精品解析：新疆生产建设兵团第十三师红星高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

红星高级中学2024-2025学年第二学期3月月考试卷 高二物理 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、选择题（在每题给出的四个选项中，1-7只有一项是正确，8-10至少一个选项正确，每题4分，选错不得分，少选给两分。共40分） 1. 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲匀速运动到位置乙，则（　 　） A. 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 B. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 C. 导线框离开磁场时，感应电流方向为adcba D. 导线框进入磁场时，感应电流方向为abcda 【答案】A 【解析】 【详解】AD．导线框进入磁场时，根据右手定则可判断感应电流方向为adcba，再根据左手定则可判断受到的安培力方向水平向左，故A正确，D错误； BC．导线框离开磁场时，根据右手定则可判断感应电流方向为abcda，再根据左手定则可判断受到的安培力方向水平向左，故BC错误。 故选A。 2. 下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（　　） A. 甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力 B. 乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子 C. 丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作 D. 丁图中无线充电过程利用了接触起电原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．通电导线周围产生的是磁场，小磁针受磁场作用而转动，故A错误； B．回旋加速器真正提供粒子加速（增速）的不是磁场，而是交变电场，磁场只负责改变粒子运动方向，故B错误； C．高频感应炉的加热确实利用了涡流热效应，故C正确； D．无线充电利用的是电磁感应原理，而非“接触起电”原理，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，等腰直角三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的直角边在x轴上且长为L，高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在0~ L过程，磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值，线圈切割有效长度均匀增加，线圈中的电流为 在L~ 2L过程，磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值，线圈切割有效长度均匀增加，线圈中的电流为 故选A。 4. 如图所示甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，直流电阻为；两白炽灯泡和定值电阻的阻值也均为。先闭合开关，待电路达到稳定后，灯泡均能发光，再将开关断开，最终两灯都熄灭。对于开关闭合、断开后灯泡亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A. 同时闭合开关，甲、乙电路中的灯泡同时亮起 B. 同时闭合开关，甲电路中灯泡先闪亮一下再稳定发光 C. 断开开关，甲、乙两电路中灯泡都先闪亮一下再延迟熄灭 D. 断开开关，甲电路中灯泡延迟熄灭、乙电路中灯泡先闪亮一下再延迟熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．甲电路闭合开关，由于线圈的自感现象，灯泡缓慢变亮，乙电路闭合开关，灯泡瞬间变亮，AB均错误。 CD．甲电路在开关闭合稳定后，通过灯泡的电流与通过电感线圈的电流相等，再断开开关，由于线圈的自感作用，灯泡延迟熄灭；乙电路在开关闭合稳定后，通过的电流大于通过灯泡的电流，再断开开关，将阻碍电流变化，通过的电流将流经灯泡，使得断开后瞬间，通过灯泡的电流变大，所以灯泡先闪亮再延迟熄灭， C错误， D正确。 故选D。 5. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A. 电流表的示数为0.31 A B. 线圈转动的角速度为50π rad/s C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 【答案】D 【解析】 【详解】A．在交流电路中电流表的示数为有效值22 V 电流表的示数A＝0.22 A 故A错误； B．从图像可知线圈转动的周期为0.02 s，则线圈转动的角速度ω＝＝100π rad/s 故B错误； C．0.01 s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，线圈平面与磁场方向垂直，故C错误； D．线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量Q＝I2Rt＝（0.22）2×90×0.02 J≈0.087 J 故D正确。 故选D。 6. 如图所示的交变电流，每个周期内的前三分之一个周期电压按正弦规律变化。则该交变电流电压的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由交流电的有效值的定义可知，在时间内 在时间内 则有 解得 故选A。 7. 在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3=4∶2∶1，定值电阻R1=4 Ω，R2=R3=1 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为3 Ω。在c、d两端输入正弦式交流电，电压的表达式为。当滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R3的功率一直增大 B. 电流表示数最小值为A C. 当滑片Р处在a端与b端的中点时，整个电路的功率达到最大 D. 理想变压器的最大输出功率为6W 【答案】B 【解析】 详解】A．等效电路图如图所示， 两副线圈的等效电阻为分别为， 当滑片P从a端滑到b端的过程中，总电阻减小，总电流增大，R1两端的电压增大， 两端的电压减小，故电阻R3的功率一直减小，故A错误； B．原线圈的两端电压为 当滑片位于a端时，电流表的示数最小，此时滑动变阻器的阻值为3 Ω，原线圈电流最小值为 故B正确； C．由图可知当滑片P从a端滑到b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则总电阻减小，原线圈的电流变大，又因为P＝UI1 所以当滑片Р滑至b端时，整个电路的功率达到最大，故C错误； D．将R1等效为电源内阻。则电源的输出功率最大时满足 此时原线圈电压与R1两端电压相等，理想变压器输出最大功率为 故D错误。 故选B。 二、多选题 8. 关于电场和磁场的描述，下列说法正确的是（　　） A. 两根通有反向电流的平行直导线之间，存在着相互排斥的安培力 B. 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 C. 洛伦兹力对带电粒子一定不做功 D. 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中一定做直线运动或匀速圆周运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据电流与电流之间的相互作用可知，两根通有反方向电流的平行直导线之间，根据安培定则及左手定则，可知两导线间存在着相互排斥的安培力，A正确； B．根据安培力 其中θ为电流方向与磁场方向夹角，安培力的大小与通电直导线和匀强磁场方向的夹角有关。如时，即磁场方向与电流方向平行时，就算有电流和磁场也不会有安培力，B错误； C．洛伦兹力时刻与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，C正确； D．带电粒子初速度为零时会静止，带电粒子速度方向与磁场不是平行或垂直时，会做螺旋运动，D错误。 故选AC。 9. 质谱仪工作原理如图所示，一质量为m电荷量为q的粒子，从容器A下方小孔飘入电压为U的加速电场中（初速度为0），经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上，不计离子重力。则（　　） A. 粒子进入磁场时的速率为 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为 C. 电荷量相同质量越大的粒子，最后打到底片上的位置离越远 D. 电荷量相同质量越小的粒子，最后打到底片上的位置离越远 【答案】AC 【解析】 【详解】A．粒子在电场中加速有 解得 A正确； BCD．粒子在磁场中做匀速圆周运动有 解得 可知与有关，电荷量相同质量越大的粒子越大，最后打到底片上的位置离越远， BD错误；C正确。 故选AC。 10. 阿尔法磁谱仪（AMS）主要用于探测宇宙中的奇异物质，其中最关键的永磁体系统是由中国科研团队研制成功的，解决了不能将强磁场送入外层空间运行的世界性难题。永磁体系统核心部分可简化为半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，从P点沿直径方向射入速度相同的粒子，P、a、b、c、d、e为圆周上的等分点。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，不考虑粒子反弹。以下说法正确的是（　　） A. 打在a处的粒子带负电，打在d处的粒子带正电 B. 打在a处粒子的比荷是打在d处的3倍 C. 打在b处的粒子的比荷与打在e处的相等 D. 打在e处的粒子在磁场中运动的时间是打在d处的2倍 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，打在a处的粒子带负电，打在d处的粒子带正电，故A正确； B．在a点，粒子转过的圆心角 根据几何关系得 同理d处转过的圆心角 由可知，打在a处的粒子比荷是打在d处的3倍，故B正确； C．由于 可得 故打在b处和e处的粒子半径不同，故比荷不相等，故C错误； D．由于 所以 因为打在e处与d处的粒子的轨迹半径之比为，圆心角度之比为，故打在两处的粒子在磁场中的运动时间之比为，故D错误。 故选AB。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 【答案】（1） ①. 不偏转 ②. 偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 逆时针 （3）向右偏 【解析】 【小问1详解】 [1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。 [2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。 【小问2详解】 [1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。 [2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。 【小问3详解】 在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。 12. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，其工作原理如图所示，在普通天平的右臂挂着若干匝矩形线圈，线圈的下半部分处于匀强磁场内，磁场方向与矩形线圈平面垂直。 （1）若矩形线圈位于纸面内，匀强磁场垂直于纸面向里，当线圈中通过图示方向的电流时，矩形线圈受到的安培力方向___________（填“竖直向上”或“竖直向下”）；调节砝码使天平达到平衡。若线圈自重可忽略，则此时左盘中的砝码质量___________（填“大于”“小于”或“等于”）右盘中的砝码质量。 （2）接着使线圈中的电流反向，大小保持不变，保持右盘中的砝码质量不变，增加或减少左盘中的砝码使天平再次达到平衡。若左盘中砝码的质量变化了，重力加速度大小为g，矩形线圈的匝数为n，通过线圈中的电流大小为I，线圈的水平边长为L，则匀强磁场的磁感应强度大小___________。（用本题中出现的物理量符号表示） 【答案】（1） ①. 竖直向上 ②. 小于 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]由左手定则可知，矩形线圈受到的安培力方向竖直向上； [2]调节砝码使天平达到平衡。若线圈自重可忽略，则 此时左盘中的砝码质量小于右盘中的砝码质量。 【小问2详解】 开始时 电流方向后安培力方向变为竖直向下，则平衡时满足 相减得 解得 三、解答题（4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案不得分。有单位的数值，答案必须写出正确的单位） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，从图示位置开始计时，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式； （2）电阻R上所消耗的电功率是多少？ 【答案】（1） （2）720W 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值为 故交变电流的电动势瞬时值的表达式为 【小问2详解】 电阻R上所消耗的电功率为 14. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，线圈电阻。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）在1~3s内线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量以及线圈产生的焦耳热。 【答案】（1）50V，感应电流方向为 （2），1000J 【解析】 【小问1详解】 时感应电动势 磁通量的变化量 根据图乙可知，时磁感应强度的变化率大小 代入数据解得 根据楞次定律可知，感应电流方向为 【小问2详解】 在内线圈中感应电动势 其中 根据欧姆定律，感应电流 则通过线圈的电荷量 其中 解得 内线圈产生的焦耳热 15. 如图所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一粒子源位于圆周上的M点，可向磁场区域内垂直磁场沿各个方向发射质量为m、电荷量为的粒子，这些粒子的速率不相等，不计粒子的重力，N为圆周上另一点，半径和间的夹角为，且满足。 （1）若其中甲粒子以某一速率沿方向射入磁场，恰能从N点离开磁场，求甲粒子的速率； （2）若乙粒子沿与成角斜向上方射入磁场，且乙粒子做圆周运动的半径正好等于磁场区域的半径R，求乙粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）粒子以速率v沿方向射入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，恰好从N点离开磁场，其运动轨迹如图所示 设粒子轨迹半径为r，由牛顿第二定律可得 由图中几何关系可得 解得粒子的速度 （2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设轨迹半径为R，粒子沿与成角方向射入磁场，设粒子从区域边界P射出，其运动轨迹如图所示 由图中几何关系可知粒子轨迹所对应的圆心角为 粒子在磁场中的运动时间 粒子运动周期 解得 16. 如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； （3）若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 【答案】（1）0.8T （2）37.5J （3）6m/s 【解析】 【小问1详解】 金属棒匀速下滑时的速度大小为v，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 联立并代入数据解得B=0.8T 【小问2详解】 通过金属棒的电荷量为， 平均电动势， 解得 由能量守恒定律可得 联立并代入数据解得 从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量 【小问3详解】 若将电阻R改接成电容为C的电容器，将金属棒由静止释放，产生感应电动势，电容器充电，电路中有充电电流，金属棒受到安培力和重力，根据牛顿第二定律得 设时间间隔 时间内流经棒的电荷量为，则电路中电流 又 联立并代入数据解得 所以金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，2秒末的速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 红星高级中学2024-2025学年第二学期3月月考试卷 高二物理 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、选择题（在每题给出的四个选项中，1-7只有一项是正确，8-10至少一个选项正确，每题4分，选错不得分，少选给两分。共40分） 1. 如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲匀速运动到位置乙，则（　 　） A. 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 B. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右 C. 导线框离开磁场时，感应电流方向为adcba D. 导线框进入磁场时，感应电流方向abcda 2. 下面对四幅图片中所涉及物理知识描述，正确的是（　　） A. 甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力 B. 乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子 C. 丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作 D. 丁图中无线充电过程利用了接触起电原理 3. 如图所示，等腰直角三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的直角边在x轴上且长为L，高为L。纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示的甲、乙两个电路，电感线圈的自感系数足够大，直流电阻为；两白炽灯泡和定值电阻的阻值也均为。先闭合开关，待电路达到稳定后，灯泡均能发光，再将开关断开，最终两灯都熄灭。对于开关闭合、断开后灯泡亮度变化情况，下列说法中正确的是（　　） A. 同时闭合开关，甲、乙电路中灯泡同时亮起 B. 同时闭合开关，甲电路中灯泡先闪亮一下再稳定发光 C. 断开开关，甲、乙两电路中灯泡都先闪亮一下再延迟熄灭 D. 断开开关，甲电路中灯泡延迟熄灭、乙电路中灯泡先闪亮一下再延迟熄灭 5. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　） A. 电流表的示数为0.31 A B. 线圈转动的角速度为50π rad/s C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J 6. 如图所示的交变电流，每个周期内的前三分之一个周期电压按正弦规律变化。则该交变电流电压的有效值为（　　） A. B. C. D. 7. 在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3=4∶2∶1，定值电阻R1=4 Ω，R2=R3=1 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为3 Ω。在c、d两端输入正弦式交流电，电压的表达式为。当滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R3的功率一直增大 B. 电流表示数的最小值为A C. 当滑片Р处在a端与b端的中点时，整个电路的功率达到最大 D. 理想变压器的最大输出功率为6W 二、多选题 8. 关于电场和磁场的描述，下列说法正确的是（　　） A. 两根通有反向电流的平行直导线之间，存在着相互排斥的安培力 B. 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用 C. 洛伦兹力对带电粒子一定不做功 D. 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中一定做直线运动或匀速圆周运动 9. 质谱仪工作原理如图所示，一质量为m电荷量为q的粒子，从容器A下方小孔飘入电压为U的加速电场中（初速度为0），经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上，不计离子重力。则（　　） A. 粒子进入磁场时速率为 B. 粒子在磁场中运动的轨道半径为 C. 电荷量相同质量越大的粒子，最后打到底片上的位置离越远 D. 电荷量相同质量越小的粒子，最后打到底片上的位置离越远 10. 阿尔法磁谱仪（AMS）主要用于探测宇宙中的奇异物质，其中最关键的永磁体系统是由中国科研团队研制成功的，解决了不能将强磁场送入外层空间运行的世界性难题。永磁体系统核心部分可简化为半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，从P点沿直径方向射入速度相同的粒子，P、a、b、c、d、e为圆周上的等分点。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，不考虑粒子反弹。以下说法正确的是（　　） A. 打在a处的粒子带负电，打在d处的粒子带正电 B. 打在a处的粒子的比荷是打在d处的3倍 C. 打在b处粒子的比荷与打在e处的相等 D. 打在e处的粒子在磁场中运动的时间是打在d处的2倍 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 12. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，其工作原理如图所示，在普通天平的右臂挂着若干匝矩形线圈，线圈的下半部分处于匀强磁场内，磁场方向与矩形线圈平面垂直。 （1）若矩形线圈位于纸面内，匀强磁场垂直于纸面向里，当线圈中通过图示方向的电流时，矩形线圈受到的安培力方向___________（填“竖直向上”或“竖直向下”）；调节砝码使天平达到平衡。若线圈自重可忽略，则此时左盘中的砝码质量___________（填“大于”“小于”或“等于”）右盘中的砝码质量。 （2）接着使线圈中的电流反向，大小保持不变，保持右盘中的砝码质量不变，增加或减少左盘中的砝码使天平再次达到平衡。若左盘中砝码的质量变化了，重力加速度大小为g，矩形线圈的匝数为n，通过线圈中的电流大小为I，线圈的水平边长为L，则匀强磁场的磁感应强度大小___________。（用本题中出现的物理量符号表示） 三、解答题（4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案不得分。有单位的数值，答案必须写出正确的单位） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，从图示位置开始计时，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式； （2）电阻R上所消耗的电功率是多少？ 14. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，线圈电阻。磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）在1~3s内线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量以及线圈产生的焦耳热。 15. 如图所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一粒子源位于圆周上的M点，可向磁场区域内垂直磁场沿各个方向发射质量为m、电荷量为的粒子，这些粒子的速率不相等，不计粒子的重力，N为圆周上另一点，半径和间的夹角为，且满足。 （1）若其中甲粒子以某一速率沿方向射入磁场，恰能从N点离开磁场，求甲粒子的速率； （2）若乙粒子沿与成角斜向上方射入磁场，且乙粒子做圆周运动的半径正好等于磁场区域的半径R，求乙粒子在磁场中运动的时间。 16. 如图所示，两间距m、足够长的光滑平行倾斜金属导轨固定在水平面上，两导轨的倾角均为，两导轨的顶端用阻值Ω的定值电阻相连，水平虚线MN的下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，质量kg、长为1m、阻值Ω的金属棒紧靠虚线MN静止释放，经过一段时间后金属棒以速度m/s匀速下滑，该过程中流过定值电阻的电荷量C。整个过程金属棒始终与导轨垂直，不计导轨的电阻值，重力加速度m/s2，。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从金属棒静止释放到金属棒开始匀速运动过程中定值电阻上产生的热量； （3）若仅将定值电阻R换成电F的电容器，仍将金属棒紧靠虚线MN静止释放，2s末金属棒的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $