精品解析：江西省赣州市赣县中学2025-2026学年高二上学期9月阶段检测物理试题（创新班）

赣县中学2025年秋学期高二年级物理创新班课时作业过关练 一、单选题（共28分） 1. 关于感应电流，下列说法中正确的是（　　） A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 2. 在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，L为自感系数足够大的电感线圈，且电阻不计，A、B为两个完全相同的灯泡。若将开关K闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关K，则（　　） A. 合上K的瞬间，A先亮，B后亮 B. 合上K的瞬间，B先亮，A后亮 C. 断开K以后，A熄灭，B重新亮后再熄灭 D. 断开K以后，B变得更亮，A缓慢熄灭 3. 人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流速变小 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小 4. 如图所示，水平放置的U形光滑框架上接一个值为的电阻，放在垂直纸面向里的、场强大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定外力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法不正确的是（ ） A. 此时AC两端电压为 B. 此过程中电路产生的电热 C. 此过程中通过电阻的电荷量为 D. 此过程所用时间 5. 空间存在着如图的匀强磁场，MN为磁场理想边界，光滑水平面上有一个边长为a，质量为m，电阻为R的金属正方形线框，从图中Ⅰ位置以速度2v沿垂直于磁场方向开始运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图Ⅱ位置时，线框的速度为v，则下列说法错误的是（　　） A. 在图中位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程中回路产生的电能为 C. 在图中位置Ⅱ时线框的加速度为 D. 此过程中通过线框截面的电量为 6. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积的自由电子数为 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 二、多选题（共24分） 8. 如图所示，边长为l的正方形导线框abcd电阻为R，该线框在光滑水平面内以速度沿x轴正向运动，线框刚好穿过磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场区域。下列说法中正确的是（　　） A. 导线框进入磁场时导线框中产生顺时针方向的电流 B. 导线框的质量 C. 当导线框完全在磁场中运动时ab两端的电压为 D. 导线框进入磁场过程和离开磁场过程中产生的热量之比为 9. 固定在水平面内足够长的光滑平行金属直导轨与电动势E=12V的直流电源、电容C=0.1F的电容器和阻值R=1Ω的定值电阻组成了如图所示的电路。空间内存在方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场，质量m=0.1kg、阻值r=0.5Ω的金属棒 ab 静置在水平直导轨上，金属棒 ab 的长度和导轨间距均为L=1m。闭合开关，给电容器充电，经足够长时间后断开，同时将 接“1”，金属棒 ab从静止开始先加速后匀速，匀速运动后将接“2”，金属棒 ab 做减速运动并最终静止在导轨上。已知重力加速度 导轨电阻不计，金属棒 ab始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A. 电容器完成充电时所带的电荷量为 120C B. 金属棒 ab匀速运动时的速度大小为3m /s C. 金属棒 ab 加速过程中电容器放出的电荷量为0.6C D. 金属棒 ab减速过程中运动的位移大小为0.9m 10. 如图所示，空间有一宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，abc是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框，bc边上的高也为L。图示时刻，bc边与磁场边界平行，a点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区，速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的位置x=0，感应电流i沿逆时针方向为正，线框受到的安培力F方向向左为正，则下列图像可能正确的为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，水平放置的平行光滑导轨间接有电阻R、电容为C的电容器和一个单刀双掷开关。两导轨间距为L，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B。一质量为m、接入电路中的电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置。现将开关拨至位置1，金属棒ab在水平恒力F的作用下由静止开始向右运动，当金属棒ab的速度达到最大时，开关拨至位置2，并撤去外力F，金属棒ab继续运动直至达到稳定状态。不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒的最大速度是 B. 开关拨至位置2后，金属棒稳定后的速度 C. 电容器中储存的电荷量 D. 开关拨至位置2后，导体棒运动的距离 三、实验题（共8分） 12. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，此实验操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向_____（填“有关”或“无关”）； （2）用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，观察到电流表指针_____（填“向左”或“向右”）偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向_____（填“向上”或“向下”）； （3）实验时，为使实验现象更明显，可进行的操作是_____（多选）。 A. 加快磁铁运动速度 B. 使用量程大的灵敏电流表 C. 增加线圈匝数 D. 使用更细的导线 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，间距的粗糙平行金属导轨水平固定放置，导轨两端通过导线连接电动势，内阻的电源。一质量的金属杆垂直放在金属导轨上并保持良好接触，金属杆接入电路的有效电阻。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度大小，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，金属杆处于静止状态。金属杆与导轨的动摩擦因数为，重力加速度。闭合开关瞬间，求： （1）流过金属杆的电流大小； （2）金属杆受到的安培力大小； （3）金属杆的加速度大小。 14. 如图所示的平面直角坐标系 xOy，在第一象限内有平行于 y轴的匀强电场，方向沿 y 轴正方向；在第四象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与 x轴重合。 一质量为 m、电荷量为-q 的粒子， 从点以速度 沿 x轴正方向射入电场，通过电场后从点 b（2h，0）立即进入矩形磁场，经过磁场后从点进入第三象限，且速度与y轴负方向成角。 不计粒子所受的重力。求： （1）粒子经过点 b时速度 v的大小和方向； （2）磁感应强度的大小B； （3）矩形磁场区域的最小面积S。 15. 如图，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L=0.5m。虚线PQ垂直导轨，其右侧存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。两根长度相同的金属棒a、b垂直于导轨放置，金属棒a与PQ的距离为0.5m，金属棒b与PQ的距离为11m，金属棒a、b的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.8kg，其接入电路的电阻分别为R1=0.5Ω、R2=2Ω。初始时刻同时给两金属棒大小相等、方向相反的初速度v0=5m/s，两金属棒相向运动，且始终没有发生碰撞，当金属棒a到达PQ处时回路中电流趋于零（可认为电流恰好为零）。运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻。求： （1）初始时刻金属棒b的加速度大小； （2）从初始时刻到金属棒a到达PQ处的过程中，通过金属棒a的电荷量； （3）整个过程中金属棒b产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 赣县中学2025年秋学期高二年级物理创新班课时作业过关练 一、单选题（共28分） 1. 关于感应电流，下列说法中正确的是（　　） A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 D. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，A错误； B．只要闭合电路的部分导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流，B错误； C．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，C正确； D．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，但磁场变化，穿过回路的磁通量就可能发生变化，从而产生感应电流，D错误。 故选C。 2. 在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，L为自感系数足够大的电感线圈，且电阻不计，A、B为两个完全相同的灯泡。若将开关K闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关K，则（　　） A. 合上K的瞬间，A先亮，B后亮 B. 合上K的瞬间，B先亮，A后亮 C. 断开K以后，A熄灭，B重新亮后再熄灭 D. 断开K以后，B变得更亮，A缓慢熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．合上K的瞬间，由于电感在线圈中电流发生变化时会产生一种阻碍作用，则电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，故AB错误； CD．将开关K闭合，等灯泡亮度稳定后，由于电感线圈电阻不计，则B灯被短路熄灭，断开K，A灯立即熄灭，由于线圈L中电流逐渐减小，产生一个与电流同向的自感电动势，与B灯组成一个新的回路，感应电流流过B灯，B重新亮后再熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 3. 人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流速变小 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正粒子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管下侧电势低，故A错误； B．血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定为，若血管内径变小，则血管的横截面积变小，根据可知则血液流速变大，故B错误； CD．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，根据 可得 又 联立可得 根据可知血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小，血液的流速变化，则血管内径一定改变，则血管上下侧电势差改变，所以血管上下侧电势差与血液流速有关，故D正确，C错误。 故选D。 4. 如图所示，水平放置的U形光滑框架上接一个值为的电阻，放在垂直纸面向里的、场强大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定外力F的作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法不正确的是（ ） A. 此时AC两端电压为 B. 此过程中电路产生的电热 C. 此过程中通过电阻的电荷量为 D. 此过程所用时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体AB有效切割的长度等于半圆的直径2L，半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小为： 而AC相当于电源，其两端的电压是外电压，由欧姆定律得： A正确； B．根据能量守恒定律得： 解得： B正确； C．根据法拉第电磁感应定律得： 根据电流定义式：，解得： C正确； D．根据动量定理得： 又因为，则有： 解得： D错误； 本题选不正确的，故选D. 5. 空间存在着如图的匀强磁场，MN为磁场理想边界，光滑水平面上有一个边长为a，质量为m，电阻为R的金属正方形线框，从图中Ⅰ位置以速度2v沿垂直于磁场方向开始运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图Ⅱ位置时，线框的速度为v，则下列说法错误的是（　　） A. 在图中位置Ⅱ时线框中的电功率为 B. 此过程中回路产生的电能为 C. 在图中位置Ⅱ时线框的加速度为 D. 此过程中通过线框截面的电量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在图中位置Ⅱ时线框中产生的感应电动势为 线框中的电功率为 故A正确； B．根据能量守恒定律可得线框中产生的电能为 故B正确； C．在图中位置Ⅱ时线框所受的安培力的合力 由牛顿第二定律得 故C错误； D．此过程中通过线框截面的电量为 故D正确。 故说法错误的是选C。 6. 日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽度为d、长为l、厚度为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。水平向右大小为I的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，以此来控制屏幕熄灭。下列说法正确的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的电势高 B. 自由电子所受洛伦兹力的大小为 C. 用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U无影响 D. 元件内单位体积的自由电子数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入水平向右大小为I的电流时，电子向左运动，由左手定律可得电子受洛伦兹力的作用往前表面偏转，故前表面的电势比后表面的电势低，故A错误； B．元件的前、后表面产生稳定电势差时，自由电子受到的洛伦兹力大小与电场力平衡 即 故B错误； C．由 解得 B为垂直于上表面的磁感应强度的大小，用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差U有影响，故C错误； D．由电流的微观表达式 又，解得元件内单位体积的自由电子数为 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 【答案】C 【解析】 【详解】B．粒子垂直于BC边射出，其运动轨迹如图甲所示 则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，可得，故B错误； C．粒子从C点射出，其运动轨迹如图乙所示 根据几何关系可得 解得 粒子运动轨迹对应的圆心角的正弦值为 可得θ=60° 粒子在磁场中运动的时间为，故C正确； D．由洛伦兹力提供向心力得 解得 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如下图所示  粒子从AB边射出时的圆心角相同，其在磁场中运动的时间相同，故D错误； A．根据D选项的分析，可知由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误。 故选C。 二、多选题（共24分） 8. 如图所示，边长为l的正方形导线框abcd电阻为R，该线框在光滑水平面内以速度沿x轴正向运动，线框刚好穿过磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场区域。下列说法中正确的是（　　） A. 导线框进入磁场时导线框中产生顺时针方向的电流 B. 导线框的质量 C. 当导线框完全在磁场中运动时ab两端的电压为 D. 导线框进入磁场过程和离开磁场过程中产生的热量之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由右手定则或楞次定律可以判断当导线框进入磁场中导线框中的感应电流方向为逆时针，故A错误； B．当导线框完全进入磁场时的速度为，导线框进入磁场的过程中对导线框分析由动量定理有 而 导线框离开磁场的过程中对导线框分析由动量定理有 而 解得 故B正确； C．当线框完全在磁场中运动时，回路中的电流为0，线框不受安培力，速度不变，所以两端的电压，故C正确； D．导线框进入磁场的过程中对导线框分析，由能量守恒有 导线框离开磁场的过程中对导线框分析，由能量守恒有 所以，故D错误。 故选BC。 9. 固定在水平面内足够长的光滑平行金属直导轨与电动势E=12V的直流电源、电容C=0.1F的电容器和阻值R=1Ω的定值电阻组成了如图所示的电路。空间内存在方向竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场，质量m=0.1kg、阻值r=0.5Ω的金属棒 ab 静置在水平直导轨上，金属棒 ab 的长度和导轨间距均为L=1m。闭合开关，给电容器充电，经足够长时间后断开，同时将 接“1”，金属棒 ab从静止开始先加速后匀速，匀速运动后将接“2”，金属棒 ab 做减速运动并最终静止在导轨上。已知重力加速度 导轨电阻不计，金属棒 ab始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　） A. 电容器完成充电时所带的电荷量为 120C B. 金属棒 ab匀速运动时的速度大小为3m /s C. 金属棒 ab 加速过程中电容器放出的电荷量为0.6C D. 金属棒 ab减速过程中运动的位移大小为0.9m 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电容器完成充电时所带的电荷量，故A错误； BC．在金属棒 ab匀速时，根据法拉第电磁感应定律有 在加速过程中，对金属棒 ab，根据动量定理可得 又 可得 其中 联立解得 ，，故B错误，C正确； D．减速过程中，对金属棒 ab应用动量定理得 又， 联立可得 即 解得x=0.9m，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，空间有一宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，abc是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框，bc边上的高也为L。图示时刻，bc边与磁场边界平行，a点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区，速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的位置x=0，感应电流i沿逆时针方向为正，线框受到的安培力F方向向左为正，则下列图像可能正确的为（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．进入磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度 回路中的感应电流 随时间均匀增加，根据楞次定律，电流方向为正，出磁场时，由于前后感应电动势抵消，电流也均匀增加，根据楞次定律，电流方向为负，因此A正确，B错误； CD．线框所受安培力 方向向左，出磁场时与入磁场时完全相同，方向也向左，因此C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，水平放置的平行光滑导轨间接有电阻R、电容为C的电容器和一个单刀双掷开关。两导轨间距为L，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B。一质量为m、接入电路中的电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置。现将开关拨至位置1，金属棒ab在水平恒力F的作用下由静止开始向右运动，当金属棒ab的速度达到最大时，开关拨至位置2，并撤去外力F，金属棒ab继续运动直至达到稳定状态。不计导轨电阻，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒的最大速度是 B. 开关拨至位置2后，金属棒稳定后的速度 C. 电容器中储存的电荷量 D. 开关拨至位置2后，导体棒运动的距离 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当开关拨至位置1时，金属棒ab在水平恒力F的作用下开始运动，此时金属棒受到水平恒力和安培力的作用，根据安培力公式，， 所以 当金属棒达到最大速度时，加速度为零，此时水平恒力F与安培力大小相等，即 解得金属棒的最大速度，故A正确； B．当开关拨至位置2后，电路中接入了电容器，此时金属棒和电容器组成闭合回路，金属棒在磁场中运动产生感应电动势，对电容器充电，当电容器两端电压与感应电动势相等时，电路中电流为零，金属棒达到稳定状态，设金属棒稳定后的速度为v，此时感应电动势 由于电容器两端电压等于金属棒两端电压，故有 此过程由动量定理，可得， 联立得，故B错误； C．电容器中储存的电荷量，故C正确； D．开关接入位置2后，电路中有电流，但不是真正意义上的回来，不可以用来求位移，所以位移没办法计算，故D错误。 故选AC。 三、实验题（共8分） 12. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转，此实验操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向_____（填“有关”或“无关”）； （2）用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，观察到电流表指针_____（填“向左”或“向右”）偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向_____（填“向上”或“向下”）； （3）实验时，为使实验现象更明显，可进行的操作是_____（多选）。 A. 加快磁铁运动速度 B. 使用量程大的灵敏电流表 C. 增加线圈匝数 D. 使用更细的导线 【答案】（1）有关 （2） ①. 向右 ②. 向下 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 这样操作是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系，以此来确定产生的感应电流的方向。 【小问2详解】 [1]按图甲说明电流从正接线柱流入电流计指针向右偏转；图乙在条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，磁通量减小，由楞次定律可知电流从正接线柱流入电流计，故电流计指针向右偏转； [2]由安培定则：可知螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。 【小问3详解】 为使实验现象更明显即电流要增大，根据，判断，需要增大磁通量变化率和匝数，减小电阻，使用量程大的灵敏电流表没有作用，故AC正确BD错误。 故选AC。 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，间距的粗糙平行金属导轨水平固定放置，导轨两端通过导线连接电动势，内阻的电源。一质量的金属杆垂直放在金属导轨上并保持良好接触，金属杆接入电路的有效电阻。在导轨所在平面内，分布着磁感应强度大小，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，金属杆处于静止状态。金属杆与导轨的动摩擦因数为，重力加速度。闭合开关瞬间，求： （1）流过金属杆的电流大小； （2）金属杆受到的安培力大小； （3）金属杆的加速度大小。 【答案】（1）20A （2）10N （3）3m/s2 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，根据闭合电路欧姆定律可 解得流过金属杆的电流大小为 【小问2详解】 流过金属杆的电流大小为 【小问3详解】 以金属棒为对象，根据牛顿第二定律可得 有 联立解得金属杆的加速度大小为 14. 如图所示的平面直角坐标系 xOy，在第一象限内有平行于 y轴的匀强电场，方向沿 y 轴正方向；在第四象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与 x轴重合。 一质量为 m、电荷量为-q 的粒子， 从点以速度 沿 x轴正方向射入电场，通过电场后从点 b（2h，0）立即进入矩形磁场，经过磁场后从点进入第三象限，且速度与y轴负方向成角。 不计粒子所受的重力。求： （1）粒子经过点 b时速度 v的大小和方向； （2）磁感应强度的大小B； （3）矩形磁场区域的最小面积S。 【答案】（1），方向与x轴正方向夹角为；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有 ， 令在b点速度方向与x轴正方向夹角为，利用速度分解有 ，， 解得 ， （2）根据上述，结合题意，作出粒子运动轨迹如图所示 粒子从d点飞出磁场，根据几何关系有 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有 解得 （3）根据上述可知，矩形磁场区域的最小面积 解得 15. 如图，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L=0.5m。虚线PQ垂直导轨，其右侧存在垂直导轨平面竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。两根长度相同的金属棒a、b垂直于导轨放置，金属棒a与PQ的距离为0.5m，金属棒b与PQ的距离为11m，金属棒a、b的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.8kg，其接入电路的电阻分别为R1=0.5Ω、R2=2Ω。初始时刻同时给两金属棒大小相等、方向相反的初速度v0=5m/s，两金属棒相向运动，且始终没有发生碰撞，当金属棒a到达PQ处时回路中电流趋于零（可认为电流恰好为零）。运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻。求： （1）初始时刻金属棒b的加速度大小； （2）从初始时刻到金属棒a到达PQ处的过程中，通过金属棒a的电荷量； （3）整个过程中金属棒b产生的焦耳热。 【答案】（1）5m/s2 （2）1.6C （3）9.28J 【解析】 【小问1详解】 初始时刻，回路中感应电动势 根据欧姆定律得 对金属棒b，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 当金属棒a到达PQ处时回路中电流恰好为零，此时两金属棒速度相等，以水平向左为正方向，由动量守恒定律得 解得，方向向左 对金属棒a由动量定理有 由 解得 【小问3详解】 从初始时刻到金属棒到达PQ处，由、、 可得 解得 假设金属棒b最终停在磁场区域，对金属棒b由动量定理有 解得 由 解得 由于 故金属棒b最终停在磁场区域，金属棒a出磁场后以向左做匀速运动，由能量守恒定律得整个回路中产生热量 则整个过程金属棒b产生热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $