精品解析：广东省茂名市电白区2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题（选择性考试）

2024~2025学年度第二学期期中考试 高二物理（选择性考试） 本试卷共15小题，满分100分。考试用时75分钟。 1、蓄电必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。 2、选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps （bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比（　　） A. 在真空中传播速度更慢 B. 在真空中传播速度更快 C. 波长更长 D. 频率更高，传输速率更快 2. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D. 图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 3. 如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（　　） A. 仅减小电流大小 B. 仅改变电流方向 C. 仅将磁场反向 D. 仅增加线圈的匝数 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D. 开关断开时、立即熄灭 5. 回旋加速器核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出时的动能与D形金属盒的半径无关 B. 回旋加速器是靠电场加速的，粒子射出时的动能与电压有关 C. 回旋加速器是靠磁场加速的，粒子射出时的动能与磁场无关 D. 加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多 6. 如图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，变压器原线圈采用双线绕法，由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈两端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。关于漏电保护器，下列说法正确的是（　　） A. 当无漏电时，副线圈内的磁通量不为零 B. 当无漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 C. 当站在地面的人误触火线时，脱扣开关会断开 D. 当站在绝缘凳上人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开 7. 风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一，风力发电风车通过风轮机带动发电机转子转动实现发电。图乙为交流发电机示意图，矩形线圈ABCD绕垂直于匀强磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 电流变化的周期为0.01s B. 线圈在图示位置时，产生的电动势为30V C. 线圈在图示位置时，磁通量最大 D. 电流表的示数为3A 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 8. 如图是常用的学生饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（ ） A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中磁通量变化量为 C. 线圈中感应电动势大小为 D. AB边所受安培力变大 9. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液黏滞情况，可使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图所示是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，血管中存在着大量正负离子水平向左定向流动，现使血管处于磁感应强度为的匀强磁场中，测得血管两侧电压为。已知血管的直径为，假定血管中各处液体的流速稳定时恒为，忽略重力影响，则（　　） A. 血管中水平向左运动的正离子所受洛伦兹力垂直纸面向上 B. 处电势比处电势低 C. 流速稳定时，血管两侧电压为 D. 流速稳定时， 10. 现代养殖鱼塘上方都安装了十几套黑光诱捕灯，如图甲所示，它通过发出的紫色光引诱害虫飞近高压电网来“击毙”害虫，然后直接进行喂鱼，如图乙所示为高压电网工作电路，该变压器原副线圈匝数比为1:10，当原线圈接入交流电压V时，高压电网的电压最大值既可击毙害虫，又不击穿空气而造成短路，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈输出的交流电频率为500Hz B. 原线圈电压的有效值为220V C. 该交流电每秒内电流方向改变50次 D. 副线圈输出的电压最大值为V 三、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器进行研究。 （1）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如表，根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原、副线圈两端电压与匝数的关系为______（用、、和表示）。 /匝 100 100 400 400 /匝 200 800 100 800 /V 1.60 1.60 5.20 5.20 /V 3.18 12.67 1.26 10.28 （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频率与原线圈不相同 C. 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 D. 测量原、副线圈的电压时，可用直流电压表 （3）通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，下列可能的原因，你认为不正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 C 原线圈输入电压发生变化 D. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 12. 如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： （1）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针___________（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针___________（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度___________（选填“更大”或“更小”或“不变”）。 （2）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量___________有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化___________有关。 13. 轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。（） （1）求线圈的电功率； （2）求在时轻质细线的拉力大小。 14. 如图所示为某一具有电磁缓冲功能的火箭模型结构示意图，模型由缓冲槽、主体及主体内的线圈构成。匝数为N、边长为L的闭合正方形线圈abcd固定在主体下部，总电阻为R。模型外侧安装有由绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场。模型以速度v0着地时缓冲槽立即静止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。主体已知主体与线圈总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。求： （1）模型以速度v0着地瞬间ab边中电流的大小和方向； （2）若主体下落距离为h时未与缓冲槽相碰，此时主体线圈瞬时发热功率为缓冲槽着地瞬时发热功率的一半，求该过程中线圈产生的热量Q。 15. 用高能量的电场把离子加速并注入芯片材料的过程叫离子注入，这是芯片制造过程中的一个重要步骤。如图所示，在一个边长为l的正方形真空空间ABCD中，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域（包括边界AB、BC）有垂直于纸面向里的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于CD且由C指向D的匀强电场。一离子生成器不断生成离子，所有生成的离子从A点沿AB方向以速度v射入Ⅰ区域，最后这些离子恰好从D点射出注入芯片材料。已知离子带电量均为+q，质量均为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力，求： （1）若离子刚好从AC中点О进入Ⅱ区域，Ⅰ区域磁感应强度的大小； （2）为了调整离子注入芯片材料的深度，将Ⅰ区域的磁感应强度变为（1）问中的三倍，离子初速度仍为v，为使离子仍从D点注入芯片材料，Ⅱ区域的电场强度的大小为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第二学期期中考试 高二物理（选择性考试） 本试卷共15小题，满分100分。考试用时75分钟。 1、蓄电必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。 2、选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在特高频段）拥有更大的带宽，如图所示。5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps （bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。5G信号与4G信号相比（　　） A. 在真空中传播速度更慢 B. 在真空中传播速度更快 C. 波长更长 D. 频率更高，传输速率更快 【答案】D 【解析】 【详解】AB．5G信号与4G信号均为电磁波，其在真空中的传播速度相等，均等于光速，故AB错误； C．5G网络使用的无线电通信频率在超高频段和极高频段， 4G信号通信频率在特高频段，即5G网络使用的无线电通信频率比4G网络使用的无线电通信频率大，根据 可知，频率越大，波长越短，即5G信号与4G信号相比波长更短，故C错误； D．结合上述，根据题意可知，5G信号与4G信号相比频率更高，传输速率更快，故D正确。 故选D。 2. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D. 图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，发射线圈接入恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选D。 3. 如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（　　） A. 仅减小电流大小 B. 仅改变电流方向 C. 仅将磁场反向 D. 仅增加线圈的匝数 【答案】D 【解析】 【详解】天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下，天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，根据可知，即增大匝数、电流、线框短边的长度；仅改变电流方向或仅将磁场反向时，安培力方向变为竖直向上，天平不可能水平平衡。 故选D。 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D. 开关断开时、立即熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．开关闭合时，、马上变亮，因线圈自感而缓慢变亮；开关闭合后，当电路稳定时，自感线圈相当于导线，故、亮度相同，在干路，故最亮；故AB错误，C正确； D．开关断开时立即熄灭，、因线圈断电自感而缓慢熄灭，故D错误。 故选C。 5. 回旋加速器核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　） A. 粒子射出时的动能与D形金属盒的半径无关 B. 回旋加速器是靠电场加速的，粒子射出时的动能与电压有关 C. 回旋加速器是靠磁场加速的，粒子射出时的动能与磁场无关 D. 加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多 【答案】D 【解析】 【详解】A．设D型盒半径为R，由牛顿第二定律得 粒子射出时的最大动能为 联立解得 可见，粒子射出时的动能与D形金属盒的半径有关，故A错误； BC．回旋加速器是靠电场加速的，磁场只是改变速度的方向，并且粒子射出时的动能与电压无关但与磁场有关，故BC均错误； D．粒子在回旋加速器中需加速的次数为 因此，加速电压越小，粒子在回旋加速器中需加速的次数越多，故D正确； 故选D。 6. 如图甲所示为家庭电路中漏电保护器，其原理简图如图乙所示，变压器原线圈采用双线绕法，由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈两端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。关于漏电保护器，下列说法正确的是（　　） A. 当无漏电时，副线圈内的磁通量不为零 B. 当无漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 C. 当站在地面人误触火线时，脱扣开关会断开 D. 当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开 【答案】C 【解析】 【详解】AB．控制器中线圈内的磁通量，是由火线和零线中的电流产生的，当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈内的磁通量始终为零，故AB错误； C．当站在地面的人误触火线时，有一部分的电流会通过人体流入大地，火线和零线中的电流不相等，发生漏电现象，则此时线圈中的磁通量不为零，则在次级产生感应电动势，通过控制器，则脱扣开关会自动断开，故C正确； D．当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，人相当于一个用电器，火线与零线的电流同时增大，但是电流仍相等，脱扣开关不会断开，故D错误。 故选C。 7. 风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一，风力发电风车通过风轮机带动发电机转子转动实现发电。图乙为交流发电机示意图，矩形线圈ABCD绕垂直于匀强磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（　　） A. 电流变化的周期为0.01s B. 线圈在图示位置时，产生的电动势为30V C. 线圈在图示位置时，磁通量最大 D. 电流表的示数为3A 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知 解得电流变化的周期为 故A错误； BC．线圈在图示位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，产生的电动势最大，为30V，故B正确，C错误； D．电动势有效值为 则电流表的示数为 故D错误 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。 8. 如图是常用的学生饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（ ） A. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针 B. 线圈中磁通量变化量为 C. 线圈中感应电动势大小为 D. AB边所受安培力变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A.磁感应强度向外均匀增大，由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知感应电流为顺时针方向，故A正确； B.线框中磁通量变化量为 与线圈匝数无关，故B错误； CD.磁感应强度方向向外且由0均匀增大到电动势大小为 电动势大小不变，线框中产生的感应电流一直不变，磁感应强度变大，安培力逐渐变大，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液黏滞情况，可使用电磁流量计测量血管中血液的流速和流量。如图所示是电磁流量计测量血管中血液流速的示意图，血管中存在着大量正负离子水平向左定向流动，现使血管处于磁感应强度为的匀强磁场中，测得血管两侧电压为。已知血管的直径为，假定血管中各处液体的流速稳定时恒为，忽略重力影响，则（　　） A. 血管中水平向左运动的正离子所受洛伦兹力垂直纸面向上 B. 处电势比处电势低 C. 流速稳定时，血管两侧电压为 D. 流速稳定时， 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据左手定则可得，血管中水平向左运动的正离子所受洛伦兹力在纸面内向下，故A错误； B．根据左手定则可知，正电粒子向下偏转，所以b处电势比a处电势高，故B正确； CD．当电场力等于洛伦兹力 时，达到平衡，此时 即 故C正确，D错误。 故选BC。 10. 现代养殖鱼塘上方都安装了十几套黑光诱捕灯，如图甲所示，它通过发出的紫色光引诱害虫飞近高压电网来“击毙”害虫，然后直接进行喂鱼，如图乙所示为高压电网工作电路，该变压器原副线圈匝数比为1:10，当原线圈接入交流电压V时，高压电网的电压最大值既可击毙害虫，又不击穿空气而造成短路，则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈输出的交流电频率为500Hz B. 原线圈电压的有效值为220V C. 该交流电每秒内电流方向改变50次 D. 副线圈输出的电压最大值为V 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．原线圈接入交变电流的频率为 正弦式交变电流每个周期方向改变两次，所以，该交流电每秒内电流方向改变100次；变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈输出的交流电频率仍为50Hz，故AC错误； B．原线圈电压的有效值为 故B正确； D．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可知 解得 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分 11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器进行研究。 （1）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如表，根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原、副线圈两端电压与匝数的关系为______（用、、和表示）。 /匝 100 100 400 400 /匝 200 800 100 800 /V 1.60 1.60 5.20 5.20 /V 3.18 12.67 1.26 10.28 （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. 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 D. 测量原、副线圈的电压时，可用直流电压表 （3）通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，下列可能的原因，你认为不正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 C. 原线圈输入电压发生变化 D. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 【答案】（1） （2）A （3）C 【解析】 【小问1详解】 通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即有 【小问2详解】 A．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，故A正确； B．由理想变压器原理可知，变压器不改变频率，即理想变压器原、副线圈两端的交变电流的频率相同，故B错误； C．通电情况下不可用手接触裸露的导线、接线柱，因为会产生漏磁，故C错误； D．变压器的电压是交流电压，因此不能用直流电压表，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 A．变压器线圈中有电流通过时会发热，线圈则有直流电阻，在线圈上会产生电压降，使输出电压减小，故A正确，不符合题意； B．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失，即有漏磁现象，由能量守恒定律可知，使输出电压减小，故B正确，不符合题意； C．原线圈输入电压发生变化，对原、副线圈电压的比值不会有影响，故C错误，符合题意； D．铁芯在交变磁场的作用下会发热，使变压器输出的电能小于输入电能，使输出的电压减小，故D正确，不符合题意。 故选C。 12. 如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置： （1）某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，能观察到电流计指针___________（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯向上拔出时，能观察到电流计指针___________（选填“向右”或“向左”或“不”）偏转。当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，更观察到电流计偏转角度___________（选填“更大”或“更小”或“不变”）。 （2）通过该实验，可以得出结论：感应电流方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量___________有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化___________有关。 【答案】（1） ①. 向右 ②. 向左 ③. 更大 （2） ①. 变化 ②. 快慢 【解析】 【小问1详解】 [1]某同学闭合开关瞬间，发现电流表指针向右偏转，说明磁通量增大时，电流表指针向右偏转，则将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，磁通量增大，故电流表指针向右偏转； [2]当他将铁芯向上拔出时，穿过线圈的磁通量减少，能观察到电流计指针向左偏转。 [3]当他将铁芯用更快的速度向上拔出时，穿过线圈的磁通量减少的更快，产生的电流更大，观察到电流计偏转角度更大。 【小问2详解】 [1][2]通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关，感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。 13. 轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。（） （1）求线圈的电功率； （2）求在时轻质细线的拉力大小。 【答案】（1）0.5625W；（2） 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得 线圈的电功率为 （2）时，电路中的电流为 此时，安培力为 对线框受力分析得 联立解得 14. 如图所示为某一具有电磁缓冲功能的火箭模型结构示意图，模型由缓冲槽、主体及主体内的线圈构成。匝数为N、边长为L的闭合正方形线圈abcd固定在主体下部，总电阻为R。模型外侧安装有由绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为B的匀强磁场。模型以速度v0着地时缓冲槽立即静止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。主体已知主体与线圈总质量为m，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。求： （1）模型以速度v0着地瞬间ab边中电流的大小和方向； （2）若主体下落距离为h时未与缓冲槽相碰，此时主体线圈瞬时发热功率为缓冲槽着地瞬时发热功率的一半，求该过程中线圈产生的热量Q。 【答案】（1），电流的方向为由a到b；（2） 【解析】 【详解】（1）感应电动势 感应电流为 根据右手定则可得，感应电流的方向为由a到b； （2）缓冲槽着地瞬时线圈的发热功率为 则当线圈瞬时发热功率为缓冲槽着地瞬时发热功率的一半时，设此时线圈的速度大小为则 由能量守恒可得 解得 15. 用高能量的电场把离子加速并注入芯片材料的过程叫离子注入，这是芯片制造过程中的一个重要步骤。如图所示，在一个边长为l的正方形真空空间ABCD中，沿对角线AC将它分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，其中Ⅰ区域（包括边界AB、BC）有垂直于纸面向里的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于CD且由C指向D的匀强电场。一离子生成器不断生成离子，所有生成的离子从A点沿AB方向以速度v射入Ⅰ区域，最后这些离子恰好从D点射出注入芯片材料。已知离子带电量均为+q，质量均为m，不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力，求： （1）若离子刚好从AC中点О进入Ⅱ区域，Ⅰ区域磁感应强度的大小； （2）为了调整离子注入芯片材料的深度，将Ⅰ区域的磁感应强度变为（1）问中的三倍，离子初速度仍为v，为使离子仍从D点注入芯片材料，Ⅱ区域的电场强度的大小为多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 （1）设正离子在磁场中运动的半径为r，有 依题意 解得 解得 【小问2详解】 如图所示 由 解得 粒子由J进入电场区域，粒子作类平抛运动，将其分解为竖直y方向的匀速直线及水平x方向的匀加速直线运动。 对于J到D，y方向上 解得 x方向上 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$