精品解析：江苏省江阴一中、青阳中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

2024-2025学年江苏省江阴一中、青阳中学高二（下）期中考试 物理试卷 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A. 甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B. 乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D. 图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 2. 如图，闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，保持输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 原线圈的输入功率为3W C. 原、副线圈匝数之比为 D. 增大R的阻值，灯泡变暗 4. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为；若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为．不计粒子的重力．下列判断正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 速度大于速度 C. 粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长 D. 粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大 5. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻与灯泡B相同。A和B是两个相同的小灯泡，忽略温度对灯泡电阻的影响。则（　　） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即变亮，B慢慢变亮 B. 当开关S由断开变为闭合时，A和B均慢慢变亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，B闪亮后熄灭 6. 如图所示为法拉第圆盘发电机，一半径为r的导体铜圆盘绕竖直轴以角速度旋转，匀强磁场B与圆盘平面垂直，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有电阻R。下列说法正确的是（　　） ①电阻R中电流沿a到b方向 ②电阻R中电流沿b到a方向 ③圆盘发电机的电动势为 ④圆盘发电机的电动势为 A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ 7. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是（　　） A. 磁铁静止，向上移动线圈 B. 增大图中位置磁铁运动速度 C. 将导线从接线柱（内阻约移接至接线柱（内阻约） D. 将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 8. 如图所示，MN和PQ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。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，金属杆运动的图像不可能为（　　） A. B. C. D. 9. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端经过速度选择器，沿直线通过后射入质谱仪的运动轨迹如图所示，已知速度选择器中电场强度为E，磁感应强度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的极板带负电 C. 从射入质谱仪的粒子速度为 D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 10. 如图所示为一种改进后的回旋加速器的示意图，其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带正电的粒子从处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子每运动一周被加速两次 B. C. 加速电场的方向不需要做周期性的变化 D. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 11. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，宽度为L的水平U型导体框固定在水平面上，其左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、长度为2L、电阻为2R的均匀导体棒ab置于导体框上，其a端刚好位于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。则（　　） A. 初始时ab两端的电势差为 B. 初始时电阻两端的电势差大小为 C. 整个过程中电阻R消耗的总电能为 D. 整个过程中导体棒克服安培力做的总功为 二、实验题：本大题共1小题，共9分。 12. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。 （1）变压器的工作原理是______（选填“互感”或“自感”）现象。 （2）对于实验过程，下列说法正确的是______ A. 若没有交流电压表，可用多用电表代替 B. 变压器副线圈不接负载时，其两端就没有电压 C. 副线圈两端的频率小于原线圈两端的频率 D. 因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 （3）实验前，小明将可拆变压器拆下，他观察到铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，组成铁芯的硅钢片相叠时应平行于平面______。（选填“”、“S2”或“”） （4）该同学在连接电路时，将变压器的右侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用交流电压表测得左侧线圈0、4接线柱之间的电压为______。 A. 0V B. 3.0V C. 6.0V D. 12.0V （5）正确连接电路后，变压器选用右侧0、2接线柱和左侧0、4接线柱进行实验，用交流电压表测得右侧0、2之间的电压为，左侧0、4之间的电压为，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱______上（选填“右侧0、2”或“左侧0、4”）。 实验次数 1 2 3 4 5 13. 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。求金属杆ab受到的： （1）安培力大小； （2）摩擦力大小。 14. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），线圈面积为，电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈有一半处在指向纸内方向的磁场中。磁感应强度按规律变化。求： （1）内流经电阻R的电荷量q； （2）内电阻R上产生的焦耳热Q； （3）时刻线圈受到的安培力大小结果可用表示。 15. 某小型风力发电站的发电机可以简化为如图的理想模型：发电机的线圈固定，磁体间的磁场为匀强磁场，磁体在外力驱动下绕线圈对称轴匀速转动，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为200、面积为，内阻不计，磁体转动的角速度为。若发电机的输出功率为300kW，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率为请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）发电机感应电动势的有效值E； （2）输电线上通过的电流； （3）两个变压器的匝数比。 16. 如图所示，在xoy平面的第Ⅰ、Ⅱ象限中，有垂直纸面向里的匀强磁场。磁场分界线OM与x轴正方向夹角为，其下方磁场的磁感应强度为，上方磁场大小未知。质量为m，电量为q的正离子以速度，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，第1次通过磁场分界线时经过OM上P点。不计离子重力。 （1）求P到O的距离d； （2）为使离子不通过第Ⅱ象限，求OM上方磁场的磁感应强度大小满足什么条件； （3）若离子可以通过第Ⅱ象限，当第4次通过OM时又经过P点，求离子先后通过P点时间间隔。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年江苏省江阴一中、青阳中学高二（下）期中考试 物理试卷 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　） A. 甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B. 乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C. 丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D. 图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理可知，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框也顺时针转动，故A正确； B．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，周围空间产生高频磁场，炉内的金属内部就产生很强的涡流，从而冶炼金属，故B错误； C．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，线圈通电受力后带动铝框转动，铝框内产生涡流，在电磁阻尼的作用下，线圈很快停止摆动，故C错误； D．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘中产生涡流，铜盘受到电磁阻尼作用，铜盘的转速变小，故D错误。 故选A。 2. 如图，闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．三角形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中能产生正弦式交变电流，故A不符合题意； B．矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中能产生正弦式交变电流，故B不符合题意； C．由题意可知，矩形线圈虽然转动，但穿过线圈的磁通量不变，所以没有感应电流出现，故C符合题意； D．而对于D选项，虽然只有一半磁场，仍能产生正弦式交流电，故D不符合题意。 所以选C。 3. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，保持输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡，调节滑动变阻器使灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 原线圈的输入功率为3W C. 原、副线圈匝数之比为 D. 增大R的阻值，灯泡变暗 【答案】D 【解析】 【详解】A．从图乙可以看出，原线圈输入电压的峰值 正弦交流电的有效值 故A错误； B．副线圈连接的灯泡规格为“6V，3W”，且灯泡正常发光，由于滑动变阻器要消耗电能，说明副线圈的输出功率大于3W，对于理想变压器，输入功率等于输出功率，因此原线圈的输入功率也是大于3W，故B错误； C．原线圈电压有效值 由于滑动变阻器也要分电压，故副线圈电压大于6V，则匝数比小于，故C错误。 D．副线圈的电压不变，增大滑动变阻器的阻值会导致副线圈电流减小，则流过灯泡的电流减小，导致灯泡变暗， 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为；若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为．不计粒子的重力．下列判断正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 速度大于速度 C. 粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长 D. 粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知粒子带正电，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 根据图中轨迹可知，，则有 故B错误； C．粒子在磁场中的运动周期为 粒子在磁场中的运动时间为 由图可知运动轨迹为对应的圆心角大于运动轨迹为对应的圆心角，故粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长，故C正确； D．粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为 ，可知，故粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较小，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的电阻与灯泡B相同。A和B是两个相同的小灯泡，忽略温度对灯泡电阻的影响。则（　　） A. 当开关S由断开变为闭合时，A立即变亮，B慢慢变亮 B. 当开关S由断开变为闭合时，A和B均慢慢变亮 C. 当开关S由闭合变为断开时，A立即熄灭 D. 当开关S由闭合变为断开时，B闪亮后熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当开关S由断开变为闭合时，电源的电压同时加到两灯上，A和B同时亮，随着线圈中电流的增大，由于线圈的电阻与灯泡B相同。电路总电阻减小，总电流增大，A变得更亮一些，B两端电压减小，故B变暗一些，故AB错误； CD．当开关S由闭合变为断开时，线圈阻碍电流的减小，产生感应电动势，B与线圈构成闭合回路，开关断开前通过线圈的电流等于B的电流，故A立即熄灭，B缓慢熄灭，故D错误，C正确。 故选C。 6. 如图所示为法拉第圆盘发电机，一半径为r的导体铜圆盘绕竖直轴以角速度旋转，匀强磁场B与圆盘平面垂直，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有电阻R。下列说法正确的是（　　） ①电阻R中电流沿a到b方向 ②电阻R中电流沿b到a方向 ③圆盘发电机的电动势为 ④圆盘发电机的电动势为 A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ 【答案】D 【解析】 【详解】圆盘转动时，相当于每条半径都在切割磁感线，根据右手定则可判断出，电阻R中电流沿b到a方向，若圆盘转动的角速度恒定，则圆盘转动时产生的感应电动势大小为， 解得 所以说法正确的是。 故选D。 7. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是（　　） A. 磁铁静止，向上移动线圈 B. 增大图中位置磁铁运动速度 C. 将导线从接线柱（内阻约移接至接线柱（内阻约） D. 将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁铁静止，向上移动线圈，虽然改变了线圈与磁铁的相对位置，但不一定能增大磁通量的变化率，也就不一定会增大感应电流，故 A错误。 B．增大图中位置磁铁运动速度，会使磁通量的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势增大，在电路电阻不变的情况下，感应电流增大，一定会增大电流表指针偏转角度，故B正确； C．将导线从接线柱（内阻约移接至接线柱（内阻约），只是改变了电路的内阻，并没有改变磁通量的变化率，感应电动势不变，根据，电阻增大，感应电流减小，电流表指针偏转角度减小，故C错误； D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外，对原电路的磁通量变化率没有影响，感应电流不变，电流表指针偏转角度不变，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，MN和PQ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。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，金属杆运动的图像不可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】D．闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若此时重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动，这个图像是可能的，故D正确，不符合题意； ABC．若闭合形状时安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动，在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动；若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动，BC图像有可能，A图像不可能，故BC正确，不符合题意；A错误，符合题意。 本题选不可能的，故选A。 9. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子由左端经过速度选择器，沿直线通过后射入质谱仪的运动轨迹如图所示，已知速度选择器中电场强度为E，磁感应强度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 该束带电粒子带负电 B. 速度选择器的极板带负电 C. 从射入质谱仪的粒子速度为 D. 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小 【答案】D 【解析】 【详解】A．该束带电粒子在磁场中向下偏转，据左手定则可知，粒子带正电，故A错误； B．该束带电粒子在速度选择器中受到洛伦兹力向上，则受到电场力应向下，则极板带正电，故B错误； C．能通过狭缝的带电粒子满足 解得 故C错误； D．在磁场中，由洛伦兹力作为向心力可得 解得 故运动半径越大的粒子，比荷  越小，故D正确。 故选D。 10. 如图所示为一种改进后的回旋加速器的示意图，其中盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带正电的粒子从处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子每运动一周被加速两次 B. C. 加速电场的方向不需要做周期性的变化 D. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 【答案】C 【解析】 【详解】AC．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，电场的方向不需改变，在AC间加速，故A错误，C正确； B．带电粒子在磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力 解得 根据几何关系有 因为每转一圈被加速一次，根据 可知每转一圈，速度的变化量不等，则 故B错误； D．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，由洛伦兹力提供向心力  可得 可知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，宽度为L的水平U型导体框固定在水平面上，其左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、长度为2L、电阻为2R的均匀导体棒ab置于导体框上，其a端刚好位于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab以水平向右的初速度开始运动，最终停在导体框上。则（　　） A. 初始时ab两端的电势差为 B. 初始时电阻两端的电势差大小为 C. 整个过程中电阻R消耗的总电能为 D. 整个过程中导体棒克服安培力做的总功为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．初始时，ab切割磁感线产生的感应电动势为 设导体棒ab的中点为c，则ac部分与电阻R构成回路，ac部分的电势差，即电阻两端的电势差大小为 则初始时ab两端的电势差为 故A正确，B错误； C．根据能量守恒可知，整个过程中整个回路产生的焦耳热为 则整个过程中电阻R消耗的总电能为 故C错误； D．以导体棒为对象，根据动能定理可得 可得整个过程中导体棒克服安培力做的总功为 故D错误。 故选A。 二、实验题：本大题共1小题，共9分。 12. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。 （1）变压器的工作原理是______（选填“互感”或“自感”）现象。 （2）对于实验过程，下列说法正确的是______ A. 若没有交流电压表，可用多用电表代替 B. 变压器副线圈不接负载时，其两端就没有电压 C. 副线圈两端的频率小于原线圈两端的频率 D. 因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 （3）实验前，小明将可拆变压器拆下，他观察到铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，组成铁芯的硅钢片相叠时应平行于平面______。（选填“”、“S2”或“”） （4）该同学在连接电路时，将变压器的右侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用交流电压表测得左侧线圈0、4接线柱之间的电压为______。 A. 0V B. 3.0V C. 6.0V D. 12.0V （5）正确连接电路后，变压器选用右侧0、2接线柱和左侧0、4接线柱进行实验，用交流电压表测得右侧0、2之间的电压为，左侧0、4之间的电压为，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱______上（选填“右侧0、2”或“左侧0、4”）。 实验次数 1 2 3 4 5 【答案】（1）互感 （2）A （3）S2 （4）A （5）左侧0、4 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感现象。 【小问2详解】 A．若没有交流电压表，可用多用电表代替，故A正确； B．根据变压器原理，变压器副线圈不接负载时，其两端仍有电压，故B错误； C．变压器不改变频率，故副线圈两端的频率等于原线圈两端的频率，故C错误； D．为保证人身安全，实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 为了减小涡流的产生，应使硅钢片的方向与磁场方向平行，所以硅钢片相叠时应平行于平面。 【小问4详解】 变压器是根据互感现象进行工作的，由题可知，变压器的右侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6V”接线柱相连，即原线圈连接的电压为直流电压，变压器不能够正常工作，所以副线圈两端的电压为0。 故选A。 【小问5详解】 根据数据可知，原线圈电压大于副线圈电压，变压器为降压变压器，由于实际变压器有漏磁，副线圈电压测量值小于理论值，因此右侧0、2接线柱为副线圈，可判断连接交流电源的原线圈是左侧0、4。 13. 如图所示，金属杆ab的质量为m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。求金属杆ab受到的： （1）安培力大小； （2）摩擦力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 B与I相互垂直，故金属杆ab受到的安培力。 【小问2详解】 如图所示，对金属杆ab受力分析， 有。 14. 如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），线圈面积为，电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈有一半处在指向纸内方向的磁场中。磁感应强度按规律变化。求： （1）内流经电阻R的电荷量q； （2）内电阻R上产生的焦耳热Q； （3）时刻线圈受到的安培力大小结果可用表示。 【答案】（1）0.04C （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设线圈的面积，根据法拉第电磁感应定律有 其中，，由可知 解得 根据闭合电路欧姆定律有 2s内流经电阻R的电荷量 【小问2详解】 2s内电阻R上产生的焦耳热 【小问3详解】 时刻，线圈受到的安培力大小 又 解得 15. 某小型风力发电站的发电机可以简化为如图的理想模型：发电机的线圈固定，磁体间的磁场为匀强磁场，磁体在外力驱动下绕线圈对称轴匀速转动，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为200、面积为，内阻不计，磁体转动的角速度为。若发电机的输出功率为300kW，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率为请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）发电机感应电动势的有效值E； （2）输电线上通过的电流； （3）两个变压器的匝数比。 【答案】（1）300V （2）50A （3）升压变压器匝数比1:20 ；降压变压器匝数比25:1 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值为 有效值为 代入数据解得 【小问2详解】 根据，代入数据解得 【小问3详解】 设原线圈电流为， 升压变压器匝数比 设升压变压器的输出电压为，根据，得 降压变压器的输入电压 降压压变压器匝数比 16. 如图所示，在xoy平面的第Ⅰ、Ⅱ象限中，有垂直纸面向里的匀强磁场。磁场分界线OM与x轴正方向夹角为，其下方磁场的磁感应强度为，上方磁场大小未知。质量为m，电量为q的正离子以速度，从O点沿x轴正方向垂直射入磁场，第1次通过磁场分界线时经过OM上P点。不计离子重力。 （1）求P到O的距离d； （2）为使离子不通过第Ⅱ象限，求OM上方磁场的磁感应强度大小满足什么条件； （3）若离子可以通过第Ⅱ象限，当第4次通过OM时又经过P点，求离子先后通过P点时间间隔。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 根据几何关系可知，P、 O的距离为 【小问2详解】 当OM上方磁场垂直纸面向里时，离子的运动轨迹临界情况如图所示 设离子在上方运动的轨迹半径为 ，由几何关系得 解得 解得上方磁场磁感应强度应满足 【小问3详解】 离子第4次通过OM时又经过P点，则离子第2次经过OM边界时过Q点，Q点位OP 的中点，轨迹如图所示 设粒子进入OM上方磁场运动的半径为 r，由几何关系得 上方磁场的磁感应强度 离子在下方磁场运动的周期 离子在上方磁场运动的周期 离子先后通过P点时间间隔 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $