 ，， 整理可得 即 故P点的坐标为，由上述可得 则 其中 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$