精品解析：上海市曹杨第二中学2025-2026学年高二上学期期中考试物理试卷

上海市曹杨二中2025学年度第一学期 高二年级期中考试物理试卷 考生注意： 1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2、本试卷共有21道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3、本试卷标注“多选”的问题，每小题应选两个或三个选项，选对但不全得部分分，错选、不选不得分；未特别标注的选择类问题，每小题只能选一个选项。本试卷标注“计算”的问题，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4、若无特殊说明，重力加速度取g=9.8m/s2。 一、选择题（第1~8题为单选题，第9~12题为多选题） 1. 关于磁通量的单位Wb，下列表达式中不正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 下列说法正确的是（　　） A. 导体相对磁场运动时，导体中一定产生感应电流 B. 导体做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流 C. 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生 D. 闭合金属框只要在磁场中运动，金属框内就会有感应电流产生 3. 如图所示，磁场的方向水平向右，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是（　　） A. 磁场方向突然反向 B. 磁感应强度B增大 C. 线圈绕ab轴转动 D. 线圈绕cd轴转动 4. 如图所示，在半径为的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系为。在磁场外距圆心为处有一半径恰为的半圆导线环（图中实线），则导线环中的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. C. D. 5. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，且棒与磁场垂直，设棒在下落过程中取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将（　　） A. 保持不变 B. 越来越大 C. 越来越小 D. 无法判断 6. 如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相同的离子垂直射入匀强磁场和匀强电场E正交的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为a、b两束。下列说法中正确的是（　　） A. 组成a束和b束的离子都带负电 B. a束离子的比荷小于b束离子的比荷 C. 组成a束和b束离子的动能一定不同 D. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 7. 如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab不产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B的倒数随时间t变化关系的图象是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可行的是（　　） A. 磁铁上端为S极，磁铁向上运动 B. 磁铁上端为N极，磁铁向上运动 C. 磁铁上端为S极，磁铁向下运动 D. 磁铁上端为N极，磁铁向下运动 10. 一架飞机从曹杨二中上空飞行时，下列说法正确的是（　　） A. 水平向东飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 B. 水平向南飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 C. 水平向西飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 D. 水平向北飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 11. 一条形磁铁静止在倾角为θ的斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁与斜面间的压力增大 B. 磁铁与斜面间的摩擦力不变 C. 磁铁仍然保持静止状态 D. 磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动 12. 利用回旋加速器加速的粒子束，如质子束或重离子束，可对肿瘤进行精确照射。这些高能粒子束能够在肿瘤组织内释放大量能量，破坏肿瘤细胞的DNA，从而达到杀死肿瘤细胞的目的，同时对周围正常组织的损伤相对较小，可提高肿瘤治疗的效果和患者的生活质量，是肿瘤患者的福音。如图为回旋加速器的原理图，D1和D2是两个中空的半径均为R的半圆金属盒，接在电压为U的交流电源上，位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，不计重力），质子在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 质子离开回旋加速器时的最大动能为 B. 质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒运动轨迹的半径之比为 C. 质子在电场中加速的次数为 D. 质子在回旋加速器中运动的时间为 二、填空题 13. 长度为10cm的通电直导线，通入1A的电流，在匀强磁场中，当导线处于某一方向时受到的安培力为0.4N，则该磁场的磁感应强度B的范围是________。 14. 在一正方形区域里有垂直纸面向里的匀强磁场，现有a、b、c三个比荷相同的带电粒子（不计重力）依次从P点沿PQ方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示，带电粒子a从PM边中点O射出，b从M点射出，c从N点射出。则a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为________，运动时间之比为________。 15. 磁感应强度变化率1.5T/s的匀强磁场垂直穿过面积0.02m2的10匝金属线框，则磁通量变化率为________Wb/s，感应电动势为________V。 16. 在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v，则此时线框的加速度为________，此时线框中的电功率为________。 17. 如图所示，在一有界匀强磁场中水平放置一对电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场左边界，导轨跟圆形导体环N相接，图中导体环M与导体环N共面、彼此绝缘，且两导体环的圆心重合，半径。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒，与导轨分别相交于a、b两点，始终良好接触。已知磁场垂直于导轨所在平面向外。当导体棒向左减速运动时，________（选填“>”或“<”），圆环有________（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 18. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度为2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量为0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长0.2 m，线圈电阻为2Ω。时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示。则恒定拉力大小为________N，线圈在第2 s内的加速度大小为________m/s2，线圈ab边长为________m。 三、综合题 19. 十进制电阻箱 十进制电阻箱不仅能够精确地改变接入电路的电阻，还可以直接从各个旋钮上读取接入电路的电阻值，在各类电学实验中应用广泛。小理使用如图所示的十进制电阻箱分别完成“测量电源电动势和内阻”以及“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1）现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （2）如图所示是“研究影响感应电流方向的因素”中某一步骤的实验电路图，该步骤的目的是_____________________________。已知灵敏电流计的量程为0~3 mA，若使用两节干电池作为电源，用十进制电阻箱作为限流电阻，其阻值最合适的是（ ） A.50Ω B.500Ω C.2000Ω D.8000Ω 20. 电磁炮 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图所示是电磁炮模型的示意图。平行导轨放在水平面上，导轨的间距为l，电阻不计。炮体（图中用杆ab代替）由金属制成，始终与导轨紧密接触，质量为m，电阻为R，不计一切阻力。 （1）若电源为恒流源（即电流恒定不变），磁场由导轨中的电流产生。已知通过电磁炮中的电流方向为a指向b，则磁场方向为垂直于纸面向________（选择：A.内 B.外），电磁炮受到安培力的方向为水平向________（选择：A.左 B.右），电磁炮将做________运动。 （2）若电源为稳压源（即电源两端的电压恒定不变），电源电动势为E，内阻为r，可在电磁炮中产生由a指向b方向的电流。现在空间中施加一个垂直于导轨平面向内的匀强磁场，其磁感应强度为B且远大于电流产生的磁场。当电磁炮的速度大小为v时，通过电磁炮的电流强度为________，电磁炮能达到的最大速度为________。 四、计算题 21. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，倾角，轨道顶端连有一阻值为的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示。现用力将质量，电阻的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端处，在时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好。取g=10m/s2，求： （1）0~4 s内通过导体棒ab的电流强度I； （2）分析说明导体棒ab释放后的运动情况，并求所能达到的最大速度； （3）撤去外力后，导体棒ab下滑的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市曹杨二中2025学年度第一学期 高二年级期中考试物理试卷 考生注意： 1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。 2、本试卷共有21道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。 3、本试卷标注“多选”的问题，每小题应选两个或三个选项，选对但不全得部分分，错选、不选不得分；未特别标注的选择类问题，每小题只能选一个选项。本试卷标注“计算”的问题，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4、若无特殊说明，重力加速度取g=9.8m/s2。 一、选择题（第1~8题为单选题，第9~12题为多选题） 1. 关于磁通量的单位Wb，下列表达式中不正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁通量公式为，其中磁感应强度的单位是特斯拉（T），面积S的单位是，因此，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律，电动势 单位关系为 可得，故B错误； CD．根据可知，牛顿（）的单位为 根据可得，磁感应强度的单位为 根据可知，磁通量单位为，故CD正确。 本题选择不正确的，故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 导体相对磁场运动时，导体中一定产生感应电流 B. 导体做切割磁感线运动时，导体中一定会产生感应电流 C. 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会有感应电流产生 D. 闭合金属框只要在磁场中运动，金属框内就会有感应电流产生 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体相对磁场运动时，若导体未构成闭合回路，或运动方向未导致磁通量变化（如平行磁场方向运动），则不会产生感应电流，故A错误； B．导体做切割磁感线运动时，若导体是孤立的一段（未形成闭合回路），即使切割磁感线也不会产生感应电流，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律，闭合回路中磁通量变化是产生感应电流的充分必要条件，故C正确； D．闭合金属框在磁场中运动时，若磁通量未变化（如在匀强磁场中匀速平动），则不会产生感应电流，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，磁场的方向水平向右，能使磁场中的矩形线圈产生感应电流的是（　　） A. 磁场方向突然反向 B. 磁感应强度B增大 C. 线圈绕ab轴转动 D. 线圈绕cd轴转动 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．要能使磁场中的矩形线圈产生感应电流则穿过线圈的磁通量要发生变化，磁场方向突然反向、磁感应强度B不断增大、线圈绕cd轴转动，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，不会产生感应电流，故ABD错误； C．线圈绕ab轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流，故C正确。 故选C。 4. 如图所示，在半径为的虚线圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系为。在磁场外距圆心为处有一半径恰为的半圆导线环（图中实线），则导线环中的感应电动势大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由法拉第电磁感应定律可知 故选C。 5. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，且棒与磁场垂直，设棒在下落过程中取向不变且不计空气阻力，则金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小将（　　） A. 保持不变 B. 越来越大 C. 越来越小 D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】金属棒做平抛运动的过程中，水平方向的分速度不变，因而切割磁感线的速度不变，故棒上产生的感应电动势大小不变。 故选A。 6. 如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相同的离子垂直射入匀强磁场和匀强电场E正交的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为a、b两束。下列说法中正确的是（　　） A. 组成a束和b束的离子都带负电 B. a束离子的比荷小于b束离子的比荷 C. 组成a束和b束离子的动能一定不同 D. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 【答案】B 【解析】 【详解】A．离子进入匀强磁场中分裂为、两束，在洛伦兹力作用下都向下偏转，根据左手定则可知，组成束和束的离子都带正电，故A错误； BC．离子经过速度选择器，所受电场力和洛伦兹力平衡，则有 解得离子的速度大小为 离子进入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 由图可知束离子的轨道半径大于束离子的轨道半径，可知束离子的比荷小于束离子的比荷，但组成束和束离子的质量不一定不同，根据可知，组成a束和b束离子的动能不一定不同，故B正确，C错误。 D．在速度选择器中，电场方向竖直向上，因为离子都带正电，可知离子所受电场力竖直向上，所以洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，在同一平面内有四条彼此绝缘的通电直导线，四根导线中的电流大小，要使四根导线所围矩形中心处O点的磁场增强，电流被切断的应是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据安培定则来确定通电导线周围磁场的分布，导线1、2、3在中心O产生的磁场方向都是垂直纸面向里，只有导线4产生的磁场的方向向外，根据磁场的叠加可知，要使O点的磁场增强，应切断。 故选D。 8. 如图所示，变化的匀强磁场垂直穿过金属框架MNQP，金属杆ab在恒力F作用下沿框架从静止开始运动，t=0时磁感应强度大小为B0，为使ab不产生感应电流，下列能正确反映磁感应强度B的倒数随时间t变化关系的图象是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】本题可采用逆向思维方式，若使通过闭合回路的磁通量不发生变化时，则棒ab中将不产生感应电流，设金属杆ab长为L，金属杆ab距离MP的距离为l1，棒的质量为m，则有 ， 根据 若无感应电流产生，即有 则 所以 即随着时间增加，是增大的，且增大的速度越来越快，且为非线性关系时，ab中无感应电流产生，反之，则有感应电流产生，结合选项图像，故选C。 9. 如图所示，在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可行的是（　　） A. 磁铁上端为S极，磁铁向上运动 B. 磁铁上端为N极，磁铁向上运动 C. 磁铁上端为S极，磁铁向下运动 D. 磁铁上端为N极，磁铁向下运动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确，B错误； CD．由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 一架飞机从曹杨二中上空飞行时，下列说法正确的是（　　） A. 水平向东飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 B. 水平向南飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧高 C. 水平向西飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 D. 水平向北飞行时，飞行员左侧机翼的电势比右侧低 【答案】AB 【解析】 【详解】当飞机在北半球（曹杨二中）飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可知，飞机在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低。 故选AB。 11. 一条形磁铁静止在倾角为θ的斜面上，若在磁铁上方中心位置固定一导体棒，在导体棒中通以方向如图所示的电流后，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁与斜面间的压力增大 B. 磁铁与斜面间的摩擦力不变 C. 磁铁仍然保持静止状态 D. 磁铁将沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动 【答案】ABC 【解析】 【详解】条形磁铁在导体棒所在位置产生的磁场方向平行于斜面向下，由左手定则知导线所受安培力垂直斜面向上，根据牛顿第三定律则条形磁铁所受安培力垂直斜面向下，对磁铁，根据平衡条件得， 可知导体棒中通电后，斜面对磁铁的支持力增大，摩擦力不变。则磁铁与斜面间压力增大，最大静摩擦力增大，磁铁仍保持静止状态，故选ABC。 12. 利用回旋加速器加速的粒子束，如质子束或重离子束，可对肿瘤进行精确照射。这些高能粒子束能够在肿瘤组织内释放大量能量，破坏肿瘤细胞的DNA，从而达到杀死肿瘤细胞的目的，同时对周围正常组织的损伤相对较小，可提高肿瘤治疗的效果和患者的生活质量，是肿瘤患者的福音。如图为回旋加速器的原理图，D1和D2是两个中空的半径均为R的半圆金属盒，接在电压为U的交流电源上，位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，不计重力），质子在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 质子离开回旋加速器时的最大动能为 B. 质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒运动轨迹的半径之比为 C. 质子在电场中加速的次数为 D. 质子在回旋加速器中运动的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．质子从回旋加速器中以最大速度离开时轨迹半径等于半圆金属盒R，有 可得最大动能为，故A错误； B．质子第一次进入D1盒时加速了一次，设速度为，有 做圆周运动的半径为，有 可得 质子第一次进入D2盒时加速了两次，同理推得 故两半径之比为，故B正确； C．由最大动能可推出质子在电场中加速的次数n，有 解得质子在电场中加速的次数为，故C正确； D．由C选项中的加速次数，可得回旋的圈数为 在根据有 即，故D错误。 故选BC。 二、填空题 13. 长度为10cm的通电直导线，通入1A的电流，在匀强磁场中，当导线处于某一方向时受到的安培力为0.4N，则该磁场的磁感应强度B的范围是________。 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】设导线与磁场方向的夹角为，则有 可得 因，所以。 【点睛】 14. 在一正方形区域里有垂直纸面向里的匀强磁场，现有a、b、c三个比荷相同的带电粒子（不计重力）依次从P点沿PQ方向射入磁场，其运动轨迹分别如图所示，带电粒子a从PM边中点O射出，b从M点射出，c从N点射出。则a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为________，运动时间之比为________。 【答案】 ①. 1:2:4 ②. 2:2:1 【解析】 【详解】[1][2]根据题图可知，a、b、c三个粒子的轨迹半径之比为1:2:4，根据洛伦兹力提供向心力有 解得半径 粒子运动的周期 粒子在磁场中的运动时间 a、b、c三个粒子的比荷相同，所以a、b、c三个粒子在磁场中的运动速度大小之比为1:2:4，运动时间之比为2:2:1。 15. 磁感应强度变化率1.5T/s的匀强磁场垂直穿过面积0.02m2的10匝金属线框，则磁通量变化率为________Wb/s，感应电动势为________V。 【答案】 ①. 0.03 ②. 0.3 【解析】 【分析】 【详解】[1]磁通量变化率。 [2]根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为。 16. 在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为v，则此时线框的加速度为________，此时线框中的电功率为________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]根据题意有，，， 解得线框的加速度为 此时线框中的电功率为 解得 17. 如图所示，在一有界匀强磁场中水平放置一对电阻不计的平行金属导轨，虚线为有界磁场左边界，导轨跟圆形导体环N相接，图中导体环M与导体环N共面、彼此绝缘，且两导体环的圆心重合，半径。在磁场中垂直于导轨放置一根导体棒，与导轨分别相交于a、b两点，始终良好接触。已知磁场垂直于导轨所在平面向外。当导体棒向左减速运动时，________（选填“>”或“<”），圆环有________（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 【答案】 ①. ②. 扩张 【解析】 【分析】 【详解】[1]导体棒向左运动切割磁感线，根据右手定则可知感应电流的方向由b向a，导体棒相当于电源，电源内部的电流由低电势流向高电势，故。 [2]导体棒向左减速运动，根据 导体环N的电流变小，产生的磁场减小，故穿过圆环M的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环M有扩张的趋势。 18. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度为2 T的匀强磁场，MN的左侧有一质量为0.1 kg的矩形线圈abcd，bc边长0.2 m，线圈电阻为2Ω。时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1 s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示。则恒定拉力大小为________N，线圈在第2 s内的加速度大小为________m/s2，线圈ab边长为________m。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]当时，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时感应电流。 感应电动势 ， 解得 在 内，设恒定拉力为F，根据动量定理 解得 [2]时间内，线圈进入磁场，时，感应电流 。 感应电动势 ，，解得 线圈的加速度 [3] 线圈在第 2s内(1~2s)做匀加速直线运动，位移等于ab的长度x。 根据匀变速直线运动规律，位移 三、综合题 19. 十进制电阻箱 十进制电阻箱不仅能够精确地改变接入电路的电阻，还可以直接从各个旋钮上读取接入电路的电阻值，在各类电学实验中应用广泛。小理使用如图所示的十进制电阻箱分别完成“测量电源电动势和内阻”以及“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1）现有一个特殊的电池，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学利用如图甲所示的电路进行测量，R为电阻箱，为定值电阻，其阻值为150Ω，对电路起保护作用。该同学按图甲连好电路后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电流表的读数，做出了如图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （2）如图所示是“研究影响感应电流方向的因素”中某一步骤的实验电路图，该步骤的目的是_____________________________。已知灵敏电流计的量程为0~3 mA，若使用两节干电池作为电源，用十进制电阻箱作为限流电阻，其阻值最合适的是（ ） A.50Ω B.500Ω C.2000Ω D.8000Ω 【答案】（1） ①. 10 ②. 50 （2） ①. 确定电流的方向与指针偏转方向的关系 ②. C 【解析】 【小问1详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 整理得 由图乙所示的图线 解得电源的电动势和内阻分别为。 【小问2详解】 [1]图中灵敏电流计与电源连成闭合回路，目的是确定指针的偏转方向与电流方向的关系，电流从左接线柱流入，指针左偏。 [2]根据闭合电路欧姆定律 解得 为避免灵敏电流计超量程工作且便于观察，应是十进制电阻箱阻值大于1000Ω，故选C。 20. 电磁炮 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器，如图所示是电磁炮模型的示意图。平行导轨放在水平面上，导轨的间距为l，电阻不计。炮体（图中用杆ab代替）由金属制成，始终与导轨紧密接触，质量为m，电阻为R，不计一切阻力。 （1）若电源为恒流源（即电流恒定不变），磁场由导轨中的电流产生。已知通过电磁炮中的电流方向为a指向b，则磁场方向为垂直于纸面向________（选择：A.内 B.外），电磁炮受到安培力的方向为水平向________（选择：A.左 B.右），电磁炮将做________运动。 （2）若电源为稳压源（即电源两端的电压恒定不变），电源电动势为E，内阻为r，可在电磁炮中产生由a指向b方向的电流。现在空间中施加一个垂直于导轨平面向内的匀强磁场，其磁感应强度为B且远大于电流产生的磁场。当电磁炮的速度大小为v时，通过电磁炮的电流强度为________，电磁炮能达到的最大速度为________。 【答案】（1） ①. A ②. B ③. 匀加速直线 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]通过电磁炮中的电流方向为a指向b，电磁炮向右运动，即受安培力水平向右（选B），根据左手定则知磁场方向垂直纸面向内。（选A）。 [3]电流恒定不变，产生的磁场也恒定不变，由 知，电磁炮将做匀加速直线运动。 【小问2详解】 [1]根据 解得通过电磁炮的电流强度为 [2]当通过电磁炮的电流强度为0时，电磁炮的速度达到最大，则有 解得。 四、计算题 21. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距，倾角，轨道顶端连有一阻值为的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示。现用力将质量，电阻的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端处，在时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨接触良好。取g=10m/s2，求： （1）0~4 s内通过导体棒ab的电流强度I； （2）分析说明导体棒ab释放后的运动情况，并求所能达到的最大速度； （3）撤去外力后，导体棒ab下滑的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 0~4 s，根据法拉第电磁感应定律 ， 根据闭合电路欧姆定律 ， 解得 【小问2详解】 撤去外力后，导体棒加速下滑，同时受到安培力，安培力随速度增大而增大，加速度随速度增大而减小，因此导体棒做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大 根据牛顿第二定律 ，安培力 ，当加速度 时，速度有最大值 解得：导体棒ab能达到的最大速度 【小问3详解】 撤去外力后，导体棒ab下滑x=2m的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q，因 ，金属棒已达到最大速度。 根据能量守恒定律，重力势能的减少量等于动能的增加量与电路中总焦耳热之和，即 根据焦耳热分配规律，ab棒上产生的焦耳热 在ab棒上产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $