精品解析：山东省德州市夏津第一中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

高二下学期3月月考 物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，图甲中电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（　　） A. 甲图中感应电流产生的磁场方向向下 B. 乙图磁铁受到线圈作用力的方向向上 C. 丙图中磁铁可能静止不动 D. 丁图和甲图中电流计指针的偏转方向相反 2. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮过程，螺线管端电势较高 B. 松开按钮过程，螺线管端电势较高 C. 按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势 3. 科考人员在北极附近乘车行进，由于地磁场作用，汽车后轮轮轴（如图所示为俯视图）的左、右两端电势高低情况是（　　） A. 从东向西运动时，左端电势较低 B. 从东向西运动时，右端电势较低 C. 从西向东运动时，两端无电势差 D. 从西向东运动时，右端电势较高 4. 如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（ ） A. B. C. D. 5. 有一个n匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°角，磁感应强度均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是（　　） A. 将线圈匝数增加一倍 B. 将线圈面积增加一倍 C. 将线圈半径变为原来一半 D. 将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置 6. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为的等边三角形内，是边的中点，一簇相同的带负电的粒子仅在磁场的洛伦兹力作用下，从点沿纸面以平行于边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子重力及粒子间的相互作用，已知粒子在磁场中运动的周期为，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子垂直边射出时，运动半径为 B. 速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长 C. 粒子可能从边射出，且在磁场中运动时间为 D. 粒子可能从点射出，且在磁场中运动的时间为 7. 如图所示，一质量为、带电荷量为的液滴，以速度沿与水平方向成角、斜向右上的方向进入正交的、足够大的匀强电场和匀强磁场的叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，液滴做直线运动。重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 磁感应强度的大小为 C. 当液滴运动到某一点时，电场方向突然变为竖直向上，电场强度的大小不变，不考虑电场变化对磁场的影响，液滴加速度的大小为 D. 液滴在叠加场中做直线运动的过程中，其机械能的增加量大于电势能的减少量 8. 如图所示，两正对水平放置的带电平行金属板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），金属板右下方以MN、PQ为上下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场高度为d，MN与下金属板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上。一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度平行于金属板面从A点射入金属板间，不计离子的重力，离子恰好从下极板的右侧边缘垂直进入磁场区域，并从边界MP的P点离开磁场，则磁场的磁感应强度B大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（　　） A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧带正电荷 D. 丁图长宽高分别为为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b、c均无关 10. 如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（　　） A. 在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B. 在t1~t2时间内，L有收缩趋势 C. 在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D. 在t2~t3时间内，L有扩张趋势 11. 质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示。则下列关于导体棒中的电流的分析正确的是（　　） A. 导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 B. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C. 若减小导体棒中的电流大小为原来的，棒再次平衡时，导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成30°角 D. 如适当增大导体棒中的电流，棒再次平衡时，受到弧面的支持力变大 12. 如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段的电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（ ） A. 圆弧AB段内电流方向总从A流向B B. 转动的前半周内AB两端电压为 C. 转动的后半周内通过O点的电量为 D. 外力对线框做的功为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某小组开展如下科学探究实验。 （1）下列实验中，零刻度在中央的灵敏电流计指针发生偏转的是________。 A. 甲实验中，使金属棒沿图示垂直磁场方向运动的过程中 B. 乙实验中，将磁体快速插入线圈的过程中 C. 丙实验中，保持开关闭合，快速移动滑动变阻器滑片的过程中 D. 丙实验中，断开开关，将小螺线管快速从大螺线管中抽出的过程中 （2）某同学利用如图乙所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素，并设计下表用以记录实验结果，请完成表格中的①②： 线圈内磁通量增加时的情况 实验序号 磁体的磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 第1次 向下 ①________时针（俯视） ②________ 第2次 向上 顺时针（俯视） 向下 本实验中可得到的实验结论是_______。 14. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。 （1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高； （2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。 15. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，线圈电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）时线圈内感应电动势大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量。 16. 如图所示，两平行金属导轨间距离L=1m，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。金属导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一根质量m=0.1kg的导体棒垂直于金属导轨放置，导体棒恰好没有发生下滑。导体棒接入电路中的电阻R=2Ω，导轨电阻不计，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，） （1）求导体棒与轨道间的滑动摩擦因数； （2）若磁场方向改为竖直向上，能使导体棒保持静止状态，求磁感应强度最大值。 17. 如图所示，在xOy平面内的第一象限角平分线OP两侧分布着竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为-q的带电粒子，先从M点以速度垂直于y轴水平向右进入电场区域，再从N点进入磁场区域，最后从x轴上的C点离开磁场区域，且离开时速度方向与x轴垂直。已知、，，粒子重力忽略不计。求： （1）电场强度的大小E。 （2）磁感应强度的大小B。 （3）粒子从M点运动到C点所用的总时间t。 18. 如图甲所示，平行导轨间距，固定在水平面内，右端、间接有电阻，金属棒质量、电阻，垂直导轨放置，棒的左侧有竖直挡杆，棒与导轨间的动摩擦因数，到的距离，匀强磁场磁感应强度方向垂直水平面向下，磁感应强度的变化规律如图乙所示，在内，后恒定不变。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，求： （1）时刻，回路中的感应电流大小及方向； （2）当时，金属棒对竖直挡杆的挤压恰好消失，则为多少； （3）在后，撤去竖直挡杆，同时给施加一向左的外力使其在导轨上做加速度为的匀加速直线运动。 ①导体棒向左运动过程中，通过的电荷量； ②当时，的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二下学期3月月考 物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，图甲中电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（　　） A. 甲图中感应电流产生的磁场方向向下 B. 乙图磁铁受到线圈作用力的方向向上 C. 丙图中磁铁可能静止不动 D. 丁图和甲图中电流计指针的偏转方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中穿过线圈的磁场方向向下，且磁通量在增加，根据 “增反减同”可知道感应电流产生的磁场方向向上，A错误； B．图乙磁铁正向线圈靠近，穿过线圈的磁通量在增大，根据 “来拒去留”可知磁铁受到线圈作用力的方向向上，B正确； C．丙图中电流计偏转方向与甲图中相反，说明磁铁在远离线圈，C错误； D．丁图中穿过线圈的磁场方向向上，且磁通量在减小，根据 “增反减同”可知道感应电流产生的磁场方向向上，与甲图中感应电流产生的磁场方向相同，所以感应电流方向也相同，电流计指针的偏转方向相同，D错误。 故选B。 2. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按下按钮过程，螺线管端电势较高 B. 松开按钮过程，螺线管端电势较高 C. 按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势 【答案】C 【解析】 【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A错误； B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B错误； C．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C正确； D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故D错误。 故选C。 3. 科考人员在北极附近乘车行进，由于地磁场作用，汽车后轮轮轴（如图所示为俯视图）的左、右两端电势高低情况是（　　） A. 从东向西运动时，左端电势较低 B. 从东向西运动时，右端电势较低 C. 从西向东运动时，两端无电势差 D. 从西向东运动时，右端电势较高 【答案】B 【解析】 【详解】AB．北极地磁场有竖直向下的分量，由右手定则可知汽车从东向西运动时感应电动势方向由右指向左，所以左端电势高，右端电势较低，故A错误，B正确； CD．由右手定则可知汽车从西向东运动时感应电动势方向由右指向左，所以左端电势高，右端电势较低，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，匀强磁场的左边界为一竖直面，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，范围足够大。由导体制成的半径为R、粗细均匀的圆环，以水平速度v垂直磁场方向匀速进入匀强磁场。当圆环运动到图示位置时，a、b两点为匀强磁场的左边界与圆环的交点，O点为圆环的圆心，已知，则a、b两点的电势差为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当圆环运动到题中图示位置时，根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长度为，产生的感应电动势 设圆环的总电阻为，电路中的电流 圆环处于题中图示位置时，外电路的电阻值 根据欧姆定律可知 根据右手定则可知，a点的电势高于b点的电势，则a，b两点的电势差 故选B。 5. 有一个n匝的圆形线圈，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30°角，磁感应强度均匀变化，线圈导线的规格不变，下列方法可使线圈中的感应电流增加一倍的是（　　） A. 将线圈匝数增加一倍 B. 将线圈面积增加一倍 C. 将线圈半径变为原来的一半 D. 将线圈平面转至跟磁感线垂直的位置 【答案】D 【解析】 【详解】A．将线圈匝数增加一倍时，线圈中的感应电动势增加一倍，但是由于线圈匝数的增加还会引起线圈电阻的增加，使电阻也增加了一倍，所以感应电流没有发生变化，A错误； B．将线圈面积增加一倍，感应电动势也增加了一倍，但是还是因为面积的增加会对线圈的电阻产生影响，导线的长度增加，使电阻也增加为原来的倍，线圈中的感应电流不是增加一倍，B错误； C．将线圈半径变为原来的一半，面积减小为原来的四分之一，感应电动势减小为原来的四分之一，电阻减小为原来的二分之一，所以感应电流变为原来的二分之一，C错误； D．当线圈平面转到跟磁感线方向垂直时，线圈的有效面积变为原来的二倍，感应电动势变为原来的二倍，其他条件不变，感应电流变为原来的二倍，D正确。 故选D。 6. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为的等边三角形内，是边的中点，一簇相同的带负电的粒子仅在磁场的洛伦兹力作用下，从点沿纸面以平行于边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子重力及粒子间的相互作用，已知粒子在磁场中运动的周期为，则下列说法中正确的是（　　） A. 粒子垂直边射出时，运动半径为 B. 速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长 C. 粒子可能从边射出，且在磁场中运动时间为 D. 粒子可能从点射出，且在磁场中运动的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子垂直边射出时，运动轨迹如图 根据几何关系知半径为，故A错误； BD．若带电粒子运动轨迹与边相切，刚好从边射出磁场，可知圆心角为，则粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从点射出，由几何关系可知从点射出磁场时，速度与相切，故粒子可以从点射出。如图所示 入射速度弦切角，故圆心角为，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从边射出磁场，可知圆心角为，粒子在磁场中经历时间为，故B错误，D正确； C．设粒子在磁场中运动时间为，运动轨迹的圆心角为，根据牛顿第二定律 周期为 则 所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系，故C错误。 故选D。 7. 如图所示，一质量为、带电荷量为的液滴，以速度沿与水平方向成角、斜向右上的方向进入正交的、足够大的匀强电场和匀强磁场的叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，液滴做直线运动。重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小为 B. 磁感应强度的大小为 C. 当液滴运动到某一点时，电场方向突然变为竖直向上，电场强度的大小不变，不考虑电场变化对磁场的影响，液滴加速度的大小为 D. 液滴在叠加场中做直线运动的过程中，其机械能的增加量大于电势能的减少量 【答案】C 【解析】 【详解】AB．液滴带正电，液滴受力如图所示 根据平衡条件，有， 解得， 故AB错误； C．电场方向突然变为竖直向上，电场强度的大小不变，电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，可得液滴加速度 故C正确； D．液滴在叠加场中做直线运动的过程中，洛伦兹力不做功，其机械能的增加量等于电场力做的正功，电场力做的正功等于电势能的减少量，所以其机械能的增加量等于电势能的减少量，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，两正对水平放置的带电平行金属板间形成匀强电场（不考虑边缘效应），金属板右下方以MN、PQ为上下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场高度为d，MN与下金属板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上。一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度平行于金属板面从A点射入金属板间，不计离子的重力，离子恰好从下极板的右侧边缘垂直进入磁场区域，并从边界MP的P点离开磁场，则磁场的磁感应强度B大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设离子离开电场时的速度为v，且与水平方向成α角，离子在电场中做类平抛运动，所以离子进入磁场时的速度大小 离子进入磁场后做匀速圆周运动，令其轨道半径为r，由几何关系有 根据牛顿第二定律有 联立各式解得磁场的磁感应强度大小 故C正确。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（　　） A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关 B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧带正电荷 D. 丁图长宽高分别为为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b、c均无关 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有 解得 粒子的最大动能为 即Ekm与R有关，故A正确； B．设粒子的速度大小为v时才能够通过速度选择器，则 解得 设粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有 粒子击中屏的位置到进入磁场B2位置的距离为 所以乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正确； C．由题意可知霍尔元件中自由电荷的运动方向与电流方向相反，根据左手定则可知N侧带负电荷，故C错误； D．当前后两个金属侧面间电压稳定时，液体中离子所受洛伦兹力与电场力平衡，即 液体的流量为 解得 若流量Q恒定，则U与c成反比，故D错误。 故选AB。 10. 如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（　　） A. 在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B. 在t1~t2时间内，L有收缩趋势 C. 在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D. 在t2~t3时间内，L有扩张趋势 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在t1~t2时间内，磁感应强度增加，根据增反减同可知，L内有逆时针方向的感应电流，A正确。 B．图线斜率逐渐变大，经过导线中的电流变大，该电流激发出增大的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流，据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势，B正确。 C．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，C错误。 D．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，L也就没有扩张的趋势，D错误。 故选AB。 11. 质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角，其截面图如图所示。则下列关于导体棒中的电流的分析正确的是（　　） A. 导体棒中电流垂直纸面向外，大小为 B. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为 C. 若减小导体棒中的电流大小为原来的，棒再次平衡时，导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成30°角 D. 如适当增大导体棒中的电流，棒再次平衡时，受到弧面的支持力变大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．对导体棒受力分析，受重力、支持力和电场力，如图所示 安培力向右，根据左手定则，则导体棒中电流垂直纸面向里，根据平衡条件，有 解得电流 故A错误，B正确； C．若减小导体棒中的电流大小为原来的，棒再次平衡时，导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，根据平衡条件，则有 将代入上式，可得 则，故C错误； D．如适当增大导体棒中的电流，棒再次平衡时，导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，根据平衡条件，则有 当电流I增大时，角增大，根据 可知减小，则N增大，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，在纸面内有半圆形轻质导体框，O为圆心，圆半径长为L，AO段、弧AB段的电阻均为r，BO段导体的电阻可忽略，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界与半圆直径重合，现用外力使导体框在纸面内绕O点以角速度沿顺时针方向，从图示位置匀速转动一周，下列说法正确的是（ ） A. 圆弧AB段内电流方向总是从A流向B B. 转动的前半周内AB两端电压为 C. 转动的后半周内通过O点的电量为 D. 外力对线框做的功为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．导体框转动的前半周内，切割磁感线，感应电动势为 电流方向从A流向，由题意知AB两端电压为 转动的后半周段切制磁感线，感应电动势为 电流方向从流向，故A、B错误； C．转动的后半周穿过导线框的磁通量变化量为 电路总电阻为 则有转动的后半周内通过点的电量为 故C正确； D．从图示位置匀速转动一周过程中，外力对线框做的功等于产生的电能，则 故D正确； 故选CD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某小组开展如下科学探究实验。 （1）下列实验中，零刻度在中央的灵敏电流计指针发生偏转的是________。 A. 甲实验中，使金属棒沿图示垂直磁场方向运动的过程中 B. 乙实验中，将磁体快速插入线圈的过程中 C. 丙实验中，保持开关闭合，快速移动滑动变阻器滑片的过程中 D. 丙实验中，断开开关，将小螺线管快速从大螺线管中抽出的过程中 （2）某同学利用如图乙所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素，并设计下表用以记录实验结果，请完成表格中的①②： 线圈内磁通量增加时情况 实验序号 磁体的磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向 第1次 向下 ①________时针（俯视） ②________ 第2次 向上 顺时针（俯视） 向下 本实验中可得到的实验结论是_______。 【答案】（1）ABC （2） ①. 逆 ②. 向上 ③. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化 【解析】 【小问1详解】 A．导体棒沿图示方向切割磁感线，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，会产生感应电流，故A正确； B．条形磁铁快速插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，会产生感应电流，故B正确； C．电路闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，电路的电流发生较大变化，穿过线圈B的磁通量发生了变化，会产生感应电流，故C正确； D．断开开关S，螺线管A中没有电流，螺线管B中没有磁场，磁通量不发生变化，不会产生感应电流，故D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 [1][2]磁体在线圈处的磁场方向向下，磁通量增加的情况下，根据楞次定律可得感应电流的磁场方向应向上，与磁铁的磁场方向相反，应用右手螺旋定则可得，线圈内感应电流的方向应为俯视逆时针方向。 [3]通过实验操作和表格分析得到出楞次定律，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。 14. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。 （1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件右侧流入，左侧流出，霍尔元件______（填“前表面”或“后表面”）电势高； （2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有______（写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=______。 【答案】 ①. 后表面 ②. 电压表示数U，电流表示数I ③. 【解析】 【详解】（1）[1]磁场是直线电流产生，根据安培定则，磁场方向向下；电流向左，根据左手定则，安培力向外，载流子是负电荷，故前表面带负电，后表面带正电，故后表面电势较高。 （2）[2][3]设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡有： 根据电流微观表达式，有： 联立解得： 因此还必须测量的物理量有：电压表读数U，电流表读数I。 15. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，线圈电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量。 【答案】（1），感应电流方向为或者顺时针 （2） 【解析】 【小问1详解】 时感应电动势 磁通量变化量 根据图乙可知，时磁感应强度的变化率大小 代入数据解得 根据楞次定律可知，感应电流方向为或者顺时针 【小问2详解】 在内线圈中感应电动势 其中 根据欧姆定律，感应电流 则通过线圈的电荷量 其中 解得 16. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=1m，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.2T。金属导轨的一端接有电动势E=3V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一根质量m=0.1kg的导体棒垂直于金属导轨放置，导体棒恰好没有发生下滑。导体棒接入电路中的电阻R=2Ω，导轨电阻不计，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，） （1）求导体棒与轨道间的滑动摩擦因数； （2）若磁场方向改为竖直向上，能使导体棒保持静止状态，求磁感应强度的最大值。 【答案】（1）0.5；（2）2T 【解析】 【详解】（1）导体棒受力分析如图所示 则有 ，， 导体棒所受安培力 通过导体棒的电流 解得 （2）若磁场方向改为竖直向上，则安培力变为水平向右，当导体棒所受摩擦力沿斜面向下且达到最大值时，磁感应强度最大，则有 其中 ， 结合上述解得 17. 如图所示，在xOy平面内的第一象限角平分线OP两侧分布着竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为-q的带电粒子，先从M点以速度垂直于y轴水平向右进入电场区域，再从N点进入磁场区域，最后从x轴上的C点离开磁场区域，且离开时速度方向与x轴垂直。已知、，，粒子重力忽略不计。求： （1）电场强度的大小E。 （2）磁感应强度的大小B。 （3）粒子从M点运动到C点所用的总时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意，粒子从M到N做类平抛运动，轨迹如图所示 在沿-y方向，有 位移大小为 沿x正方向做匀速运动，由几何关系 解得 又 联立求得电场强度大小为 （2）由题意，粒子从N点垂直OP进入磁场，到从C点垂直x轴离开磁场，由几何关系，则粒子在磁场中做圆周运动的半径 在N点粒子速度与OP垂直，大小为 由牛顿第二定律 解得 （3）由运动规律，粒子在电场中做类平抛的时间为，有 粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为，有 故从M点运动到C点所用的总时间为 18. 如图甲所示，平行导轨间距，固定在水平面内，右端、间接有电阻，金属棒质量、电阻，垂直导轨放置，棒的左侧有竖直挡杆，棒与导轨间的动摩擦因数，到的距离，匀强磁场磁感应强度方向垂直水平面向下，磁感应强度的变化规律如图乙所示，在内，后恒定不变。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，求： （1）时刻，回路中的感应电流大小及方向； （2）当时，金属棒对竖直挡杆的挤压恰好消失，则为多少； （3）在后，撤去竖直挡杆，同时给施加一向左的外力使其在导轨上做加速度为的匀加速直线运动。 ①导体棒向左运动过程中，通过的电荷量； ②当时，的大小。 【答案】（1），顺时针 （2） （3）①；② 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律 由知 解得 由闭合电路欧姆定律得 由楞次定律可知，电流方向为顺时针方向。 【小问2详解】 金属棒对竖直挡杆的挤压恰好消失，则 又由 得 【小问3详解】 ①由电流的定义式可得 由闭合电路欧姆定律得 由法拉第电磁感应定律得 根据（2）得 则 ②撤去竖直挡杆施加外力后，金属棒做匀加速直线运动，又 由牛顿第二定律可得，， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $