精品解析：广东省湛江市岭南师范学院附属中学2024-2025学年高二下学期核心素养调研物理试题

岭南师范学院附属中学 2024-2025学年第二学期 学科核心素养调研试题 高二年级 物理 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 我国2016年7月在四川省稻城县海子山动工建设的“高海拔宇宙线观测站”（LHAASO），是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置．假设来自宇宙的质子流沿着与地球表面垂直的方向射向这个观测站，由于地磁场的作用（忽略其他阻力的影响），粒子到达观测站时将（　　） A. 竖直向下沿直线射向观测站 B. 与竖直方向稍偏东一些射向观测站 C. 与竖直方向稍偏西一些射向观测站 D. 与竖直方向稍偏北一些射向观测站 2. 如图所示，一阻值为R圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中，从某时刻开始，空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则对于该圆形线圈（　　） A. 将产生恒定的逆时针方向的电流 B. 有扩张的趋势 C 各个点所受安培力相同 D. 所受安培力合力向右 3. 如图甲所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。a′、b′、c′为同一竖直面上与导线a、b、c相交的三个点，连接三点构成等腰直角三角形（a′b′ = b′c′），O为连线a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B，不计地磁场的影响，则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度大小为3B B. O点的磁感应强度方向是从O指向c′ C. 导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度大小为 D. 导线b受到安培力方向竖直向上 4. 质谱仪在物理研究中起着非常重要的作用。如图为质谱仪的工作原理示意图，粒子源产生的带电粒子经加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度大小和匀强电场的电场强度大小分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，不计粒子重力和粒子间作用力。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 C. 能通过狭缝P的粒子的速率为 D. 粒子打在胶片上的位置离狭缝P越远，粒子的比荷越小 5. 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，同时下降 B. 时针方向转动，同时上升 C. 逆时针方向转动，同时下降 D. 逆时针方向转动，同时上升 6. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为，长为的金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从到的电流后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度的大小和方向正确的是（　　） A ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 7. 如图所示，乙是一个带正电的小物块，甲是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力拉甲物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（　　） A. 甲、乙两物块一起匀加速运动 B. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 C. 甲、乙两物块间的摩擦力大小不变 D. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 8. 图甲为某同学设计的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，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（当有电流流过门铃时则发出声音）。下列说法正确的是（　　） A. 松开按钮过程，螺线管端电势高于端 B. 按下按钮过程，流过门铃的电流方向由到 C. 按住按钮不动，门铃会持续发出声音 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生感应电流的大小一定相等 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 9. 如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线AB均相距较远.当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的小磁针是 A. a B. b C. c D. d 10. 右图为某种回旋加速器的示意图，它由两个相对放置的D形盒构成；其盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，图中虚线为AC极板的延长线，其间未加电场；带电粒子从P0处小孔以速度v0沿电场线方向射入AC板间，经加速后经C板上小孔， 进入D形盒的匀强磁场中做匀速圆周运动（“孔”与“盒”图中均未画出）对于这种回旋加速器，下列说法正确的 A. 带电粒子每运动一周只被加速一次 B. 带电粒子依次运动到A板右侧延长线的位置间距离P1P2= P2P3 C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 D. 加速电场方向需要做周期性的变化 11. 正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中的1、2、3所示。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大 C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的小 D. 轨迹3对应的粒子是正电子 12. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 三、非选择题∶共 44 分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。 13. 为探究热敏电阻的伏安特性，物理兴趣小组做了下列实验。 （1）描绘热敏电阻的I−U图像。已知热敏电阻的阻值为几百欧姆，所使用的电流表内阻小于1Ω，电压表内阻为几千欧姆，为使电压的测量范围足够大，下列测量电路应该选用（　　） A. B. C. D. （2）按照你选择的正确电路，将图甲中的实物图连接成电路。______ （3）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图乙所示）和定值电阻、恒压电源组成如图丙所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻R0=80Ω。每个热敏电阻消耗的电功率约为________W（结果保留两位有效数字）。 14. 在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿 -x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷； （2）并求出其比荷； （3）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，画出粒子偏转图，求磁感应强度多大？此时粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ 15. 如图所示，两平行金属导轨间距L=1m，导轨与水平面成=37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E=6V、r=1Ω的电源和滑动变阻器R．长度也为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg，电阻R0=2Ω，整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5T的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，接入电路中的滑动变阻器的阻值R多大； （2） 当滑动变阻器接入电路的电阻为R=5Ω时金属棒受到的摩擦力． 16. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为 m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从 y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求： （1）电场强度E的大小； （2）粒子到达a点时速度大小和方向； （3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 岭南师范学院附属中学 2024-2025学年第二学期 学科核心素养调研试题 高二年级 物理 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 我国2016年7月在四川省稻城县海子山动工建设的“高海拔宇宙线观测站”（LHAASO），是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置．假设来自宇宙的质子流沿着与地球表面垂直的方向射向这个观测站，由于地磁场的作用（忽略其他阻力的影响），粒子到达观测站时将（　　） A. 竖直向下沿直线射向观测站 B. 与竖直方向稍偏东一些射向观测站 C. 与竖直方向稍偏西一些射向观测站 D. 与竖直方向稍偏北一些射向观测站 【答案】B 【解析】 【详解】质子流的方向从上而下射向地球表面，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向东，所以质子向东偏转．故B正确，A、C、D错误．故选B． 【点睛】解决本题的关键掌握地磁场的方向，以及会运用左手定则判断洛伦兹力的方向． 2. 如图所示，一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中，从某时刻开始，空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则对于该圆形线圈（　　） A. 将产生恒定的逆时针方向的电流 B. 有扩张的趋势 C. 各个点所受安培力相同 D. 所受安培力合力向右 【答案】A 【解析】 【详解】AB．空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加，由楞次定律增反减同，可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流；由楞次定律增缩减扩推论可知，该圆形线圈有收缩的趋势，故A正确，B错误； CD．由于安培力是矢量，所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等，方向不同；该圆形线圈所受安培力合力为0，故CD错误。 故选A。 3. 如图甲所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。a′、b′、c′为同一竖直面上与导线a、b、c相交的三个点，连接三点构成等腰直角三角形（a′b′ = b′c′），O为连线a′c′的中点。顺着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B，不计地磁场的影响，则下列说法正确的是（　　） A. O点的磁感应强度大小为3B B. O点的磁感应强度方向是从O指向c′ C. 导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度大小为 D. 导线b受到的安培力方向竖直向上 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知，通电导线a、b、c在O处产生的磁感应强度大小均为B，方向分别为竖直向上、水平向左、竖直向下，如图所示，根据磁场强度的叠加原理可知，O点的磁感应强度大小为B，方向从O指向c′，故A错误，B正确； C．导线a、c在b导线位置产生的磁感应强度如图所示 导线b处的合磁感应强度水平向右，设，则，因，则 处的合磁感应强度的大小为 故C错误； D．根据左手定则可知导线b受到的安培力方向竖直向下，故D错误。 故选B。 4. 质谱仪在物理研究中起着非常重要的作用。如图为质谱仪的工作原理示意图，粒子源产生的带电粒子经加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度大小和匀强电场的电场强度大小分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，不计粒子重力和粒子间作用力。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 C. 能通过狭缝P的粒子的速率为 D. 粒子打在胶片上位置离狭缝P越远，粒子的比荷越小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据粒子在磁场中的偏转方向，结合左手定则可知，该粒子带正电，选项A错误； B．速度选择器中粒子受电场力向右，洛伦兹力方向向左，由左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外，选项B错误； C．能通过狭缝P的粒子的速率满足 则 选项C错误； D．粒子在磁场中运动时 可得粒子打在胶片上的位置 可知离狭缝P越远的粒子的比荷越小，选项D正确。 故选D。 5. 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（　　） A. 顺时针方向转动，同时下降 B. 时针方向转动，同时上升 C. 逆时针方向转动，同时下降 D. 逆时针方向转动，同时上升 【答案】C 【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，同时下降。故C 正确，ABD 错误。 故选C。 6. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为，长为金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从到的电流后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度的大小和方向正确的是（　　） A. ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．从端截面分析，当磁场方向为竖直方向时，只有受力分析如图 这样才能受力平衡，所以竖直方向的磁场方向为竖直向上，且满足 解得 故A错误，B正确； CD．从端截面分析，当磁场方向平行悬线方向时，只有受力分析如图 分析可知，只有当磁场平行悬线向上时，才能受力平衡，即 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 7. 如图所示，乙是一个带正电的小物块，甲是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力拉甲物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（　　） A. 甲、乙两物块一起匀加速运动 B. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 C. 甲、乙两物块间的摩擦力大小不变 D. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙带正电，在向左运动过程中，受到的洛伦兹力的方向向下，所以对甲的压力变大，甲与地面之间的为滑动摩擦力，压力变大，所以甲与地面之间的滑动摩擦力也变大，甲、乙两物块间没有相对的滑动，是静摩擦力，由于甲与地面之间的滑动摩擦力的增大，整体的加速度减小，所以A错误； BCD．对于乙来说，静摩擦力作为合力产生加速度，由于整体的加速度减小，所以甲、乙两物块间的摩擦力不断减小，所以B、C错误，D正确。 故选D。 8. 图甲为某同学设计的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，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（当有电流流过门铃时则发出声音）。下列说法正确的是（　　） A. 松开按钮过程，螺线管端电势高于端 B. 按下按钮过程，流过门铃的电流方向由到 C. 按住按钮不动，门铃会持续发出声音 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生感应电流的大小一定相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．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端流入，从端流出，螺线管充当电源，则端电势较高，故A正确； B．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端流入从端流出，则通过门铃的电流动点流入从点流出，故B错误； C．按住按钮不动时，穿过螺线管的磁通量不变，由电磁感应定律，回路中无感应电流，门铃不发声，故C错误； 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A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 9. 如图所示，螺线管、蹄形铁芯、长直导线AB均相距较远.当开关闭合后，小磁针N极（黑色的一端）的指向正确的小磁针是 A. a B. b C. c D. d 【答案】BC 【解析】 【详解】AB、由右手螺旋定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，螺线管的内部磁场由右指向左，外部由左到右，则有a磁针方向错误，b磁针方向正确，故A错误，B正确； C、而对于U形螺线管左端相当于S极，右端相当于N极，故c磁针的方向正确，故C正确； D、对于直导线AB，左端磁感线垂直纸面向里，右端次感线垂直纸面向外，因此d磁针方向错误，故D错误。 故选BC。 【点睛】考查通电导线的电流方向来确定磁场的方向，掌握右手螺旋定则的应用，注意螺线管内部的磁场方向． 10. 右图为某种回旋加速器的示意图，它由两个相对放置的D形盒构成；其盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，图中虚线为AC极板的延长线，其间未加电场；带电粒子从P0处小孔以速度v0沿电场线方向射入AC板间，经加速后经C板上小孔， 进入D形盒的匀强磁场中做匀速圆周运动（“孔”与“盒”图中均未画出）对于这种回旋加速器，下列说法正确的 A. 带电粒子每运动一周只被加速一次 B. 带电粒子依次运动到A板右侧延长线的位置间距离P1P2= P2P3 C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 D. 加速电场方向需要做周期性的变化 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．带电粒子只有经过AC板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次，电场的方向不需要改变，则在AC间加速，故A正确，D错误； B．根据 则 因为每转一圈被加速一次，根据 v2-v12=2ad 知每转一圈，速度的变化量不等，且 v3-v2＜v2-v1 则 P1P2＞P2P3 故B错误； C．当粒子从D形盒中出来时速度最大，根据 知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关，故C正确； 故选AC。 【点睛】解决本题的关键知道该回旋加速器的原理，知道粒子每转一圈，加速一次，且都在AC间加速，加速的电场不需改变。 11. 正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中的1、2、3所示。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大 C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的小 D. 轨迹3对应的粒子是正电子 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．轨迹1、3偏转方向相同，对应的粒子为电子，则轨迹2对应的粒子是正电子。根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里，故A正确，D错误； B．洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越小，故B错误； C．由图可知，轨迹2对应的粒子运动半径比轨迹3的小，根据 可得 得轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的小，故C正确。 故选AC。 12. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设初速度为v0，则 FN＝Bqv0 若满足 mg＝Ff＝μFN 即 mg＝μBqv0 物块向下做匀速运动，故A正确； BD．若mg>μBqv0，则物块开始有向下的加速度，由 可知，随着速度增大，加速度减小，即物块先做加速度减小的加速运动，最后达到匀速状态，故D正确，B错误； C．若mg<μBqv0，则物块开始有向上的加速度，物块做减速运动，由 可知，随着速度减小，加速度减小，即物块先做加速度减小的减速运动，最后达到匀速状态，故C正确。 故选ACD 三、非选择题∶共 44 分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。 13. 为探究热敏电阻的伏安特性，物理兴趣小组做了下列实验。 （1）描绘热敏电阻的I−U图像。已知热敏电阻的阻值为几百欧姆，所使用的电流表内阻小于1Ω，电压表内阻为几千欧姆，为使电压的测量范围足够大，下列测量电路应该选用（　　） A. B. C. D. （2）按照你选择的正确电路，将图甲中的实物图连接成电路。______ （3）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图乙所示）和定值电阻、恒压电源组成如图丙所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻R0=80Ω。每个热敏电阻消耗的电功率约为________W（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）B （2） （3）0.021W 【解析】 【小问1详解】 由于描绘热敏电阻的图像需要电压从零开始逐渐增大，故滑动变阻器采用分压式接法，又因为电流表内阻远小于热敏电阻的阻值，为了减小实验误差，电流表应采用内接法。 故选B。 【小问2详解】 根据电路图，连接实物图如图所示 【小问3详解】 设热敏电阻两端电压为U，通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有 代入数据得 在题图乙中作出对应的函数图线，如图乙所示 图线与热敏电阻的伏安特性曲线的交点表示此时热敏电阻的工作点，电压U≈2.7V，电流I≈0.9mA。则每个热敏电阻消耗的电功率P=UI≈0.021W 14. 在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿 -x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷； （2）并求出其比荷； （3）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，画出粒子偏转图，求磁感应强度多大？此时粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ 【答案】（1）负电荷；（2）；（3）B， 【解析】 【详解】（1）由粒子的运动轨迹(如图) 利用左手定则可知，该粒子带负电荷。 （2）粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径 R＝r 又 qvB＝m 则粒子的比荷 ＝ （3）设粒子从D点飞出磁场，运动轨迹如图 速度方向改变了60°角，故AD弧所对圆心角为60°，由几何知识可知，粒子做圆周运动的半径 R′＝＝ r 又 qvB′＝m 所以 B′＝B 此次粒子在磁场中运动所用时间 t＝T＝×＝ 15. 如图所示，两平行金属导轨间距L=1m，导轨与水平面成=37°，导轨电阻不计．导轨上端连接有E=6V、r=1Ω的电源和滑动变阻器R．长度也为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.2kg，电阻R0=2Ω，整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5T的匀强磁场中，金属棒一直静止在导轨上．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，接入电路中的滑动变阻器的阻值R多大； （2） 当滑动变阻器接入电路的电阻为R=5Ω时金属棒受到的摩擦力． 【答案】（1）R=3Ω（2） 【解析】 【分析】(1)由闭合电路欧姆定律可求得接入电路中的阻值R； (2)作出受力分析，由共点力的平衡条件可得出力的表达式，再由闭合电路欧姆定律可求得的摩擦力的大小． 【详解】(1) 当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时，金属棒受重力mg、安培力F和支持力FN如图 根据平衡条件可得，mgsinθ=F1cosθ 又F1=BI1l 联立上式，解得：R=3Ω； (2) 当滑动变阻器的电阻为R=5Ω时，电流： 又：F=BIl=1.51N=N mgsinθ＞F2cosθ，故金属棒受到沿导轨平面向上的摩擦力Ff 根据平衡条件可得，mgsinθ=F2cosθ+Ff 联立解得 Ff=mgsinθ-F2cosθ 解得：Ff=0.3N． 【点睛】本题考查闭合电路欧姆定律与安培力的结合，要注意正确作出受力分析，根据共点力的平衡条件得出正确结论． 16. 如图所示平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为 m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从 y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求： （1）电场强度E的大小； （2）粒子到达a点时速度的大小和方向； （3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值． 【答案】（1）；（2），方向与x轴的夹角为45°；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子在电场中运动的时间为，则有 联立以上各式可得 ； （2）粒子达到a点时沿负y方向的分速度为 所以 方向指向第IV象限与x轴正方向成45o角； （3）粒子在磁场中运动时，有 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 所以磁感应强度B的最小值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $