精品解析：北京市海淀区北京理工大学附属中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

2024—2025学年度第一学期高二年级物理学科12月阶段性测试 考试时间 60 分钟 一、不定项选择题（共60分，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分） 1. 下列现象中，属于电磁感应现象的是 （　　） A. 通电导线发热 B. 因闭合线圈在磁场中运动而产生了电流 C. 磁铁吸引小磁针 D. 小磁针在通电导线附近发生偏转 2. 下列关于磁场的说法，正确的是（　　） A. 只有磁铁周围才存在磁场 B. 磁场是假想的，不是客观存在的 C. 磁场是在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生的 D. 磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的 3. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 磁场中某处磁感应强度的大小，等于长为L、通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值 B. 一小段通电导线放在某处若不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C. 因为，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比 D. 磁场中某处磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关 4. 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　） A. a点比b点的磁感应强度大 B. a点比b点的磁感应强度小 C. 球面1比球面2的磁通量大 D. 球面1比球面2的磁通量小 5. 如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则 A. 若只将粒子改为带负电，其将往上偏 B. 若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏 C. 若只增加粒子的电荷量，其将往下偏 D. 若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出 6. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场。当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场方向可能为竖直向上 B. 磁场方向可能为水平向右 C. 磁场大小最小为 D. 磁场大小最小为 7. 如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。O为两导线连线的中点，P、Q是两导线连线中垂线上的两点，且OP=OQ。以下说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. P、Q两点的磁感应强度方向相同 C. 若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为P→O D. 若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为Q→O 8. 利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（　　） A. 上表面电势高 B. 下表面电势高 C. 该导体单位体积内的自由电子数为 D. 该导体单位体积内的自由电子数为 9. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是 A. a、b两粒子所带电荷的电性一定不同 B. 射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 C. 穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D. 穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长 10. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为 B. 线框中产生的感应电流大小恒定 C. 线框边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 11. 质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子a、b质量不同、电荷量相同。a、b两种粒子从容器A下方的小孔，飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。a、b两种粒子分别打到照相底片D上的M和N处，关于a、b两种粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 两种粒子的动能不相同 B. a粒子的速度大于b粒子的速度 C. a粒子受到的洛伦兹力大于b粒子受到的洛伦兹力 D. a粒子的运动时间大于b粒子的运动时间 12. 回旋加速器的工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开O处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大 B. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 C. 电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越小 D. 磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 13. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为L的单匝正方形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将线框以恒定速度v水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在线框平面内且与ab边垂直，bc边始终与磁场的右边界保持垂直。在线框被拉出磁场的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 线框内的电流方向为abcda B. 线框内的电流大小为 C. cd两端的电压为 D. 线框中产生的焦耳热为 14. 如图所示，和是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。开始时，将开关S断开，让由静止开始自由下落，过一段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆的速度v随时间t变化的图像不可能是（　　） A. B. C. D. 15. 如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 二、实验题（共12分） 16. 某同学用如图所示的实验器材来探究影响感应电流方向的因素。 （1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线______。 （2）若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈__________（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两种可行的操作： ①________________________________________； ②________________________________________。 （3）该同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识：理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“原磁场”或“感应磁场”）总是要阻碍__________ （选填“原磁场”或“感应磁场”）磁通量的变化。 三、计算论述题（共28分，要求有必要的文字说明、原始公式和计算结果） 17. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 18. 两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab，由静止释放后沿导轨运动，运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒下降的竖直高度为h=3m。金属棒ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求： （1）金属棒ab达到的最大速度vm； （2）金属棒ab沿导轨向下运动速度v=5m/s时的加速度大小； （3）从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量QR。 19. 如图所示是磁流体发电的示意图。平行金属板P、Q两板相距为d，之间有一个很强的匀强磁场B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带电量为q的正、负带电离子）沿垂直于B的方向射入磁场，P、Q两板间便产生电压。开关闭合前、后，等离子体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v沿图示方向运动。忽略重力及离子间的相互作用力。 （1）图中P、Q板哪一个是电源的正极； （2）请证明该磁流体发电机的电动势E=Bdv； （3）开关闭合，电路稳定后，电源的内阻为r，外电路电阻为R，求PQ两端的电势差大小； （4）在问题（3）给定的条件下，可认为等离子体在PQ两板间竖直方向上的速度大小不变，求两板间某运动的带电离子在该方向受到的阻力f。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第一学期高二年级物理学科12月阶段性测试 考试时间 60 分钟 一、不定项选择题（共60分，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的，选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分） 1. 下列现象中，属于电磁感应现象的是 （　　） A. 通电导线发热 B. 因闭合线圈在磁场中运动而产生了电流 C. 磁铁吸引小磁针 D. 小磁针在通电导线附近发生偏转 【答案】B 【解析】 【详解】A．通电导线发热，属于电流的热效应，故A错误； B．因闭合线圈在磁场中运动而产生了，即穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生了感应电流，属于电磁感应现象，故B正确； C．磁铁吸引小磁针，属于磁体间的相互作用，不属于电磁感应现象，故C错误； D．小磁针在通电导线附近发生偏转，属于电流的磁效应，故D错误。 故选B。 2. 下列关于磁场的说法，正确的是（　　） A. 只有磁铁周围才存在磁场 B. 磁场是假想的，不是客观存在的 C. 磁场是在磁体与磁体、磁体与电流发生作用时才产生的 D. 磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁铁周围或通电导体周围都存在磁场，故A错误； B．磁场是一种真实存在的特殊物质，而不是假想的，故B错误； CD．磁场只对放入磁场中的磁体有力的作用，磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用，并不是发生作用时才产生的，故C错误，D正确。 故选D。 3. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 磁场中某处磁感应强度的大小，等于长为L、通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值 B. 一小段通电导线放在某处若不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C. 因为，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比，与IL的大小成反比 D. 磁场中某处磁感应强度的大小跟放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．只有当导线垂直放入磁场时，导线所受磁场力F与乘积IL的比值才等于磁感应强度的大小，故A错误； B．由于导线与磁场平行时，通电导线不受磁场力，所以通电导线放在某处若不受磁场力作用，该处的磁感应强度不一定为零，故B错误； CD．磁感应强度的大小由磁场本身的强弱决定，与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关，故C错误，D正确。 故选D。 4. 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（　　） A. a点比b点的磁感应强度大 B. a点比b点的磁感应强度小 C. 球面1比球面2的磁通量大 D. 球面1比球面2的磁通量小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，A正确，B错误； CD．由于磁感线都是向外的，中间没有断开，穿过两个面的磁感线的条数相等，因此两个面的磁通量相等，CD错误。 故选A。 5. 如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则 A. 若只将粒子改为带负电，其将往上偏 B. 若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏 C. 若只增加粒子的电荷量，其将往下偏 D. 若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出 【答案】B 【解析】 【详解】正粒子沿直线穿过正交场，向上的洛伦兹力和向下的电场力平衡，则qE=qvB，即； A．若只将粒子改为带负电，则洛伦兹力和电场力的方向均反向，则粒子仍沿直线通过，选项A错误； B．若只增加粒子进入该装置的速度，则洛伦兹力变大，粒子将往上偏，选项B正确； C．若只增加粒子的电荷量，向上的洛伦兹力和向下的电场力仍平衡，其仍将沿直线通过，选项C错误； D．若粒子从右端水平进入，则电场力和洛伦兹力均向下，则不可能仍沿直线水平飞出，选项D错误； 故选B. 6. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场。当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场方向可能为竖直向上 B. 磁场方向可能为水平向右 C. 磁场大小最小为 D. 磁场大小最小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若磁场方向竖直向上，根据左手定则可知，安培力方向水平向右，大小为 金属杆恰好静止，则安培力和重力沿斜面方向的分力相等，即 整理可得 故A正确； B．若磁场方向水平向右，根据左手定则可知，安培力竖直向下，金属杆不能平衡，故B错误； CD．若磁场方向垂直导轨平面向上，安培力方向沿斜面向上，此时安培力与重力沿斜面方向分力相等，此时安培力最小，即 所以 故C正确，D错误。 故选AC。 7. 如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。O为两导线连线的中点，P、Q是两导线连线中垂线上的两点，且OP=OQ。以下说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度为零 B. P、Q两点的磁感应强度方向相同 C. 若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为P→O D. 若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为Q→O 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，导线a在O点的磁感应强度方向竖直向下，导线b在O点的磁感应强度方向也是竖直向下，故O点的磁感应强度不为零，选项A错误； B．导线a在P点的磁感应强度方向斜向右下方，导线b在P点的磁感应强度方向斜向左下方，两者合成后，P点的合磁感应强度方向竖直向下，同理Q点的磁感应强度方向也是竖直向下的，故两点磁感应强度方向相同，选项B正确； C．P点的合磁感应强度方向竖直向下，若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项C错误； D．Q点的合磁感应强度方向竖直向下，若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项D错误。 故选B。 8. 利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（　　） A. 上表面电势高 B. 下表面电势高 C. 该导体单位体积内的自由电子数为 D. 该导体单位体积内的自由电子数为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据左手定则，电子向上表面偏转，下表面失去电子带正电，所以下表面电势高，A错误，B正确； CD．根据 e=evB I=neSv=nebdv 得 n= C错误， D正确。 故选BD。 9. 如图所示，在一个圆形区域内有垂直于圆平面的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边沿的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是 A. a、b两粒子所带电荷的电性一定不同 B. 射入圆形磁场区域时a粒子的速率较大 C. 穿过磁场区域的过程洛伦兹力对a做功较多 D. 穿过磁场区域的过程a粒子运动的时间较长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子的运动偏转轨迹相反，根据左手定则可知，粒子电性相反，故A正确； B．粒子沿圆形磁场的直径飞入，根据径向对称定圆心如图所示： 可知： 粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力： 解得：，两粒子的质量和电荷量大小相等，所以，故B错误； C．根据左手定则可知洛伦兹力始终与速度垂直，不做功，故C错误； D．粒子在磁场中运动的周期： 圆心角为，在磁场中运动的时间： 两粒子的质量和电荷量大小相等，所以周期相等，因为，所以穿过磁场区域过程中所用时间：，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框，边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为 B. 线框中产生的感应电流大小恒定 C. 线框边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由右手螺旋法则可知，直导线右侧磁场垂直纸面向里，当空间各点的磁感应强度随时间均匀增加时，由楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，选项A错误； B．当空间各点的磁感应强度随时间均匀增加时，穿过线圈的磁通量的变化率恒定，则线框中产生的感应电流大小恒定，选项B正确； C．根据F=BIL可知，B增加，I不变，则线框边所受的安培力大小逐渐增加，选项C错误； D．磁场方向向里，根据左手定则，则ad边受安培力向右，cb边受安培力向左，但因ad边所处位置的磁场较强，则ad边受安培力较大，可知线框整体受到的安培力方向水平向右，选项D正确。 故选BD。 11. 质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子a、b质量不同、电荷量相同。a、b两种粒子从容器A下方的小孔，飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。a、b两种粒子分别打到照相底片D上的M和N处，关于a、b两种粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 两种粒子的动能不相同 B. a粒子的速度大于b粒子的速度 C. a粒子受到的洛伦兹力大于b粒子受到的洛伦兹力 D. a粒子的运动时间大于b粒子的运动时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．设两粒子的电荷量为，粒子在电场中加速有 两粒子电荷量相同，动能相同。A错误； B．离子在电场中加速有 解得 在磁场中偏转有 解得 a、b两种粒子分别打到照相底片D上做圆周运动的M和N处，a做圆周运动的半径大于b做圆周运动的半径。两粒子质量关系 由 可知 B错误； C．a粒子的速度小于b粒子的速度，两粒子电荷量相同，a粒子受到的洛伦兹力小于b粒子受到的洛伦兹力。C错误； D．a粒子的运动时间 b粒子的运动时间 又 D正确。 故选D。 12. 回旋加速器的工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开O处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大 B. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 C. 电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越小 D. 磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 所以 则粒子在磁场中运动的周期不变，故A错误； B．当粒子运动的轨迹半径等于D形盒半径时，速度达到最大，则 所以 则加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关，故B错误； C．粒子离开加速器时的动能为 所以，电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大，故C错误； D．粒子在回旋加速器中运动的时间为 所以 则磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短，故D正确。 故选D。 13. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为L的单匝正方形闭合导体线框abcd，处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其ab边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为R。现将线框以恒定速度v水平向右匀速拉出磁场。此过程中保持线框平面与磁场方向垂直，拉力在线框平面内且与ab边垂直，bc边始终与磁场的右边界保持垂直。在线框被拉出磁场的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 线框内的电流方向为abcda B. 线框内的电流大小为 C. cd两端的电压为 D. 线框中产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．cd边切割磁感线，根据右手定则可知，线框内的电流方向adcba，故A错误； B．线框内的电流大小为 故B正确； C．cd两端的电压为 故C错误； D．线框中产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 14. 如图所示，和是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。开始时，将开关S断开，让由静止开始自由下落，过一段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆的速度v随时间t变化的图像不可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设回路中的总电阻为，当将开关S断开时，ab由静止开始自由下落，则其加速度不变，速度逐渐变大，当闭合开关时，导体会受到一个安培力，与重力的方向相反，且 A．当闭合开关时，如果此时安培力与重力正好相等，则将会沿这个速度匀速动动下去，A是可能的； BC．如果安培力比重力小，则导体受到的合力仍是向下的，导体的速度会增加，竖直向上的安培力也增大，导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力与重力的大小相等时，导体匀速运动，B是不可能的，C是可能的； D．如果安培力比重力大，则导体会做减速运动，竖直向上的安培力逐渐减小，导体棒做加速度减小的减速运动，直到安培力与重力相等时，速度才会变为匀速，D是可能的。 本题选择不可能的情况，故选B。 15. 如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动（ ） A. 向右匀速运动 B. 向右加速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．ab匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁场不变，穿过L2的磁通量不变，L2中无感应电流产生，cd杆保持静止，A错误； BC．ab向右加速运动时，abL1组成的闭合回路磁通量增大，产生顺时针方向、增大的感应电流，导致L2中的磁通量向下增大，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动，B正确、C错误； D．ab向左减速运动时，abL1组成的闭合回路磁通量减小，产生逆时针方向、减小的感应电流，L2中的磁通量向上减小，由楞次定律知L2中感应电流产生的磁场方向向上，故通过cd的电流方向向下，cd向右移动，D正确。 故选BD。 二、实验题（共12分） 16. 某同学用如图所示的实验器材来探究影响感应电流方向的因素。 （1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线______。 （2）若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈__________（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两种可行的操作： ①________________________________________； ②________________________________________。 （3）该同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识：理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“原磁场”或“感应磁场”）总是要阻碍__________ （选填“原磁场”或“感应磁场”）磁通量的变化。 【答案】（1） （2） ①. A ②. 将滑动变阻器的滑片快速向右滑动 ③. 将铁芯快速抽出（或断开开关） （3） ①. 感应磁场 ②. 原磁场 【解析】 【小问1详解】 本实验中线圈B与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈B中的磁通量发生变化，从而使线圈A产生电磁感应现象，故线圈A应与检流计相连，电路连接方式如图所示 【小问2详解】 [1]闭合开关的瞬间，观察到电流计指针发生偏转，说明线圈A中有了感应电流； [2][3]由于在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明穿过线圈A的磁通量增大，指针向右偏，要想让指针向左偏，则穿过线圈A的磁通量应减小，所以可以通过：①将滑动变阻器的滑片快速向右滑动；②将铁芯快速抽出或断开开关。 【小问3详解】 [1][2]楞次定律，关键在于抓住感应磁场总是要阻碍原磁场磁通量的变化。 三、计算论述题（共28分，要求有必要的文字说明、原始公式和计算结果） 17. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。 (1)判断通过电阻的电流方向； (2)求线圈产生的感应电动势； (3)求电阻两端的电压。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)根据图像可知，线圈中垂直于纸面向里的磁场增大，为了阻碍线圈中磁通量的增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的感应电流为逆时针方向，所通过电阻的电流方向为。 (2)根据法拉第电磁感应定律 (3)电阻两端的电压为路端电压，根据分压规律可知 18. 两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m。整个装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=1kg的金属棒ab，由静止释放后沿导轨运动，运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，金属棒下降的竖直高度为h=3m。金属棒ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计。sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求： （1）金属棒ab达到的最大速度vm； （2）金属棒ab沿导轨向下运动速度v=5m/s时的加速度大小； （3）从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的热量QR。 【答案】（1）6m/s （2）1m/s2 （3）9J 【解析】 【小问1详解】 金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度，后保持匀速运动，由平衡条件得 解得金属棒ab达到的最大速度为 【小问2详解】 当速度为5m/s时，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，由能量守恒定律得 代入数据解得 19. 如图所示是磁流体发电的示意图。平行金属板P、Q两板相距为d，之间有一个很强的匀强磁场B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带电量为q的正、负带电离子）沿垂直于B的方向射入磁场，P、Q两板间便产生电压。开关闭合前、后，等离子体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v沿图示方向运动。忽略重力及离子间的相互作用力。 （1）图中P、Q板哪一个是电源的正极； （2）请证明该磁流体发电机的电动势E=Bdv； （3）开关闭合，电路稳定后，电源的内阻为r，外电路电阻为R，求PQ两端的电势差大小； （4）在问题（3）给定的条件下，可认为等离子体在PQ两板间竖直方向上的速度大小不变，求两板间某运动的带电离子在该方向受到的阻力f。 【答案】（1）Q板 （2）当达到稳定状态时，有 所以 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 对于正电荷，根据左手定则可知，将受到向下的洛伦兹力，所以正电荷打到Q板，所以Q板为电源正极。 【小问2详解】 略； 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 所以 【小问4详解】 稳定后离子运动时沿电流方向的分速度不变，沿电流方向受力平衡，则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $