精品解析：内蒙古赤峰元宝山区第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

元宝山区第一中学高二年级下学期期中考试试题 物理 第I卷（共46分） 一、选择题：本题共10小题，1~7每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；8~10每小题6分，题中有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不做答的得0分。 1. 如图所示，表示磁场对直线电流的作用力示意图中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 线框中感应电流沿方向 B. 线框整体受到的安培力方向水平向右 C. 线框的、两条边不受安培力作用 D. 线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反 3. 如图所示，电路中有两个相同的灯泡、，电感线圈L的电阻可忽略，开始时开关S断开。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，、逐渐变亮 B. 闭合开关S，立即变亮，逐渐变亮，最终比亮 C. 在闭合开关S至电路稳定后，断开开关S，、一起缓慢熄灭 D. 在闭合开关S至电路稳定后，断开开关S，缓慢熄灭，先变亮一下然后才熄灭 4. 如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场。其中穿过a点的粒子速度v₁与MN垂直；穿过 b点的粒子速度v₂与MN成60°角，设粒子从S运动到a、b所需时间分别为t₁和t₂，则t₁：t₂为（重力不计）（　　） A. 1： 3 B. 4： 3 C. 1： 1 D. 3： 2 5. 某时刻，LC振荡电路的状态如图所示（电流流向电容器带正电的极板），则下列判断中正确的是（　　） A. 振荡电流在减小 B. 线圈中的磁场在增强 C. 电容器极板上的电荷在减少 D. 电场能在向磁场能转化 6. 如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒面的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从磁场中获得能量 B. 带电粒子的运动周期是变化的 C. 粒子由加速器的中心附近进入加速器 D. 增大金属盒的半径，粒子射出时的最大动能不变 7. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种。如图甲所示有A、B两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法电，正确的是（　　） ①在电磁波的发射技术中，甲图中A是调幅波 ②在电磁波的发射技术中，甲图中B是调幅波 ③乙图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频 ④乙图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 8. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 9. 如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B） 和匀强电场（电场强度为E） 组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝 P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B'），最终打在A1A2上，下列表述正确的是（　　） A. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 B. 所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B'的磁场中的运动时间都相同 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在A1A2上的位置越靠近 P，粒子的比荷 越小 10. 如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率为10W。已知降压变压器副线圈两端的交变电压，将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 负载电阻的阻值为440Ω B. 升压变压器输入功率为450W C. 通过输电线上的电流为1A D. 升压变压器输入电压的表达式为 第II卷 非选择题（共54分） 二、实验题：本题共2小题，共14分 11. 如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 (1)将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向_______。 (2)经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向____（填“相同”或“相反”）。 (3)接上面的(1)，将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向____（填“左”或“右”）偏转。 12. 如图为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置。某同学已将学生电源连接了220V的交流电源，电压挡调到6V，将学生电源经过开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连。 （1）图中已连接了部分电路。现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于6V的电压，请在以下实验装置图中以笔画线，完成剩余的电路连线______。 （2）对于实验过程，下列说法中正确的有______。 A. 本探究实验采用了控制变量法 B. 变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同 C. 绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些 D. 因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （3）将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“0”和“______”（填“200”“800”或“1400”）两接线柱相连，观测到电压表示数为20.3V。若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将______（填“不变”“变大”“变小”或“变为0”）。 三、计算题：本题共3小题，共40分。要求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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： （1）线圈转过时电动势的瞬时值多大； （2）电路中电流表和电压表示数各是多少； （3）线圈每转过一周，外力所做的功。 14. 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=300的绝缘斜面上．两导轨间距为0.5m，M、P两点间接有阻值为R=1Ω的电阻．一根质量为m=0.05kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦． (1)到通过ab的电量达到0.2C时，ab下落了多大高度？ (2)若此时ab正好到达最大速度，此速度多大？ (3)以上过程产生了多少热量？ 15. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为v0，方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小和到O点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从P点运动到原点O所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 元宝山区第一中学高二年级下学期期中考试试题 物理 第I卷（共46分） 一、选择题：本题共10小题，1~7每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求；8~10每小题6分，题中有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不做答的得0分。 1. 如图所示，表示磁场对直线电流的作用力示意图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心垂直纸面向外，四指指向电流方向：向右，根据左手定则判断可知，拇指指向安培力方向：垂直导线向上，A正确； B．通电导线与磁场方向平行，没有安培力，B错误； C．伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心向左，四指指向电流方向：垂直纸面向外，根据左手定则判断可知，拇指指向安培力方向：垂直导线向上，C错误； D．伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心向下，四指指向电流方向：向右，根据左手定则判断可知，拇指指向安培力方向：垂直导线向外，D错误。 故选A。 2. 如图所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是（　　） A. 线框中感应电流沿方向 B. 线框整体受到的安培力方向水平向右 C. 线框的、两条边不受安培力作用 D. 线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则，可知导线中电流在矩形线框区域产生的磁场方向向里；当导线中电流逐渐增大时，矩形线框的磁通量增大，根据楞次定律可知，线框中感应电流沿方向，故A错误； BCD．线框中感应电流沿方向，根据左手定则可知，线框的边受到向下的安培力，边受到向上的安培力，根据对称性可知边受到的安培力与边受到的安培力刚好相互抵消；线框的边受到水平向右的安培力，边受到水平向左的安培力，由于边离导线更近，边受到的安培力大于边受到的安培力；综上分析可知线框整体受到的安培力方向水平向右，故B正确，CD错误。 故选B。 3. 如图所示，电路中有两个相同的灯泡、，电感线圈L的电阻可忽略，开始时开关S断开。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，、逐渐变亮 B. 闭合开关S，立即变亮，逐渐变亮，最终比亮 C. 在闭合开关S至电路稳定后，断开开关S，、一起缓慢熄灭 D. 在闭合开关S至电路稳定后，断开开关S，缓慢熄灭，先变亮一下然后才熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关S，所在支路无电感线圈，所以会立即变亮，所在支路，由于电感线圈的自感现象的影响，逐渐变亮，因为两个灯泡完全相同且并联，所以当电路稳定后，两个灯泡一样亮，AB错误； CD．待电路稳定后，断开开关，由于电感线圈的自感现象，两个灯泡会逐渐熄灭，C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场。其中穿过a点的粒子速度v₁与MN垂直；穿过 b点的粒子速度v₂与MN成60°角，设粒子从S运动到a、b所需时间分别为t₁和t₂，则t₁：t₂为（重力不计）（　　） A. 1： 3 B. 4： 3 C. 1： 1 D. 3： 2 【答案】D 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动的由洛伦兹力提供向心力，得 周期的公式为 由此可知，粒子的运动时间与粒子的速度大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，通过a点的粒子的偏转角为90°，通过b点的粒子的偏转角为60°，所以通过a点的粒子的运动的时间为，通过b点的粒子的运动的时间为，所以从S到a、b所需时间为3:2。 故选D。 5. 某时刻，LC振荡电路的状态如图所示（电流流向电容器带正电的极板），则下列判断中正确的是（　　） A. 振荡电流在减小 B. 线圈中的磁场在增强 C. 电容器极板上的电荷在减少 D. 电场能在向磁场能转化 【答案】A 【解析】 【详解】C．由于电流流向电容器带正电的极板可知，上极板失去电子，极板所带电荷量增大，故C错误； D．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，故D错误； A．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则振荡电流在减小，故A正确； B．根据上述，电容器处于充电状态，磁场能转化为电场能，则线圈中的磁场在减弱，故B错误。 故选A。 6. 如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒面的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从磁场中获得能量 B. 带电粒子的运动周期是变化的 C. 粒子由加速器的中心附近进入加速器 D. 增大金属盒的半径，粒子射出时的最大动能不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．离子每次进电场中获得能量，在磁场中受到洛伦兹力做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，故A错误； B．带电粒子每次进电场加速，虽速度增大，但在磁场中周期不变，根据， 可得，所以粒子的运动周期是固定的，故B错误； C．离子由加速器的中心附近进入电场中加速后，进入磁场中偏转，故C正确； D．当粒子的轨迹半径等于磁场半径时射出，粒子的速度达到最大 带电粒子从D形盒中射出时的最大动能为，故增大金属盒的半径，粒子射出时的最大动能增大，故D错误。 故选C 。 7. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种。如图甲所示有A、B两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法电，正确的是（　　） ①在电磁波的发射技术中，甲图中A是调幅波 ②在电磁波的发射技术中，甲图中B是调幅波 ③乙图中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频 ④乙图中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 【答案】A 【解析】 【详解】调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，调频，即通过改变电磁波的频率来实现信号加载，故题图甲中A为调幅波，B为调频波，故①正确，②错误； 根据交流电路中电容器的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，输出端只有低频信号，则元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容器，元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是电感器，故③正确，④错误。 故选A。 8. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】C 【解析】 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B） 和匀强电场（电场强度为E） 组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝 P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B'），最终打在A1A2上，下列表述正确的是（　　） A. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 B. 所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B'的磁场中的运动时间都相同 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在A1A2上的位置越靠近 P，粒子的比荷 越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则和平衡条件，速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外，A错误； B．所有打在A1A2上的粒子的速率v相同，设轨道半径为r，在磁感应强度为B'的磁场中的运动时间为 半径越大时间越长，B错误； C．根据平衡条件得 解得 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，C正确； D．根据牛顿第二定律得 解得 粒子打在A1A2上的位置越靠近 P，r越小，粒子的比荷 越大，D错误。 故选C。 10. 如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率为10W。已知降压变压器副线圈两端的交变电压，将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 负载电阻的阻值为440Ω B. 升压变压器输入功率为450W C. 通过输电线上的电流为1A D. 升压变压器输入电压的表达式为 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．输电线损失功率为 解得 I3=1A 降压变压器副线圈电路电流 解得 I4=2A 负载电阻的阻值为 故A错误，C正确； B．降压变压器副线圈两端电压 得降压变压器副线圈两端电压 U3=440V 则可得升压变压器输入功率为 P1=P3+ 又 I2= I3 解得 P1=450W 故B正确； D．升压变压器副线圈两端电压 U2= U3+I2r=450V 又 解得 U1=150V 升压变压器输入电压的表达式为，故D错误。 故选BC。 第II卷 非选择题（共54分） 二、实验题：本题共2小题，共14分 11. 如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 (1)将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向_______。 (2)经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向____（填“相同”或“相反”）。 (3)接上面的(1)，将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向____（填“左”或“右”）偏转。 【答案】 ①. ②. 相反 ③. 左 【解析】 【详解】(1)[1]根据电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从正极接线柱流入电流表时，指针向右偏转可知，线圈中电流方向为从B流向A，如图所示 (2)[2]S极向下插入螺线管时，线圈中磁通量增大，根据产生的电流方向，由右手定则可判断出产生的感应电流的磁场与原磁场方向相反。 (3)[3]将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁通量应与原磁场方向相同向下，阻碍磁通量的减小，根据安培定则可判断，线圈中感应电流方向从A到B，即向左，则电流表的指针方向向左。 12. 如图为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置。某同学已将学生电源连接了220V的交流电源，电压挡调到6V，将学生电源经过开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连。 （1）图中已连接了部分电路。现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于6V的电压，请在以下实验装置图中以笔画线，完成剩余的电路连线______。 （2）对于实验过程，下列说法中正确的有______。 A. 本探究实验采用了控制变量法 B. 变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同 C. 绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些 D. 因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （3）将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“0”和“______”（填“200”“800”或“1400”）两接线柱相连，观测到电压表示数为20.3V。若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将______（填“不变”“变大”“变小”或“变为0”）。 【答案】（1） （2）AC （3） ①. 1400 ②. 变小 【解析】 【小问1详解】 将学生电源经过开关与可拆变压器左侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连，电压挡调到6V，则原线圈两端电压为6V，为了使得右侧线圈上的电压表获得低于6V的电压，根据 可知，右侧线圈接入的匝数应该小于“400”，即右侧线圈上的“0”和“400”两接线柱相连，电路连线如图所示 【小问2详解】 A．实验目的是探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，在研究其中两个物理量之间的关系时，先保持其它物理量一定，可知，本探究实验采用了控制变量法，故A正确； B．变压器不改变交流电的频率，即变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈相同，故B错误； C．根据电流与匝数的关系有 结合上述可知，为了确保安全，应使 即有 则有 可知，绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈中的电流大一些，为了减小副线圈发热，应减小副线圈的电阻。根据电阻定律有 可以增大副线圈导线的横截面积，即副线圈导线应比原线圈导线粗一些，故C正确； D．为了确保测量数据的精度，即使实验所用电压较低，在通电情况下，也不能够用手接触裸露的导线、接线柱，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 [1]将变压器看为理想变压器，则有 其中，， 解得 可知，变压器右侧线圈上的“0”和“1400”，观测到电压表示数为20.3V； [2]若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，由于漏磁增大，则该电压表的示数将变小。 三、计算题：本题共3小题，共40分。要求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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： （1）线圈转过时电动势的瞬时值多大； （2）电路中电流表和电压表示数各是多少； （3）线圈每转过一周，外力所做的功。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 线圈绕与磁场垂直的轴匀速转动产生正弦式交流电，从中性面开始计时，则产生的交流电瞬时值为 当时， 【小问2详解】 电动势的有效值 所以电流表示数 电压表示数 【小问3详解】 线圈转一圈所用时间 线圈转过一周外力做的功等于线圈克服安培力做功等于电路中产生的焦耳热，即 14. 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ=300的绝缘斜面上．两导轨间距为0.5m，M、P两点间接有阻值为R=1Ω的电阻．一根质量为m=0.05kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略．让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦． (1)到通过ab的电量达到0.2C时，ab下落了多大高度？ (2)若此时ab正好到达最大速度，此速度多大？ (3)以上过程产生了多少热量？ 【答案】(1)0.2m (2)1m/s (3)0.075J 【解析】 【详解】(1)设通过ab的电量达到0.2c时，ab下滑的距离为s.根据q=得： s=m=0.4m 下落的高度为： h=ssin30∘=0.2m (2)设最大速度为v，则有： mgsin30∘=BIL=BL= 代入数据解得：v=1m/s (3)由能量守恒定律得产生的热量为： Q=mgh− 代入数据解得：Q=0.075J 点睛：根据q=及△Φ=BLs结合求出ab下滑的距离，再求下滑的高度；ab匀速运动到达最大速度，由平衡条件和安培力与速度的关系求最大速度；此过程产生的热量等于ab棒机械能的减少，由能量守恒定律求解． 15. 如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）经过电场中坐标为（3L，L）的P点时的速度大小为v0，方向沿x轴负方向，然后以与x轴负方向成45°角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场，求： （1）粒子第一次经过x轴时的速度大小和到O点的距离； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）粒子从P点运动到原点O所用的时间。 【答案】（1）；L （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中和磁场中的轨迹如图所示 设粒子进入磁场的速度大小为，根据题意有 粒子在匀强电场中做类平抛运动，沿方向做匀速直线运动，则有 沿方向有 可得 则 【小问2详解】 设粒子在磁场中的轨迹半径为，根据几何关系可得 粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力 联立解得 【小问3详解】 粒子在电场中所用时间为 粒子在磁场中所用时间为 则粒子从点运动到原点所用的时间为 第1页/共1页 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