精品解析：河南省信阳市罗山县高级中学2025-2026学年高二上学期开学教学质量检测物理试卷

罗山高级中学高二开学教学质量检测 物理试题 考试时间：75分钟 一、选择题：本题10小题，共46分。第1～7题只有一项 符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分 1. 关于电磁波，下列说法正确的是 A. 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 2. 如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流，释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（　　） A. 导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B. 导线框的磁通量为零时，感应电流也为零 C. 导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D. 导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动 3. 如图1所示的无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是振荡电路。若话筒使用时，某时刻，话筒中振荡电路中磁场方向如图2所示，且电流正在减小，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在放电 B. 电容器下板带正电 C. 俯视看，线圈中电流沿顺时针方向 D. 电场能正在向磁场能转化 4. 如图所示，水平面的abc区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界的夹角为30°，距顶点b为L的S点有一粒子源，粒子在水平面内垂直bc边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子、粒子质量为m、电量大小为q，下列说法正确的是（　　） A. 从边界bc射出的粒子速度方向各不相同 B. 粒子离开磁场时到b点的最短距离为 C. 垂直边界ab射出的粒子的速度大小为 D. 垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为 5. 小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的计数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R．若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向上运动，这时电子测力计的计数为G2，铜条在磁场中的长度L．在直铜条AB向上运动过程中说法正确的是（　　） A. 直铜条AB所受安培力方向向上 B. 直铜条AB中感应电流方向为B→A C. G1小于G2 D. 磁感应强度的大小为B＝ 6. 如图所示，面积为S的N匝闭合线圈abcd水平放置，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场磁感应强度的夹角为45°。现将线圈以ab边为轴以角速度ω按顺时针转动90°，则（　　） A. 线框水平时，线框中磁通量为 B. 线框转动90°过程中，线框中磁通量变化量为0 C. 线框转动过程中，感应电流先沿adcba后沿abcda D. 线框转动90°过程中，线框中平均电动势为 7. 如图甲所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈两端交变电压的表达式为 B. 在t=0.05s时刻，电压表的示数为 C. 滑片向下移动过程中，电压表和的示数不变，的示数变小 D. 滑片向下移动过程中，电流表示数变大，滑动变阻器R消耗的功率变大 8. 如图甲所示，将粗细均匀的导线做成的正方形线框abcd在磁场上方某高处由静止释放，cd边刚进入磁场时开始计时（t＝0），线框的图像如图乙所示，在时刻cd边刚离开磁场时速度也为，最终线框离开磁场（离开图略）。已知线框的质量为m，边长为L，两条水平虚线、相距为d（），虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中线框中电流方向与离开磁场过程中电流方向相反 B. 线框进入磁场过程中线框受安培力的方向与离开磁场过程中受安培力的方向相反 C. cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为 D. 线框进入磁场的过程中产生的电热为 9. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，A和B是两个完全相同的小灯泡，实验时，断开S瞬间，灯B突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（　　） A. 灯B的电阻值大于线圈L的直流电阻值 B. 当开关S由断开变为闭合时，A灯的亮度始终不变 C. 当开关S由闭合变为断开时，通过灯B的电流方向相同 D. 当开关S由断开变为闭合时，A灯立即变亮，后变得更明亮 10. 如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里，大小为匀强磁场。现将一质量为，带电量为的带电小球（可看成点电荷）静止放于水平面上，并对点电荷施加一水平向右的恒力。（重力加速度为），则下列说法正确的是（　　） A. 点电荷离开水平面前做变加速运动 B. 当点电荷速度达到时点电荷将要离开水平面 C. 点电荷离开水平面前在水平面上运动的时间为 D. 点电荷离开水平面前在水平面上所发生的位移为 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。 （1）在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路______； （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有： ①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏； ②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏； （3）在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。 A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C．若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低 D．若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低 12. 图中虚线框内存在一沿水平方向且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E为直流电源，R为电阻箱，A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图______。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量m1。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D______，然后读出______，并用天平称出此时细沙的质量m2。 ④用米尺测量D的底边长度L。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=______。 三、计算题（本题共3小题，共计38分，期中13题10分，14题12分，15题16分） 13. 如图所示，发电机转子是一个匝数N=100，边长L=10cm的正方形线圈abcd。线圈在磁感应强度B=1T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO’以f=50Hz的频率逆时针匀速转动，已知线圈的电阻r=5，外电路电阻R=20。从如图所示的位置开始计时。求： （1）线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式以及外电路电阻R上消耗的电功率； （2）从计时开始，线圈逆时针转过的过程中，通过外电阻的电荷量q。 14. 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。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）匀强电场的场强E的大小； （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。 15. 如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m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的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让杆ab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，导轨足够长。求： (1)请说出通过电阻R的感应电流的方向； (2)在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值vm； (3)已知经时间t，ab杆下滑的长度为x，获得的速度为v（v<vm）,若在同一时间内，回路中产生的热量与一恒定电流I0在该时间内产生的热量相同，求此恒定电流I0的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 罗山高级中学高二开学教学质量检测 物理试题 考试时间：75分钟 一、选择题：本题10小题，共46分。第1～7题只有一项 符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分 1. 关于电磁波，下列说法正确的是 A. 只要有周期性变化的电场，就可以形成电磁波 B. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【答案】C 【解析】 【详解】A．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，才能产生电磁波，A错误． B．电磁波在真空中的传播速度是定值，就是光速，与频率无关，B错误． C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直，C正确． D．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输，D错误． 2. 如图所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线中通以图示方向的恒定电流，释放导线框，它由实线位置下落到虚线位置未发生转动，在此过程中（　　） A. 导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA B. 导线框的磁通量为零时，感应电流也为零 C. 导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上 D. 导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据安培定则，通电直导线的磁场在上方向外，下方向里．线框从上向下靠近导线的过程，向外的磁场磁感应强度增加，根据楞次定律，线框中产生顺时针方向的电流；穿越导线时，上方向外的磁场和下方向里的磁场叠加，先是向外的磁通量减小，一直减小到零，之后变成向里的磁通量，并逐渐增大，直至最大，这一过程线框中产生逆时针方向的电流；向里的磁通量变成最大后，继续向下运动，向里的磁通量又逐渐减小，这时的电流方向又变成了顺时针．所以线框中感应电流方向依次为ACBA→ABCA→ACBA；当线框的磁通量为零时，有逆时针方向的感应电流。故A正确，B错误； CD．根据楞次定律，感应电流始终阻碍线框相对磁场的运动，故线框所受安培力的方向始终向上，安培力的合力不为零，线框的运动不是自由落体运动，故CD错误； 故选A。 3. 如图1所示的无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是振荡电路。若话筒使用时，某时刻，话筒中振荡电路中磁场方向如图2所示，且电流正在减小，下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在放电 B. 电容器下板带正电 C. 俯视看，线圈中电流沿顺时针方向 D. 电场能正在向磁场能转化 【答案】B 【解析】 【详解】AD．电流正在减小，则电容器正在充电，电容器极板电荷量正在增大，电容器里电场变强，磁场能正在向电场能转化，AD错误； BC．根据楞次定律，俯视看，线圈中电流沿逆时针方向，电容器正在充电，则电容器下板带正电，B正确，C错误。 故选B。 4. 如图所示，水平面的abc区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界的夹角为30°，距顶点b为L的S点有一粒子源，粒子在水平面内垂直bc边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子、粒子质量为m、电量大小为q，下列说法正确的是（　　） A. 从边界bc射出的粒子速度方向各不相同 B. 粒子离开磁场时到b点的最短距离为 C. 垂直边界ab射出的粒子的速度大小为 D. 垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子竖直向上进入磁场，轨迹圆心一定在bc边上，若粒子能从边界bc射出，粒子的速度方向一定竖直向下，故方向均相同，A错误； B．当轨迹恰好与ab边相切时，粒子从bc边离开磁场时到b点的距离最短，由几何关系可得 离b点的最短距离为 联立解得 B正确； C．垂直边界ab射出的粒子，轨道半径为 由洛伦兹力作为向心力可得 解得粒子的速度大小为 C错误； D．粒子在磁场中的运动周期为 垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为 D错误。 故选B。 5. 小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示．在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的计数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计．直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R．若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向上运动，这时电子测力计的计数为G2，铜条在磁场中的长度L．在直铜条AB向上运动过程中说法正确的是（　　） A. 直铜条AB所受安培力方向向上 B. 直铜条AB中感应电流方向为B→A C. G1小于G2 D. 磁感应强度的大小为B＝ 【答案】D 【解析】 【详解】AB．直铜条AB向上运动，由右手定则可知，感应电流方向：A→B，由左手定则可知，铜条受到的安培力方向：竖直向下，故AB错误； C．设铜条的重力为G，由题意可知：G1＝G，铜条向上运动时，铜条受到的安培力竖直向下，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力：F＝BIL竖直向上，由平衡条件得： G＝G2+BIL，G2＝G﹣BIL， 由此可知： G1>G2， 故C错误； D．铜条不动时，由平衡条件得：G＝G1，铜条向上运动时，磁铁静止，由平衡条件得： G＝G2+BIL， 感应电流： ， 解得： ， 故D正确． 6. 如图所示，面积为S的N匝闭合线圈abcd水平放置，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面与磁场磁感应强度的夹角为45°。现将线圈以ab边为轴以角速度ω按顺时针转动90°，则（　　） A. 线框水平时，线框中磁通量为 B. 线框转动90°过程中，线框中磁通量变化量为0 C. 线框转动过程中，感应电流先沿adcba后沿abcda D. 线框转动90°过程中，线框中平均电动势为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据磁通量的计算公式有 故A错误； B．当线框转过90°时，磁通量为 所以磁通量的变化量为 故B错误； C．线框转动过程中，通过线框的磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知感应电流的方向始终沿adcba，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律 联立以上各式可得 故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈两端交变电压的表达式为 B. 在t=0.05s时刻，电压表的示数为 C. 滑片向下移动过程中，电压表和的示数不变，的示数变小 D. 滑片向下移动过程中，电流表示数变大，滑动变阻器R消耗的功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据理想变压器变压比等于匝数比可得副线圈两端交变电压的最大值为 角速度为 所以副线圈两端交变电压的表达式为 故A错误； B．输入电压的有效值为 根据 可得 U2=22V 电压表测量的是有效值，所以电压表V2的示数为22V，故B错误； CD．在滑动变阻器R滑片向下移动的过程中，R接入电路的阻值变小，因为输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，所以电压表V1、V2示数不变。副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，因此电流表A1和A2示数均变大。根据欧姆定律可知电阻R0两端电压变大，根据串联电路分压规律可知R两端电压变小，即电压表V3示数变小。在副线圈电路中，定值电阻R0可看作等效内阻，滑动变阻器R可看作外电阻，由于不确定滑动变阻器R与定值电阻R0的大小关系，因此无法判断滑动变阻器R的功率变化，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，将粗细均匀的导线做成的正方形线框abcd在磁场上方某高处由静止释放，cd边刚进入磁场时开始计时（t＝0），线框的图像如图乙所示，在时刻cd边刚离开磁场时速度也为，最终线框离开磁场（离开图略）。已知线框的质量为m，边长为L，两条水平虚线、相距为d（），虚线之间的匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中线框中电流方向与离开磁场过程中电流方向相反 B. 线框进入磁场过程中线框受安培力的方向与离开磁场过程中受安培力的方向相反 C. cd边刚进入磁场时c、d两点间的电势差为 D. 线框进入磁场的过程中产生的电热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可得，线框进入磁场过程中电流方向为adcba，离开磁场过程中电流方向为abcda，故A正确； B．根据楞次定律中“来拒去留”可知，线框进入磁场过程中线框受安培力的方向向上，离开磁场过程中受安培力的方向向上，故B错误； C．cd边刚进入磁场时产生的感应电动势为，所以c、d两点间的电势差为 故C错误； D．线框从进入磁场到cd边刚到达磁场下边界过程中，根据能量守恒定律可得产生的焦耳热为 故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，A和B是两个完全相同的小灯泡，实验时，断开S瞬间，灯B突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（　　） A. 灯B的电阻值大于线圈L的直流电阻值 B. 当开关S由断开变为闭合时，A灯的亮度始终不变 C. 当开关S由闭合变为断开时，通过灯B的电流方向相同 D. 当开关S由断开变为闭合时，A灯立即变亮，后变得更明亮 【答案】AD 【解析】 【详解】A．L是自感系数很大的线圈，实验时，断开S瞬间，灯B突然闪亮，随后逐渐变暗，则线圈L内阻很小，所以灯B的电阻值大于线圈L的直流电阻值，A正确； BD．当开关S由断开变为闭合时，两灯立即有电压，同时发光，由于线圈的电阻很小，B灯被线圈短路，由亮变暗，直到不亮，而A灯却变得更明亮，B错误，D正确； C．当开关S由闭合变为断开时，A灯没有电压，立即熄灭，线圈L产生自感电动势，相当于电源，给B灯提供短暂的电流，此时铜管灯B的电流方向相反，使B灯过一会儿熄灭，C错误。 故选AD。 10. 如图所示，光滑绝缘的水平面正上方有垂直纸面向里，大小为匀强磁场。现将一质量为，带电量为的带电小球（可看成点电荷）静止放于水平面上，并对点电荷施加一水平向右的恒力。（重力加速度为），则下列说法正确的是（　　） A. 点电荷离开水平面前做变加速运动 B. 当点电荷速度达到时点电荷将要离开水平面 C. 点电荷离开水平面前在水平面上运动的时间为 D. 点电荷离开水平面前在水平面上所发生的位移为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．水平面光滑，点电荷水平方向合力即所受恒力F，由牛顿第二定律可得 解得 易知点电荷离开水平面前做匀加速直线运动。故A错误； B．点电荷竖直方向受重力、支持力和洛伦兹力作用，有 当支持力为零时，点电荷将离开地面，即 解得 故B正确； C．点电荷离开水平面前在水平面上做匀加速直线运动设运动时间为t，有 解得 故C正确； D．同理，根据位移与时间的关系式，可得 故D错误。 故选BC。 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。 （1）在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路______； （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有： ①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏； ②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏； （3）在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。 A．因电路不闭合，无电磁感应现象 B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C．若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低 D．若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低 【答案】 ①. ②. 右 ③. 左 ④. BD 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示。 (2)[2]闭合电键，磁通量增加，指针向右偏转，将原线圈迅速插入副线圈，磁通量增加，则灵敏电流计的指针将右偏转一下。 [3]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电阻增大，则电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，则灵敏电流计指针向左偏转一下。 (3)[4]如果副线圈B与灵敏电流计断开，线圈中仍有磁通量的变化，仍会产生感应电动势，不会没有感应电流存在，但是可根据楞次定律来确定感应电流的方向，从而可以判断出感应电动势的方向。故BD正确；AC错误。 故选BD。 12. 图中虚线框内存在一沿水平方向且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E为直流电源，R为电阻箱，A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图______。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量m1。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D______，然后读出______，并用天平称出此时细沙的质量m2。 ④用米尺测量D的底边长度L。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=______。 【答案】 ①. ②. 重新处于平衡状态 ③. 电流表的示数I ④. 【解析】 【详解】（1）[1]连接完成的实验电路图如图所示 （2）[2][3]本题考查了磁场力作用下物体的平衡，利用平衡条件求解磁感应强度，故应使D重新处于平衡状态；两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力大小相等，磁场力与电流大小有关，故还需读出电流表的示数I。 （3）[4]两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力相等，即 所以磁感应强度 三、计算题（本题共3小题，共计38分，期中13题10分，14题12分，15题16分） 13. 如图所示，发电机转子是一个匝数N=100，边长L=10cm的正方形线圈abcd。线圈在磁感应强度B=1T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO’以f=50Hz的频率逆时针匀速转动，已知线圈的电阻r=5，外电路电阻R=20。从如图所示的位置开始计时。求： （1）线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式以及外电路电阻R上消耗的电功率； （2）从计时开始，线圈逆时针转过的过程中，通过外电阻的电荷量q。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知 代入数据解得 则由感应电动势随时间的变化函数表达式为 代入数据得 设I代表电流的有效值 代入数据得 由外电阻R的功率 得 （2）从计时开始，线圈逆时针转过的过程中，由感应电动势 感应电流 通过电阻R的电荷量 所以 代入数据解得 14. 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。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）匀强电场的场强E的大小； （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） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆周，PQ段为抛物线。根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角，可得 解得 在粒子从P运动到Q的过程中，由动能定理得 解得 【小问2详解】 在匀强电场由P到Q的过程中，水平方向的位移为 竖直方向的位移为 可得、 由 故粒子在QO段圆周运动的半径 又 解得 【小问3详解】 在Q点时，有 设粒子从P到Q所用时间为，在竖直方向上有 粒子从Q点运动到O所用的时间为 则粒子从P点运动到O点所用的时间为 15. 如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m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的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让杆ab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，导轨足够长。求： (1)请说出通过电阻R的感应电流的方向； (2)在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值vm； (3)已知经时间t，ab杆下滑的长度为x，获得的速度为v（v<vm）,若在同一时间内，回路中产生的热量与一恒定电流I0在该时间内产生的热量相同，求此恒定电流I0的表达式。 【答案】（1）感应电流的方向为由P到M；（2）；（3） 【解析】 【详解】(1)由右手定则可判断通过电阻的感应电流的方向为有到 (2)在下滑过程中，杆可以达到的速度最大值时，金属杆做匀速运动，则有 可得 (3)由能量守恒可得 其中 可得恒定电流的表达式 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $