精品解析：湖北省黄梅县第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷（选择性必修2）

黄梅一中高二物理统考试题 一、单选题 1. 关于下列各图中包含的物理知识，说法正确的是（ ） A. 图甲中，和是一条磁感线上的两点，点的磁感应强度一定比点的大 B. 图乙中，导体棒端带负电，端带正电 C. 图丙所示的两个等量异种电荷的电场线分布符合事实 D. 图丁所示的磁场能产生电磁波 2. 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，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法中可行的是（　　） A. 增大狭缝间的距离 B. 减小磁场的磁感应强度 C. 减小高频交流电压 D. 增大金属盒的半径 3. 电磁炮原理如图所示。闭合开关，电源提供的强大电流从固定的光滑导轨1流入，从光滑导轨2流回，导轨中电流在导轨间产生磁场，装在炮弹后面的导体棒在安培力作用下把炮弹向右发射。假设导轨中的电流为，两导轨之间可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系为，两导轨间的距离为，每条导轨长度为，炮弹总质量为，不考虑导体棒切割磁感线产生的感应电动势，下列分析正确的是（　　） A. 两导轨间的磁场方向垂直纸面向内 B. 导轨与导轨之间的安培力是吸引力 C. 炮弹运动的加速度大小为 D. 炮弹获得的最大动能为 4. 两间距为的光滑导轨水平放置于的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为的电容器与定值电阻分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，时刻起，金属棒ab在的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（　　） A. ab棒做加速度逐渐减小的加速运动 B. C. 在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动 D. 在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J 5. 在图（a）所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端，电阻，此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示（题中各电表均为理想电表）。则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 交流电源输出电压的有效值为100V C. 原线圈中交流电频率为250Hz D. 若滑片向左滑，则电流表示数均变大 6. 将某霍尔元件接入如图所示的电路，条形磁铁的极靠近霍尔元件时，二极管发光。霍尔元件的长宽高如图所示，霍尔元件单位体积中有个载流子，每个载流子所带电荷量大小为，载流子定向移动的速率为，稳定时前后两个面的电压为，流过滑动变阻器的电流为。下列说法正确的是（　　） A. 霍尔元件中载流子带正电 B. 霍尔元件处的磁感应强度大小为 C. 将磁铁继续靠近霍尔元件，二极管变亮 D. 将滑动变阻器的滑片适当向左滑，二极管变亮 7. 如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A. 压力始终大于磁铁重力 B. 摩擦力的方向始终向右 C. 摩擦力的大小始终不变 D. 摩擦力的大小先减小后增大 二、多选题 8. 如图所示，足够长的斜面体静止于地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。电荷量为的滑块从绝缘斜面顶端由静止下滑，斜面体始终处于静止状态。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 滑块做匀变速直线运动 B. 滑块最终静止于斜面上 C. 滑块最终将在斜面上匀速下滑 D. 将磁感应强度B增大到很大时，滑块不可能静止于斜面上 9. 如图所示，圆心为，半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子离开磁场的速度方向偏转了，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子在磁场中的运动半径为 B. 该粒子的比荷为 C. 该粒子在磁场中的运动周期为 D. 只改变粒子入射速度的方向，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子在磁场中运动时间最长 10. 如图所示，和为水平固定的间距为的足够长的光滑平行金属导轨，在、之间接有阻值为的定值电阻甲，在、之间接有阻值为的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一长为、质量为、电阻为的导体杆与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知的速度减为零时还没有到达，在杆运动的整个过程中（　　） A. 通过电阻甲的电荷量为 B. 通过电阻乙的电荷量为 C. 杆中产生的焦耳热为 D. 杆中产生的焦耳热为 三、实验题 11. （1）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是（ ）（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 （2）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间_____在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度_____在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 12. 学习小组利用图1所示电路测量量程为的电压表的内阻，然后把该电压表改装为量程为的电压表，最后对改装后的电压表进行校准。 （1）滑动变阻器最大阻值规格有、两种供选择，为了减小测量误差，应选择___________。 （2）电路图连接无误后，闭合开关并调节电阻箱阻值，移动滑动变阻器滑片，直到电压表满偏；保持滑片位置不动，调整电阻箱阻值，直到电压表半偏，此时电阻箱读数如图2所示，则待测电压表的内阻。___________。 （3）把该电压表改装为量程为的电压表，需要串联一个___________的电阻。 （4）对改装好的电压表用图3所示的电路进行校准。虚线框内是改装的电压表，是标准电压表。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当标准电压表示数为时，原电压表的示数为。若产生误差的原因是电压表内阻测量误差引起的，根据该实验原理，电压表内阻测量值___________（填“大于”或“小于”）实际值。若想让改装的电压表测量更准确，可适当调___________（填“大”或“小”）串联的电阻值。 四、解答题 13. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。 （1）写出感应电动势随时间变化的关系式； （2）求电压表的示数； （3）若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 14. 某小组设计了如图所示装置来研究通电导体在磁场中的运动情况，光滑水平的平行导轨间的距离为L，导轨足够长且不计电阻，左端连有一个直流电源，电动势为E，内阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、阻值为R的金属杆ab放置在导轨上并由静止释放，运动过程中金属杆ab与导轨始终垂直且接触良好，求： （1）金属杆ab的最大加速度大小； （2）金属杆ab的最大动能； （3）若已知金属杆ab从释放到达到最大速度的位移大小为x，其做加速运动的时间 t。 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限内以ON为直径、P为圆心、半径为R的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子，从y轴正半轴上处的M点以大小为的初速度垂直于y轴射入匀强电场中，经x轴上的P点进入匀强磁场，最后以垂直于y轴的方向射出匀强磁场。不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从M点到再次经过y轴的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黄梅一中高二物理统考试题 一、单选题 1. 关于下列各图中包含的物理知识，说法正确的是（ ） A. 图甲中，和是一条磁感线上的两点，点的磁感应强度一定比点的大 B. 图乙中，导体棒端带负电，端带正电 C. 图丙所示的两个等量异种电荷的电场线分布符合事实 D. 图丁所示的磁场能产生电磁波 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，只有一条磁感线不能比较磁感应强度的大小，A错误； B．图乙中根据感应起电的原理，近端带异种电荷，远端带同种电荷，但由于导体棒接地，故B端不带电，A端带负电，B错误； C．电场线起始于正电荷或者无穷远，终止于无穷远或者负电荷，所以图丙中电场线分布不符合事实，C错误； D．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，这种电场和磁场的交替变化就形成电磁波，D正确。 故选D。 2. 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，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示。现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法中可行的是（　　） A. 增大狭缝间的距离 B. 减小磁场的磁感应强度 C. 减小高频交流电压 D. 增大金属盒的半径 【答案】D 【解析】 【详解】粒子做运动的最大半径等于D形盒的半径R，根据洛伦兹力提供向心力有 最大动能为 解得 可知，增大狭缝间的距离、减小高频交流电压均不能增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，只有增大磁场的磁感应强度或增大金属盒半径才能增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能。 故选D。 3. 电磁炮原理如图所示。闭合开关，电源提供的强大电流从固定的光滑导轨1流入，从光滑导轨2流回，导轨中电流在导轨间产生磁场，装在炮弹后面的导体棒在安培力作用下把炮弹向右发射。假设导轨中的电流为，两导轨之间可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系为，两导轨间的距离为，每条导轨长度为，炮弹总质量为，不考虑导体棒切割磁感线产生的感应电动势，下列分析正确的是（　　） A. 两导轨间的磁场方向垂直纸面向内 B. 导轨与导轨之间的安培力是吸引力 C. 炮弹运动的加速度大小为 D. 炮弹获得的最大动能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手螺旋定则可以判断两导轨间的磁场方向垂直纸面向外，A错误； B．根据左手定则可判断出两导轨间的安培力是斥力，B错误； C．根据牛顿第二定律有 炮弹受到的安培力为 可得 C正确； D．根据动能定理，有 即 可得 D错误。 故选C。 4. 两间距为的光滑导轨水平放置于的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为的电容器与定值电阻分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，时刻起，金属棒ab在的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（　　） A. ab棒做加速度逐渐减小的加速运动 B. C. 在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动 D. 在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J 【答案】D 【解析】 【详解】A．ab棒由牛顿第二定律得 又 ，， 得 则 做匀加速直线运动，故A错误； B．根据 得 ， 故B错误； C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒受到的安培力与 v成正比，故加速度越来越小，故 C错误； D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2， R上消耗的焦耳热为导体棒的动能转化而来，故 故 D正确。 故选D。 5. 在图（a）所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端，电阻，此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示（题中各电表均为理想电表）。则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 交流电源输出电压的有效值为100V C. 原线圈中交流电频率为250Hz D. 若滑片向左滑，则电流表示数均变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流表测的是有效值，则A2的示数为 根据得原线圈电流，即A1的示数为 故A错误； B．滑动变阻器滑片初始时处在最右端，则两端的电压为副线圈电压，则 根据得原线圈电压，即交流电源输出电压的有效值 故B正确； C．副线圈交流电的频率为 变压器不改变交流电的频率，则原线圈交流电的频率为50Hz。故C错误； D．若滑片向左滑，则负载电阻增大，根据可知，负载电流减小，根据可知，原线圈电流减小。因此电流表、示数均变小。故D错误。 故选B。 6. 将某霍尔元件接入如图所示的电路，条形磁铁的极靠近霍尔元件时，二极管发光。霍尔元件的长宽高如图所示，霍尔元件单位体积中有个载流子，每个载流子所带电荷量大小为，载流子定向移动的速率为，稳定时前后两个面的电压为，流过滑动变阻器的电流为。下列说法正确的是（　　） A. 霍尔元件中载流子带正电 B. 霍尔元件处的磁感应强度大小为 C. 将磁铁继续靠近霍尔元件，二极管变亮 D. 将滑动变阻器的滑片适当向左滑，二极管变亮 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知二极管处于导通状态，所以霍尔元件前面的电势高于后面的电势，由左手定则可知载流子受到的洛伦兹力方向向后，载流子向霍尔元件的后面聚集，所以载流子带负电，故A错误； B．当电路稳定时，载流子受力平衡，有 由电流定义有 解得 故B错误； C．前后面间的电压越大，二极管的亮度越大，由前面分析有 所以磁铁靠近霍尔元件，霍尔元件处的磁感应强度变大，所以前后面间的电压变大，二极管变亮，故C正确； D．滑动变阻器的滑片适当向左滑，通过霍尔元件的电流变小，所以前后两个面间的电压变小，二极管变暗，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A. 压力始终大于磁铁重力 B. 摩擦力的方向始终向右 C. 摩擦力的大小始终不变 D. 摩擦力的大小先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知导线先受到右下方的安培力，直至到达磁体正上方时，安培力竖直向下，然后受到左下方的安培力；根据牛顿第三定律可知磁铁先收到左上方的磁场力，再受到右上方的磁场力。 由于磁铁静止，则压力始终小于重力；摩擦力先向右再向左；导线在磁铁正上方时，摩擦力为0，所以磁铁受到的摩擦力的大小先减小后增大。 故选D。 二、多选题 8. 如图所示，足够长的斜面体静止于地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。电荷量为的滑块从绝缘斜面顶端由静止下滑，斜面体始终处于静止状态。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 滑块做匀变速直线运动 B. 滑块最终静止于斜面上 C. 滑块最终将在斜面上匀速下滑 D. 将磁感应强度B增大到很大时，滑块不可能静止于斜面上 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力，根据左手定则，还受到垂直斜面向下的洛伦兹力，沿斜面向上的摩擦力，垂直斜面方向 沿斜面方向，根据牛顿第二定律 滑块向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大，加速度减小，滑块做非匀变速直线运动，故A错误； BC．当加速度 时，滑块最终将在斜面上匀速下滑，洛伦兹力与摩擦力不再增大，所以滑块不可能静止在斜面上，故B错误，C正确； D．当磁感应强度B增大到很大时，根据A项分析知 速度增大较少时，加速度为 之后开始在斜面上匀速下滑，不可能静止于斜面上，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，圆心为，半径为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一带正电的粒子以初速度从点射入磁场，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子离开磁场的速度方向偏转了，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子在磁场中的运动半径为 B. 该粒子的比荷为 C. 该粒子在磁场中的运动周期为 D. 只改变粒子入射速度的方向，当圆心到入射方向所在直线的垂直距离为时，粒子在磁场中运动时间最长 【答案】AD 【解析】 【详解】A．作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由题可知 解得 由几何知识可得 根据题意可知 所以 粒子在磁场中的运动半径为 A正确； B．洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 解得 B错误； C．根据周期公式 解得 C错误； D．粒子在磁场中运动时间最长时，运动轨迹的弦最长，如图所示 由正弦定理可得 解得 所以圆心到入射方向所在直线的垂直距离为 D正确。 故选AD。 10. 如图所示，和为水平固定的间距为的足够长的光滑平行金属导轨，在、之间接有阻值为的定值电阻甲，在、之间接有阻值为的定值电阻乙，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一长为、质量为、电阻为的导体杆与导轨垂直且接触良好，并以一定的初速度开始水平向右运动，不计导轨电阻，已知的速度减为零时还没有到达，在杆运动的整个过程中（　　） A. 通过电阻甲的电荷量为 B. 通过电阻乙的电荷量为 C. 杆中产生的焦耳热为 D. 杆中产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．对杆由动量定理有 得通过电路的总电荷量为 通过电阻甲的电荷量为 通过电阻乙的电荷量为 故A错误，B正确； CD．甲、乙并联电阻阻值为 由能量守恒可知，回路中产生的总焦耳热为 杆中产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 11. （1）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图连接。下列不会引起电流计指针偏转的是（ ）（选填①②③④⑤⑥⑦） ①开关闭合的瞬间 ②开关断开的瞬间 ③开关闭合后，线圈A的铁芯拔出 ④开关闭合后，无其他操作 ⑤开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动 ⑥开关闭合后，滑动变阻器的滑片P加速滑动 （2）如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置。小磁块先后在管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块在P中的下落时间_____在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度_____在Q中的速度（全部选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】（1）④ （2） ①. 大于 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 在线圈B中产生感应电流时，电流计指针偏转；当开关闭合的瞬间、开关断开的瞬间线圈B中磁通量变化；开关闭合后，线圈A的铁芯拔出、滑动变阻器的滑片P匀速滑动、滑动变阻器的滑片P加速滑动磁通量都变化；电流计指针偏转；开关闭合后，无其他操作，线圈B中磁通量不变，故电流计指针偏转；所以不会引起电流计指针偏转的是④。 【小问2详解】 [1][2]当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，所以在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间大于在Q中的下落时间、落至底部时在P中的速度小于在Q中的速度。 12. 学习小组利用图1所示电路测量量程为的电压表的内阻，然后把该电压表改装为量程为的电压表，最后对改装后的电压表进行校准。 （1）滑动变阻器最大阻值规格有、两种供选择，为了减小测量误差，应选择___________。 （2）电路图连接无误后，闭合开关并调节电阻箱阻值，移动滑动变阻器滑片，直到电压表满偏；保持滑片位置不动，调整电阻箱阻值，直到电压表半偏，此时电阻箱读数如图2所示，则待测电压表的内阻。___________。 （3）把该电压表改装为量程为的电压表，需要串联一个___________的电阻。 （4）对改装好的电压表用图3所示的电路进行校准。虚线框内是改装的电压表，是标准电压表。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当标准电压表示数为时，原电压表的示数为。若产生误差的原因是电压表内阻测量误差引起的，根据该实验原理，电压表内阻测量值___________（填“大于”或“小于”）实际值。若想让改装的电压表测量更准确，可适当调___________（填“大”或“小”）串联的电阻值。 【答案】（1）5 （2）1393 （3）5572 （4） ①. 大于 ②. 小 【解析】 【小问1详解】 分压式电路，当滑动变阻器阻值过大时，电压随滑片移动的变化往往是非线性的，难以准确把握电压的变化规律，不利于实验数据的准确获取和分析。为了减小测量误差，滑动变阻器R0应选择5Ω。 【小问2详解】 电压表满偏时保持滑片位置不动，调整电阻箱阻值，直到电压表半偏，即通过电压表的电流减半，所以 【小问3详解】 把该电压表改装为量程为15V的电压表，需要串联的电阻值 【小问4详解】 [1][2]从实验原理分析可知，保持滑片位置不动，调整电阻箱阻值，直到电压表半偏时，闭合电路的总电阻增大，干路电流将减小，从而使得滑动变阻器并联部分两端电压变大，即使电压表示数为一半，而电阻箱R的电压超过电压表电压，导致所测电阻也偏大，所以电压表内阻的测量值大于实际值；若想让改装的电压表测量更准确，可适当调小串联的电阻值。 四、解答题 13. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。 （1）写出感应电动势随时间变化的关系式； （2）求电压表的示数； （3）若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1） （2）4V （3）1:50 【解析】 【小问1详解】 当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，即感应电动势的瞬时表达式为， 代入数据可得 整理可得 【小问2详解】 因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以 即电压表的示数为4V； 【小问3详解】 由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W 可知导线消耗的功率 导线上的电流I线满足 即 升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 即 升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为 所以 14. 某小组设计了如图所示装置来研究通电导体在磁场中的运动情况，光滑水平的平行导轨间的距离为L，导轨足够长且不计电阻，左端连有一个直流电源，电动势为E，内阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、阻值为R的金属杆ab放置在导轨上并由静止释放，运动过程中金属杆ab与导轨始终垂直且接触良好，求： （1）金属杆ab的最大加速度大小； （2）金属杆ab的最大动能； （3）若已知金属杆ab从释放到达到最大速度的位移大小为x，其做加速运动的时间 t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】（1）当金属杆速度为零时，金属杆的加速度最大，对金属杆受力分析可得 此时电流 解得金属杆ab的最大加速度大小 （2）金属杆 ab切割磁感线产生与电源电动势相反的动生电动势，当两电动势大小相等时，金属杆ab的加速度为零，速度达到最大，有 解得金属杆ab的速度最大值 最大动能 解得 （3）对金属杆，由动量定理有 得， 解得 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限内以ON为直径、P为圆心、半径为R的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子，从y轴正半轴上处的M点以大小为的初速度垂直于y轴射入匀强电场中，经x轴上的P点进入匀强磁场，最后以垂直于y轴的方向射出匀强磁场。不计粒子重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）粒子从M点到再次经过y轴的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在电场中做平抛运动的时间为，根据运动学规律有， 由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 设粒子在P点的竖直分速度大小为，根据运动学规律有 设粒子在P点的速度与水平方向夹角为，根据速度的合成与分解有 解得 故 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有 根据几何关系可得 联立解得 【小问3详解】 粒子在磁场中运动的周期 故粒子在磁场中运动的时间 从磁场中出来打到y轴上的时间 粒子从M点到再次经过y轴的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $