精品解析：山东省淄博第七中学2024-2025学年高二下学期3月份阶段性检测物理试题

高二3月份阶段性检测物理试卷 一、单选题（每题3分共30分） 1. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B. 刘伟有电击感是因为流经刘伟身体的电流变大了 C. 刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏 D. 实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，他也会受到电击 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当回路断开时电流要立即减小到零但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，该自感电动势较大，所以刘伟被“电”到，即刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压，即流经刘伟身体的电流变大了，故A错误，B正确； C．因多用表的表笔已经与被测线圈脱离，则多用电表不可能被烧坏，故C错误； D．实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，当与线圈脱离后，在电表回路不会产生感应电动势，则他不会受到电击，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方，磁铁的左端为N极，右端为S极，开始时导线处于水平静止状态，当导线中通以由a向b的电流时，导线ab的运动情况是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，同时弹簧变短 B. 顺时针方向转动，同时弹簧变长 C. 逆时针方向转动，同时弹簧变短 D. 逆时针方向转动，同时弹簧变长 【答案】D 【解析】 【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动90°时，导线所受的安培力方向向 下，所以导线的运动情况为逆时针转动，同时弹簧变长。 故选D。 3. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，发现细线悬挂的线圈c向左偏转（　　） A. 向右做匀速运动 B. 向右做加速运动 C. 向左做减速运动 D. 向左做匀速运动 【答案】B 【解析】 【详解】AD．导体棒ab向右或向左做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，不受安培力作用，不会被螺线管吸引或排斥，故AD错误； B．导体棒ab向右做加速运动时，根据法拉第电磁感应定律 可得ab中产生的感应电流 增大，螺线管产生的磁场增大，穿过c的磁通量增大，相当于螺线管靠近线圈c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互排斥，线圈c将向左摆动，故B正确； C．同理，可知当导体棒ab向左做减速运动时，ab中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减小，穿过c的磁通量减小，相当于螺线管远离线圈c，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互吸引，线圈c将向右摆动，故C错误。 故选B。 4. 在泗水县城某居民小区内，有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框，三轮车沿平直道路自西向东行驶。若考虑到地磁场的存在，且在三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场，则铝合金窗框将发生电磁感应现象，下列判断中正确的是（　　） A. 窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向 B. 窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向 C. 窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较低 D. 窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较高 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．在泗水地磁场的竖直分量竖直向下，地磁场视为匀强磁场，则穿过穿过平放的长方形铝合金窗框的磁通量不变，铝合金窗框内没有感应电流产生，故AB错误； CD．铝合金窗框自西向东运动，由右手定则可知，窗框的北侧电势较高，南侧电势较低，故 D正确，C错误。 故选D。 5. 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是的直线（图中虚线所示），一个小金属球从抛物线上处静止下滑，假设抛物线足够长，重力加速度为g，则金属球在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，金属球最总将在磁场区域内往复运动，由能量守恒定律有 故选C。 6. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，AC、DE是圆的两条互相垂直的直径，在A点有一个粒子源，沿与AC成45°斜向上垂直磁场的方向射出各种不同速率的粒子，粒子的质量均为m，电荷量均为q，所有粒子均从CD段四分之一圆弧射出磁场，不计粒子的重力，则从A点射出的粒子速率满足的条件是（　　） A. ＞v＞ B. ＞v＞ C. ＞v＞ D. ＞v＞ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当粒子恰好从C点出射，由题知，圆心刚好在D点，如图所示 根据几何关系可得运动半径为 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 当粒子恰好从D点出射，圆心恰在AD的中点，如图所示 根据几何关系可得运动半径为 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 故要所有粒子均从CD段四分之一圆弧射出磁场，则从A点射出的粒子速率满足的条件是 ＞v＞ 故选C。 7. 如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈的匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中，t＝0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 B. 在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下 C. 在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小为 D. 在t0时线圈受到的安培力的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流始终沿顺时针方向，故A错误； B．感应电流始终沿顺时针方向，由左手定则可知，在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向下后向上，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 由欧姆定律可知，在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小 故C正确； D．由题图乙所示图像可知，在时磁感应强度大小线圈所受安培力大小 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内，速度方向跟磁场左边界垂直，从右边界离开磁场时速度方向偏转角θ=30°，磁场区域的宽度为d，则下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 磁感应强度B= C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径R=d D. 粒子在磁场中运动的时间t= 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子运动规律如图所示 由图可知，粒子在磁场中向下偏转，根据左手定则可知，粒子应带负电，A错误； BC．由几何关系可知 解得 R=2d 根据洛伦兹力充当向心力可知 磁感应强度为 BC错误； D．粒子在磁场中转过的圆心角为，粒子在磁场中运动时间为 D正确。 故选D。 9. 如图所示，宽度为的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为，闭合等腰直角三角形导线框位于纸面内，直角边水平且长为，线框总电阻为。规定沿方向为感应电流的正方向。导线框以速度匀速向右穿过磁场的过程中，感应电流随时间变化规律的图像是（　　） A. B. C D. 【答案】D 【解析】 【详解】在时间内，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿acba，是负值。t时刻线框有效的切割长度为 感应电流为 i与t正比。在时间内，穿过线框的磁通量均匀增大，产生的感应电流不变，为 在时间内，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿abca，是正值，感应电流为 i与t线性关系，且是增函数。 故选D。 10. 如图所示，带电平行板中匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里。一带电小球从光滑绝缘轨道上的点自由滑下，经点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的点自由滑下，经点进入板间，则小球在板间运动过程中（　　） A. 小球可能带负电荷 B. 小球仍然做直线运动 C. 小球可能做匀速圆周运动 D. 所受洛伦兹力将会增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．若小球带负电荷，可知进入两板之间时受向下的电场力、向下的重力和向下的洛伦兹力，则小球不能做直线运动，可知小球带正电，选项A错误； BD．小球带正电，受向上的电场力、向上的洛伦兹力和向下的重力，则根据平衡可知 若使小球从较低的点自由滑下，经点进入板间时小球的速度变小，则 可知在板间运动过程中小球将向下偏转，重力做功大于电场力做的功，则小球动能变大，速度变大，洛伦兹力变大，选项B错误，D正确； C．因，则小球不可能做匀速圆周运动，选项C错误。 故选D 二、多选题（每题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分） 11. 如图所示，一个质量为、带电荷量为的圆环，套在一根固定的足够长的水平粗糙绝缘直杆上，环直径略大于杆直径。直杆处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，圆环以初速度使其向右运动，经过很长时间之后，（已知重力加速度为）（　　） A. 圆环向右做匀速直线运动 B. 圆环运动过程中受到洛伦兹力可能变大 C. 圆环最终可能会停下来 D. 圆环克服摩擦力做的功可能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知圆环向右运动过程中受到竖直向上的洛伦磁力，只有当洛伦兹力等于重力时，圆环向右做匀速直线运动，当洛伦兹力不等于重力时，会有摩擦力，圆环不能做匀速直线运动，故A错误； B．当圆环做匀速直线运动运动过程中受到洛伦兹力不变，当圆环受到摩擦力做减速运动时，洛伦兹力变小，圆环不能加速运动，故圆环运动过程中受到洛伦兹力不可能变大，故B错误； C．当圆环的初速度时，圆环运动过程中将始终受到摩擦力作用，最终会停下来，故C正确； D．当圆环的初速度时， 圆环先做减速运动，当速度减小至时，圆环不再受摩擦力作用，将一直匀速运动下去，圆环减速过程中克服摩擦力做的功为 故D正确 故选CD。 12. 如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4-0.2t) T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则(　　) A. t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到D B. t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到C C. t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N D. t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N 【答案】AC 【解析】 【分析】根据楞次定律，并由时刻来确定磁场的变化，从而判定感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，及安培力表达式，与力的合成与分解，并由三角知识，即可求解． 【详解】当t=1s时，则由磁感应强度随时间变化规律是，可知，磁场在减小，根据楞次定律可得，金属杆中感应电流方向从C到D，故A正确；当t=3s时，磁场在反向增加，由楞次定律可知，金属杆中感应电流方向从C到D，故B错误；当在t=1s时，由法拉第电磁感应定律，则有； 再由欧姆定律，则有感应电流大小；则t=1s时，那么安培力大小；由左手定则可知，安培力垂直磁场方向斜向上，则将安培力分解，那么金属杆对挡板P的压力大小，故C正确；同理，当t=3s时，感应电动势仍为E=0.1V，电流大小仍为I=1A，由于磁场的方向相反，由左手定则可知，安培力的方向垂直磁感线斜向下，根据力的合成，则得金属杆对H的压力大小为，故D错误； 13. 如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图中应有 B. 高频电源的变化周期应该等于 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 加速不同的粒子获得的最大动能一定相同 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由公式 由洛伦兹力提供向心力 联立解得 周期不变，可知在图中应有 故A正确； B．交流电源的周期必须和粒子在磁场中运动的周期一致，故电源的变化周期应该等于 故B正确； C．粒子脱离磁场时，动能最大，根据 动能为 联立解得 粒子获得的最大动能由D型盒的半径决定，故C错误； D．根据 可知加速不同的粒子获得的最大动能不一定相同，故D错误。 故选AB。 14. 如图，水平的平行虚线间距为d=60cm，其间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d，线圈质量m=100g．线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等．不计空气阻力，取g=10m/s2，则（ ） A. 线圈下边缘刚进磁场时加速度最小 B. 线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J C. 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，电流均为逆时针方向 D. 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电量相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，说明在其下边缘穿过磁场的过程中，一直做匀速运动故加速度为0，选项A正确； B．线圈一直做匀速运动，重力势能的减小全部转化为电能，又转化为电热，故 Q=mgd=0.1×10×0.6=0.6J 故选项B正确； C．根据右手定则，线圈在进入磁场过程中，电流均为逆时针，穿出磁场过程中，电流均为顺时针，故选项C错误； D．通过导线截面的电量： q=Δt=·Δt= 与速度无关，即进入磁场和穿出磁场过程中通过导线截面的电量相等，选项D正确． 故选BD. 三、实验题（6分） 15. 某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如图1所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，通过1、3测脚时，元件中的载流子受洛伦兹力而偏转，2、4测脚间将产生霍尔电压。 （1）2、4测脚中电势高的是________（选填“2”或“4”）测脚。 （2）某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d（如图2），其读数为________mm。 （3）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则与的关系式为________。 【答案】（1）2 （2）1.900 （3） 【解析】 【小问1详解】 因为霍尔元件的载流子是电子，所以在霍尔元件中是电子的定向移动形成了电流，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力指向“4”测脚方向，所以“4”测脚的电势低，“2”测脚的电势高。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为，由图可知元件厚度为 【小问3详解】 霍尔元件中电子受到洛伦兹力等于电场力，有 电流微观表达式为 设霍尔元件的宽度为，霍尔元件的电压为 霍尔元件的截面面积为 联立解得 四、计算题（要求有必要的公式，总计48分） 16. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求： (1)电子运动的轨迹半径； (2)电子的质量； (3)电子穿过磁场的时间。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)电子运动轨迹如图所示 由几何知识得 (2)由牛顿第二定律得 解得 (3)电子做圆周运动的周期 电子在磁场中的运动时间 17. 如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 (1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U； (2)求水平拉力F多大？ 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】(1) 感应电动势 回路中感应电流 导体棒两端的电压即路端电压 (2) 导体棒向右匀速运动，有 18. 如图甲所示，一个阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为2r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的半径为r的圆形匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中B0和t0已知，导线电阻不计。求： （1）0至t0时间内，电阻R1两端的电压U； （2）0至t0时间内，通过电阻R1的电荷量q； （3）0至t0时间内，电阻R1上的热功率P。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 电阻R1两端的电压 （2）设通过R1的电荷量为q，则有 （3）根据焦耳定律可得电阻R1上的热功率为 19. 如图所示，足够长的光滑平行导轨与水平面的倾角，导轨上端用电键可以分别连接电源、电阻和电容。质量、长度、电阻可以忽略的金属杆ab垂直导轨放置，整个导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为。已知电源的电动势，定值电阻，电容，不计导轨的电阻和空气阻力，， ，重力加速度。 （1）当开关打到，释放金属杆ab，恰好能处于静止状态，判断金属杆ab上的电流方向并求出电源的内阻； （2）当开关打到，释放金属杆ab，求金属杆能达到的最大动能； （3）当开关打到，释放金属杆ab，试推导金属杆ab所发生位移s随时间t变化的关系式，并求第5s内的位移。 【答案】（1）电流方向b到a，5Ω；（2）576J；（3），22.5m 【解析】 【详解】（1）根据分析可知，杆所受安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知电流方向b到a，设电源的内阻为r，金属杆处于静止状态，由受力分析可知 代入得 （2）设金属杆能达到的最大速度vm，此时金属杆受力平衡 代入得 金属杆能达到的最大动能 （3）设金属杆的速度大小为v时经历的时间为t，通过金属棒的电流为i，安培力为F，则 设在时间间隔（t，t+Δt）内流经金属棒的电荷量为ΔQ，则 平行板电容器极板在时间间隔（t，t+Δt）内增加的电荷量也是ΔQ，则 其中Δv为金属杆的速度变化量，设金属杆加速度大小为a，则 金属杆在时刻t的受力分析有 得 金属杆做初速度为零的匀加速运动，设5s末金属杆速度的大小为v，则 第5s内的位移 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二3月份阶段性检测物理试卷 一、单选题（每题3分共30分） 1. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B. 刘伟有电击感是因为流经刘伟身体的电流变大了 C. 刘伟受到电击的同时多用电表也可能被烧坏 D. 实验过程中若李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，他也会受到电击 2. 如图所示，用细弹簧把一根硬直导线ab挂在形磁铁磁极的正上方，磁铁的左端为N极，右端为S极，开始时导线处于水平静止状态，当导线中通以由a向b的电流时，导线ab的运动情况是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，同时弹簧变短 B. 顺时针方向转动，同时弹簧变长 C. 逆时针方向转动，同时弹簧变短 D. 逆时针方向转动，同时弹簧变长 3. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，发现细线悬挂的线圈c向左偏转（　　） A. 向右做匀速运动 B. 向右做加速运动 C. 向左做减速运动 D. 向左做匀速运动 4. 在泗水县城某居民小区内，有一辆平板三轮车上水平装载着一个长方形铝合金窗框，三轮车沿平直道路自西向东行驶。若考虑到地磁场的存在，且在三轮车运动的区域内地磁场可视为匀强磁场，则铝合金窗框将发生电磁感应现象，下列判断中正确的是（　　） A. 窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿顺时针方向 B. 窗框内将产生感应电流，且俯视窗框时窗框中的感应电流沿逆时针方向 C. 窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较低 D. 窗框内无感应电流，但窗框的北侧电势较高 5. 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是的直线（图中虚线所示），一个小金属球从抛物线上处静止下滑，假设抛物线足够长，重力加速度为g，则金属球在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是（　　） A. B. C D. 6. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，AC、DE是圆的两条互相垂直的直径，在A点有一个粒子源，沿与AC成45°斜向上垂直磁场的方向射出各种不同速率的粒子，粒子的质量均为m，电荷量均为q，所有粒子均从CD段四分之一圆弧射出磁场，不计粒子的重力，则从A点射出的粒子速率满足的条件是（　　） A. ＞v＞ B. ＞v＞ C. ＞v＞ D. ＞v＞ 7. 如图甲所示，一个圆形线圈用绝缘杆固定在天花板上，线圈匝数为n，半径为r，总电阻为R，线圈平面与匀强磁场垂直，且下面一半处在磁场中，t＝0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 在0~2t0的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向 B. 在0~2t0的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下 C. 在0~t0的时间间隔内线圈中感应电流的大小为 D. 在t0时线圈受到的安培力的大小为 8. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v垂直射入一有界匀强磁场区域内，速度方向跟磁场左边界垂直，从右边界离开磁场时速度方向偏转角θ=30°，磁场区域的宽度为d，则下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. 磁感应强度B= C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径R=d D. 粒子在磁场中运动的时间t= 9. 如图所示，宽度为的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为，闭合等腰直角三角形导线框位于纸面内，直角边水平且长为，线框总电阻为。规定沿方向为感应电流的正方向。导线框以速度匀速向右穿过磁场的过程中，感应电流随时间变化规律的图像是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，带电平行板中匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里。一带电小球从光滑绝缘轨道上的点自由滑下，经点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的点自由滑下，经点进入板间，则小球在板间运动过程中（　　） A. 小球可能带负电荷 B. 小球仍然做直线运动 C. 小球可能做匀速圆周运动 D. 所受洛伦兹力将会增大 二、多选题（每题4分，漏选得2分，错选不得分，共16分） 11. 如图所示，一个质量为、带电荷量为的圆环，套在一根固定的足够长的水平粗糙绝缘直杆上，环直径略大于杆直径。直杆处于磁感应强度为的水平匀强磁场中，圆环以初速度使其向右运动，经过很长时间之后，（已知重力加速度为）（　　） A 圆环向右做匀速直线运动 B. 圆环运动过程中受到洛伦兹力可能变大 C. 圆环最终可能会停下来 D. 圆环克服摩擦力做的功可能为 12. 如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4-0.2t) T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则(　　) A. t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到D B. t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到C C. t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N D. t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N 13. 如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图中应有 B. 高频电源的变化周期应该等于 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 加速不同的粒子获得的最大动能一定相同 14. 如图，水平的平行虚线间距为d=60cm，其间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d，线圈质量m=100g．线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等．不计空气阻力，取g=10m/s2，则（ ） A. 线圈下边缘刚进磁场时加速度最小 B. 线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J C. 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，电流均为逆时针方向 D. 线圈在进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电量相等 三、实验题（6分） 15. 某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如图1所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，通过1、3测脚时，元件中的载流子受洛伦兹力而偏转，2、4测脚间将产生霍尔电压。 （1）2、4测脚中电势高的是________（选填“2”或“4”）测脚。 （2）某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d（如图2），其读数为________mm。 （3）设该元件单位体积中自由电子个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则与的关系式为________。 四、计算题（要求有必要的公式，总计48分） 16. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求： (1)电子运动轨迹半径； (2)电子的质量； (3)电子穿过磁场的时间。 17. 如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 (1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U； (2)求水平拉力F多大？ 18. 如图甲所示，一个阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为2r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的半径为r的圆形匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中B0和t0已知，导线电阻不计。求： （1）0至t0时间内，电阻R1两端的电压U； （2）0至t0时间内，通过电阻R1的电荷量q； （3）0至t0时间内，电阻R1上的热功率P。 19. 如图所示，足够长的光滑平行导轨与水平面的倾角，导轨上端用电键可以分别连接电源、电阻和电容。质量、长度、电阻可以忽略的金属杆ab垂直导轨放置，整个导轨处在垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为。已知电源的电动势，定值电阻，电容，不计导轨的电阻和空气阻力，， ，重力加速度。 （1）当开关打到，释放金属杆ab，恰好能处于静止状态，判断金属杆ab上的电流方向并求出电源的内阻； （2）当开关打到，释放金属杆ab，求金属杆能达到的最大动能； （3）当开关打到，释放金属杆ab，试推导金属杆ab所发生位移s随时间t变化的关系式，并求第5s内的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$