精品解析：安徽省合肥市合肥一六八中学2024-2025学年高二下学期第一次检测物理试卷

高二年级物理（一） 一、单选题 1. 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（ ） A. 英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，并称之为法拉第电磁感应定律 B. 牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 C. 美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值 D. 赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论 2. 如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零 B. 磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流 C. 线圈对桌面压力大小可能大于其重力 D. 磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量 3. 如甲图所示，一带电为的物块A静置于光滑绝缘水平地面上，地面上方存在足够大区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向如图。时，在水平外力F作用下物块A由静止开始运动，物块A对水平面的压力随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 水平力F不断增大 C. 水平力F的大小为25N D. 物块A做匀加速直线运动 4. 如图1所示，一半径为的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场磁感应强度的大小随时间变化的规律如图2所示。在的过程，关于该线圈中感应电流方向与感应电动势大小的说法正确的是（　　） A. 顺时针方向，感应电动势由零增大至 B. 顺时针方向，感应电动势大小始终为 C. 逆时针方向，感应电动势大小始终为 D. 逆时针方向，感应电动势由零增大至 5. 如图所示，空间中有一环型匀强磁场，其内半径为，外半径为。在内圆上的A点处有一静止微粒发生裂变，生成甲、乙两个小微粒（均带正电），且二者初速度均沿切线方向并处于如图所示的平面内（甲左乙右）。若两微粒均恰好不从外环射出磁场，则甲、乙两者所带电量之比为（　　） A. B. C. D. 6. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势高于后表面的电势）。下列说法中错误的是（ ） A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电 B. 自行车的车速越大，则霍尔电势差U2越大 C. 若电流I变大，则霍尔电势差U2变大 D. 若传感器的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2变大 7. 图甲是回旋加速器的示意图，两金属D形盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 粒子在电场中的加速次数为 8. 如图所示，空间中分布着水平向右的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向水平向右。磁场中固定的阴极发射器S可发射电荷量为e，质量为m的电子，电子初速度大小均为v，方向呈圆锥形，且均与磁场方向成θ角（0<θ<90°）。右侧竖直放置与磁场方向垂直的足够大的荧光屏，电子打在荧光屏上的位置会出现亮点。调节荧光屏到阴极发射器的距离，使荧光屏上出现最大亮圆时将其固定。下列说法正确的是（ ） A. 屏上最大亮圆的半径为 B. 屏上最大亮圆的半径为 C. 若只将发射电子速度减为原来的一半，则荧光屏上的亮圆半径减半 D. 若只将发射电子速度减为原来的一半，则荧光屏上的亮圆变成亮点 二、多选题 9. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内分布着非匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，沿y轴方向磁场分布是均匀的，沿x轴方向磁感应强度与x满足关系式B＝kx，其中k是一恒定的正数。由粗细均匀的同种规格导线制成的正方形线框ADCF边长为a，A处有一极小开口AE，整个线框放在磁场中，且AD边与y轴平行，AD边与y轴的距离为a，线框A、E两点与一电源相连，稳定时流入线框的电流为I，关于线框受到的安培力，下列说法正确的是（　　） A. 整个线框受到的合力方向与DF连线垂直 B. 整个线框沿y轴方向所受合力为0 C. 整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴正方向 D. 整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴正方向 10. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器最大阻值为，G为灵敏电流计，两平行金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，将开关闭合，滑片移动到滑动变阻器中点，一带正电的粒子从电容器左端恰好以速度v匀速穿过两板，不计粒子重力。以下说法中不正确的是（ ） A. 保持开关闭合，滑片P向上移动到顶，并增大磁感应强度为2B，粒子仍恰好以速度匀速v穿过两板 B. 保持开关闭合，滑片P的位置不动，将N板向上移动，粒子以速度v射入，粒子可能从N板边缘射出 C. 保持开关闭合，滑片P的位置不动，粒子从电容器右端以速度v仍匀速穿过两板 D. 开关断开瞬间，灵敏电流计G指针将发生短暂偏转，此后粒子将继续沿直线匀速射出 三、实验题 11. 为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种图线，如图乙所示。光敏电阻的阻值随光照的增强而减小。 （1）根据图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为_____Ω，强光照射时的阻值为_____； （2）若实验中所用电压表的内阻约为，毫安表的内阻约为100Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中_____（选填“正常光照射时”或“强光照射时”）测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用_____（选填“内接”或“外接”）法进行实验，实验结果较为准确。 12. 在“研究电磁感应现象”的实验中，先要按图甲连接，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系：当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。接着按图乙将该电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，则S闭合后将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”），若将线圈A放在B中不动时，指针将_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”），若将线圈A从B中抽出，电流表指针将_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”）。 四、计算题 13. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界高度为h处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示。不计导轨的电阻，重力加速度为g。 （1）求金属棒刚进入磁场时，所受安培力的大小； （2）求金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率。 14. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的三角形区域内，有方向垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场（边界有磁场），，，在O点发射某种带负电的粒子（不计重力作用），粒子的比荷为。发射方向与OC边的夹角为，粒子从A点射出磁场。 （1）求粒子的发射速度大小； （2）粒子在磁场中的运动时间； （3）若入射粒子为正电荷（比荷不变），若要使粒子能从OC边射出，求粒子入射速度最大值。 15. 如图所示，直角坐标系xOy平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为－q（q > 0）的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度v0从点P（0，d）垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 （1）求粒子进入电场时的速度大小； （2）求磁感应强度B的大小； （3）若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f = kv（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； （4）在第（3）问的情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级物理（一） 一、单选题 1. 在物理学发展的历程中，许多科学家的科学研究为物理学的建立做出了巨大贡献。下列叙述中不正确的是（ ） A. 英国物理学家法拉第于1846年指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，并称之为法拉第电磁感应定律 B. 牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 C. 美国物理学家密立根最早测定了元电荷e的数值 D. 赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论 【答案】A 【解析】 【详解】A．韦伯和纽曼提出了法拉第电磁感应定律，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，并进行了“月-地检验”，将万有引力定律推广至自然界所有物体之间，故B正确； C．美国物理学家密立根通过油滴实验最早测定了元电荷e的数值，故C正确； D．赫兹测出了电磁波在真空中的速度，证实了麦克斯韦电磁场理论，故D正确； 本题选择错误选项，故选A。 2. 如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端拴接条形磁铁，置于绝缘水平桌面上的圆形铝质闭合线圈放在条形磁铁的正下方，开始时整个装置处于静止状态。在外力作用下将磁铁竖直向下移动一定距离(未接触桌面)，然后由静止释放，在之后的运动过程中，线圈始终未离开桌面，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁所受弹簧拉力与其重力相等时，磁铁的加速度为零 B. 磁铁上升过程中，从上向下看，线圈中产生顺时针方向的电流 C. 线圈对桌面压力大小可能大于其重力 D. 磁铁最终会静止，整个过程线圈中产生的热量等于磁铁机械能的减少量 【答案】C 【解析】 【详解】A．若磁铁向上运动，会受到向下的安培阻力，若向下运动，会受到向上的安培阻力，因此当磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度不一定为零，故A错误； B．当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律知，感应电流的磁场的方向向上，俯视线圈，线圈中产生逆时针方向的电流，故B错误； C．根据楞次定律，磁铁向下运动时，受到向上的安培阻力，所以磁铁对线圈的作用力的方向向下，此时线圈对桌面压力大于其重力，故C正确； D．磁铁最终静止于起始时的平衡位置，根据能量守恒定律，从静止释放至停止，弹簧的弹性势能的减少量等于磁铁重力势能的增加量与线圈中产生的焦耳热之和，故D错误。 故选C。 3. 如甲图所示，一带电为的物块A静置于光滑绝缘水平地面上，地面上方存在足够大区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向如图。时，在水平外力F作用下物块A由静止开始运动，物块A对水平面的压力随时间的变化图像如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 水平力F不断增大 C. 水平力F的大小为25N D. 物块A做匀加速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图分析知 得 故A错误； BD．受力分析知，物块对水平面的压力大小等于 物块对水平面的压力不断增大，则洛伦兹力不断增大，速度不断增大，做加速运动，结合图像可知，物块对水平面的压力均匀增大，速度均匀增大，则物块做匀加速直线运动，水平力不变，故B错误，D正确； C．根据 图乙图像斜率 代入数据得 根据牛顿第二定律 故C错误。 故选D。 4. 如图1所示，一半径为的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场磁感应强度的大小随时间变化的规律如图2所示。在的过程，关于该线圈中感应电流方向与感应电动势大小的说法正确的是（　　） A. 顺时针方向，感应电动势由零增大至 B. 顺时针方向，感应电动势大小始终为 C. 逆时针方向，感应电动势大小始终为 D. 逆时针方向，感应电动势由零增大至 【答案】B 【解析】 【详解】在的过程，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；由于磁感应强度随时间均匀增大，所以感应电动势大小始终为 故选B。 5. 如图所示，空间中有一环型匀强磁场，其内半径为，外半径为。在内圆上的A点处有一静止微粒发生裂变，生成甲、乙两个小微粒（均带正电），且二者初速度均沿切线方向并处于如图所示的平面内（甲左乙右）。若两微粒均恰好不从外环射出磁场，则甲、乙两者所带电量之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，根据左手定则，其两粒子运动轨迹如图所示 设向右为正方向，向右的粒子速度为，质量为，向左的粒子速度为，质量为，由动量守恒有 对粒子1，由几何关系有 对粒子2，由几何关系有 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 整理有 由上述各式，整理有 故选B。 6. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势高于后表面的电势）。下列说法中错误的是（ ） A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电 B. 自行车的车速越大，则霍尔电势差U2越大 C. 若电流I变大，则霍尔电势差U2变大 D. 若传感器的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则，图乙中霍尔元件的载流子带正电，故A正确； B．根据 得 由电流的微观定义式I = neSv，n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，整理得 联立解得 可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压U2与车速大小无关，故B错误； CD．由公式，若传感器的电源输出电压U1变大，那么电流I变大，则霍尔电势差U2将变大，故CD正确。 本题选错误的，故选B。 7. 图甲是回旋加速器的示意图，两金属D形盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 粒子在电场中的加速次数为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据粒子在磁场中运动的周期 粒子回旋周期不变，在Ek-t图中应有 t2-t1=t4-t3= t6-t5 故A不符合题意； B．粒子在电场中做匀加速运动，令加速位移为x，根据位移时间关系 前两次加速过程所用的时间为 前三次加速过程所用的时间为 则有 由图可知 所以 故B符合题意； C．粒子在电场中做匀加速运动，令加速位移为x，根据速度位移时间关系 解得 前两次加速后的速度为 解得 前三次加速后的速度为 解得 联立可得 故C不符合题意； D．设粒子被加速n次后的速度为vn，则由动能定理可知 粒子被第一次加速过程中，由动能定理可知 联立可得 故D不符合题意。 故选B。 8. 如图所示，空间中分布着水平向右的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向水平向右。磁场中固定的阴极发射器S可发射电荷量为e，质量为m的电子，电子初速度大小均为v，方向呈圆锥形，且均与磁场方向成θ角（0<θ<90°）。右侧竖直放置与磁场方向垂直的足够大的荧光屏，电子打在荧光屏上的位置会出现亮点。调节荧光屏到阴极发射器的距离，使荧光屏上出现最大亮圆时将其固定。下列说法正确的是（ ） A. 屏上最大亮圆的半径为 B. 屏上最大亮圆的半径为 C. 若只将发射电子速度减为原来的一半，则荧光屏上的亮圆半径减半 D. 若只将发射电子速度减为原来的一半，则荧光屏上的亮圆变成亮点 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．将电子的速度分解为水平方向的速度，和竖直方向的速度，即 ， 在水平方向因为电子速度与磁场方向平行，所以不会受到洛伦兹力，即电子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向因为粒子与磁场方向垂直，所以受到洛伦兹力，由于不计重力，所以在竖直方向粒子做匀速圆周运动。综上所述，可以将其看成水平方向的匀速直线，与竖直方向的粒子源问题，电子圆形亮斑的最大半径是电子轨迹圆周的半径的二倍，根据洛伦兹力提供向心力有 则 故A正确，B错误； CD．设此时光屏到S的距离为d，则有 且 若只将发射电子速度减为原来的一半，则 所以荧光屏上的亮圆变成亮点，故C错误，D正确； 故选AD。 二、多选题 9. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内分布着非匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，沿y轴方向磁场分布是均匀的，沿x轴方向磁感应强度与x满足关系式B＝kx，其中k是一恒定的正数。由粗细均匀的同种规格导线制成的正方形线框ADCF边长为a，A处有一极小开口AE，整个线框放在磁场中，且AD边与y轴平行，AD边与y轴的距离为a，线框A、E两点与一电源相连，稳定时流入线框的电流为I，关于线框受到的安培力，下列说法正确的是（　　） A. 整个线框受到的合力方向与DF连线垂直 B. 整个线框沿y轴方向所受合力为0 C. 整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴正方向 D. 整个线框在x轴方向所受合力为ka2I，沿x轴正方向 【答案】BC 【解析】 【详解】CD.由题意可知AD边所处位置的磁感应强度B1＝ka，则AD边受到的安培力大小为 FAD＝B1Ia＝ka2I 根据左手定则知，方向沿x轴负方向，FC边所处位置的磁感应强度B2＝2ka，则FC边受到的安培力大小为 FFC＝B2Ia＝2ka2I 根据左手定则知，方向沿x轴正方向，则整个线框在x轴方向所受合力为 FFC－FAD＝ka2I 方向沿x轴正方向，故C正确，D错误； B.沿y轴方向磁场分布是均匀的，可知DC边和EF边从左向右对应位置的磁感应强度都相同，又DC边和EF边的电流大小相同，方向相反，可知FDC＝FEF，整个线框沿y轴方向所受合力为FDC－FEF＝0，故B正确； A.整个线框受到的合力大小为ka2I，方向沿x轴正方向，与AD、FC垂直，故A错误。 故选BC。 10. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器最大阻值为，G为灵敏电流计，两平行金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，将开关闭合，滑片移动到滑动变阻器中点，一带正电的粒子从电容器左端恰好以速度v匀速穿过两板，不计粒子重力。以下说法中不正确的是（ ） A. 保持开关闭合，滑片P向上移动到顶，并增大磁感应强度为2B，粒子仍恰好以速度匀速v穿过两板 B. 保持开关闭合，滑片P的位置不动，将N板向上移动，粒子以速度v射入，粒子可能从N板边缘射出 C. 保持开关闭合，滑片P的位置不动，粒子从电容器右端以速度v仍匀速穿过两板 D. 开关断开瞬间，灵敏电流计G指针将发生短暂偏转，此后粒子将继续沿直线匀速射出 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．开始时电容器两板间的电压为 一带正电的粒子从电容器左端恰好以速度v匀速穿过两板，则 若滑片P向上移动到顶，并增大磁感应强度为2B，则此时电容器两板间的电压为 此时 则粒子不能穿过两板，故A错误； B．保持开关闭合，滑片P的位置不动，则两板间电压不变，将N板向上移动，则d减小，粒子受电场力变大，粒子以速度v射入，则粒子向下偏转，则粒子可能从N板边缘射出，故B正确； C．保持开关闭合，滑片P的位置不动，粒子从电容器右端以速度v射入时，受洛伦兹力和电场力均向下，则粒子不能匀速穿过两板，故C错误； D．开关断开瞬间，电容器瞬时放电完毕，则灵敏电流计G指针将发生短暂偏转，由于电场消失，则此后粒子将只受洛伦兹力作用，不能继续沿直线匀速射出，故D错误。 本题选不正确的，故选ACD。 三、实验题 11. 为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种图线，如图乙所示。光敏电阻的阻值随光照的增强而减小。 （1）根据图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为_____Ω，强光照射时的阻值为_____； （2）若实验中所用电压表的内阻约为，毫安表的内阻约为100Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中_____（选填“正常光照射时”或“强光照射时”）测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用_____（选填“内接”或“外接”）法进行实验，实验结果较为准确。 【答案】（1） ①. 3000Ω ②. 200Ω （2） ①. 强光照射时 ②. 外接 【解析】 【小问1详解】 [1]光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时光敏电阻的阻值为 [2]强光照射时光敏电阻的阻值为 【小问2详解】 [1][2]实验电路采用的是毫安表内接法，由于毫安表的分压作用，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表内阻时实验误差较小，所以强光照射时实验误差较大；强光照射时采用毫安表外接法，电压表的分流作用较小，故实验结果较为准确。 12. 在“研究电磁感应现象”的实验中，先要按图甲连接，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系：当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。接着按图乙将该电流表与线圈B连成一个闭合回路，将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，则S闭合后将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”），若将线圈A放在B中不动时，指针将_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”），若将线圈A从B中抽出，电流表指针将_____（“向左偏”、“向右偏”或“静止不动”）。 【答案】 ①. 向右偏 ②. 静止不动 ③. 向左偏 【解析】 【详解】[1]在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转； 在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向上；将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转； [2]若将线圈A放在B中不动时，穿过线圈B的磁通量不变，则线圈中没有感应电流，那么指针将静止不动； [3]若将线圈A从B中抽出，导致穿过B的磁场向上，且穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； 四、计算题 13. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界高度为h处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示。不计导轨的电阻，重力加速度为g。 （1）求金属棒刚进入磁场时，所受安培力的大小； （2）求金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）金属棒刚进入磁场时，根据动能定理 产生的感应电动势 产生的感应电流是 金属棒所受的安培力大小 （2）金属棒稳定下滑时，满足 电阻的热功率 可求得 14. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的三角形区域内，有方向垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场（边界有磁场），，，在O点发射某种带负电的粒子（不计重力作用），粒子的比荷为。发射方向与OC边的夹角为，粒子从A点射出磁场。 （1）求粒子的发射速度大小； （2）粒子在磁场中的运动时间； （3）若入射粒子为正电荷（比荷不变），若要使粒子能从OC边射出，求粒子入射速度最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子从A点射出磁场，运动轨迹如图所示 由几何知识可知 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 【小问2详解】 由几何知识可知，粒子转过的圆心角为 周期为 则粒子在磁场中的运动时间为 【小问3详解】 粒子能从OC边射出，运动轨迹如图所示 由几何关系知，半径最大为 根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得最大速度为 15. 如图所示，直角坐标系xOy平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为－q（q > 0）的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度v0从点P（0，d）垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。 （1）求粒子进入电场时的速度大小； （2）求磁感应强度B的大小； （3）若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f = kv（k为已知常量），粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求Q点的坐标； （4）在第（3）问的情况下，求粒子从P点运动到Q点的轨迹长度。 【答案】（1）；（2）；（3）（）；（4） 【解析】 【详解】（1）粒子进入电场后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做类竖直上抛运动，则有 解得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示 根据几何关系可得粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 解得 由洛伦兹力充当向心力有 解得 （3）对粒子受力分析可知，速度的轴的分量会产生轴的阻力与轴负方向的洛伦兹力；速度轴的分量，会产生轴的阻力与轴负方向的洛伦兹力，其受力分析如图所示 在x轴上，由动量定理有 由微元法累加后可得 其中 解得 则Q点的坐标为（）。 （4）同理在轴上有 微元法叠加后可得 解得 ，方向沿轨迹切线方向 阻力使得粒子速度减小，在切线方向有 由于沿着轨迹切线方向列动量定理，可得速度的变化量 微元叠加后可得 解得轨迹的长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $