精品解析:河南信阳高级中学2025-2026学年高二下学期3月阶段检测物理试题
2026-03-24
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 信阳市 |
| 地区(区县) | 浉河区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.26 MB |
| 发布时间 | 2026-03-24 |
| 更新时间 | 2026-03-24 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56978545.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)国际部
2025-2026学年高二下期03月测试(二)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 以下四种情景中产生正弦交变电流的是( )
A. 图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴沿顺时针方向转动
B. 图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈按图示方向绕轴线匀速转动
C 图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈,铁芯绕轴线以角速度转动
D. 图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴转动
2. 某静电除尘装置由带电的金属圆筒Q和带电的电极P组成,其横截面上的电场线分布及方向如图所示,A、B、M、N四点到P距离相等,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相同
B. C点的电场强度比B点大
C. 金属圆筒Q带正电,电极P带负电
D. 带正电的粉尘在M点和N点,所受电场力相同
3. 如图所示,在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,长为的金属杆MN在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计,金属杆与导轨的夹角为,电阻为,间电阻为R,M、两点间电势差为,则、两点电势的高低及的大小分别为( )
A. 点电势高, B. 点电势高,
C. 点电势高, D. 点电势高,
4. 一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1,电源E给电容器C充电;开关S接2,电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是( )
A 充电过程中,电容器两极板间电势差增加,充电电流增加
B. 充电过程中,电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点
C. 放电过程中,电容器两极板间电势差减小,放电电流减小
D. 放电过程中,电容器的上极板带负电荷,流过电阻R的电流由N点流向M点
5. 如图所示,线框abcd通有恒定电流的长直导线线框从位置I按照以下四种方式运动,磁通S变化的绝对值最大的是( )
A. 平移到位置II
B. 以bd为转轴转到位置II
C. 以MN为转轴转到位置Ⅲ
D. 平移到以MN为对称轴的位置III
6. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,且ad边、bc边一直在同一水平面上,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈中的感应电流( )
A 沿abcda流动
B. 沿dcbad流动
C. 先沿abcda流动,后沿dcbad流动
D. 先沿dcbad流动,后沿abcda流动
7. 在如图所示的闭合电路中,灯泡正常发光,电压表、电流表均为理想电表。当滑片向左滑动时,下列描述正确的是( )
A. 电压表、电流表示数均增大
B. 电压表、电流表示数均减小
C. 灯泡逐渐变暗
D. 灯泡逐渐变得更亮
8. 如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以和流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 两导线受到的安培力
B. 导线所受的安培力可以用计算
C. 移走导线b前后,p点磁感应强度方向改变
D. 在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内,存在磁感应强度为零的位置
9. 某静电场在x轴正半轴的电势随x变化的图像如图所示,a、b、c、d、为x轴上四个点。一负电荷仅在静电力作用下,以一定初速度从d点开始沿x轴负方向运动到a点,则该电荷( )
A. 在b点电势能最小 B. 在c点时速度最小
C. 所受静电力始终做负功 D. 在a点受静电力沿x轴负方向
10. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,电压表和电流表均为理想交流电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图中R′为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B. 变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4
C. R′处温度升高时,电流表的示数变大,电压表V2的示数变大
D. 电压表V2示数为9V
二、实验题(每空2分,共计20分)
11. 实验小组要用实验室提供的器材测量一节干电池的电动势和内阻,同时测出未知电阻的阻值。器材有:一个待测定值电阻;一个多用电表;一个滑动变阻器R;电流表(约为,0~0.6A);电压表(约为,0~3V);被测干电池电动势约1.5V、内阻约;以及电键S、导线若干。
(1)先用多用电表的“”挡粗测定值电阻的阻值,指针偏转角度很大,下一步应将多用电表的挡位调至__________(填“”或“”)挡,重新欧姆调零,再次测量结果如图所示,则电阻的阻值为__________。
(2)有如图(a)、(b)所示两种测量电池电动势和内阻可供选择的实验电路图。为使测量结果尽量准确,应选择__________(填“a”或“b”)电路图。
(3)连接好电路进行实验,记录多个电压表和电流表的示数,作出图线,如图所示,则该电池的电动势__________V,内阻__________(结果均保留两位小数)。
12. 学习小组在测量某粗细均匀的圆柱形合金细棒的电阻率实验中,先用毫米刻度尺测出接入电路中合金细棒的长度,又用多用电表粗略测量合金细棒的电阻约为100Ω。
(1)进一步用螺旋测微器测合金细棒的直径,示数如图甲所示,其直径______mm。
(2)为了精确测得该合金细棒的电阻,实验室提供了下列器材:
①电源E(电动势为3V、内阻约为0.2Ω)
②电压表V(量程1V、内阻为1000Ω)
③电流表A(量程30mA、内阻约为1Ω)
④滑动变阻器(最大阻值20Ω),滑动变阻器(最大阻值2000Ω)
⑤电阻箱(0~9999Ω)
⑥导线若干,开关一只
①由于提供的电压表量程不足,现需使其量程变为3V,则需要在电压表上串联一个电阻箱,则______Ω;
②若按照图乙所示设计电路,则滑动变阻器应选择______(或);并请用笔画线代替导线将图丙的实物电路连接完整________;
③由于电表不是理想电表,若从系统误差的角度分析,用上述方法测得的合金电阻率与真实值比______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
三、解答题(共计34分)
13. 如图所示,为一远距离输电的电路示意图,已知发电机的输出电压为,升压变压器原、副线圈的匝数比为,输送功率为,两变压器间输电导线的总电阻为。降压变压器的输出电压为,两变压器的均为理想变压器。求:
(1)升压变压器的副线圈两端电压;
(2)输电导线上的功率损失;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。
14. 如图所示,水平放置的两平行金属导轨相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.2Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ac棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。
15. 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里的匀强磁场。现有一粒子源处在坐标为的M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子从N点(图中未画出)进入磁场后最后又从x轴上坐标为处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角。求:
(1)粒子到达P点时的速度v的大小;
(2)匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x;
(3)粒子从N点运动到P点的时间。
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河南省信阳高级中学新校(贤岭校区)国际部
2025-2026学年高二下期03月测试(二)
物理试题
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 以下四种情景中产生正弦交变电流的是( )
A. 图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴沿顺时针方向转动
B. 图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈按图示方向绕轴线匀速转动
C. 图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈,铁芯绕轴线以角速度转动
D. 图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴转动
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中只有一个电刷,线圈在匀强磁场中转动,得到的是直流电,A错误;
B.图乙中虽然只有一半线圈处于磁场,但线框转动得到的是正弦交流电,B正确;
C.图丙为辐向磁场,无论线圈转到何位置,感应电动势大小不变,得到的不是正弦交流电,C错误;
D.图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向,线框不切割,感应电动势为0,感应电流为0,D错误。
故选B。
2. 某静电除尘装置由带电的金属圆筒Q和带电的电极P组成,其横截面上的电场线分布及方向如图所示,A、B、M、N四点到P距离相等,下列说法正确的是( )
A. A、B两点电场强度相同
B. C点的电场强度比B点大
C. 金属圆筒Q带正电,电极P带负电
D. 带正电的粉尘在M点和N点,所受电场力相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场线分布的密集程度表示电场的强弱,根据图示可知,A点位置电场线分布比B点密集,则A点位置电场强度比B点位置电场强度大一些,由于电场强度方向沿电场线切线方向,可知,A、B两点电场强度方向相反,即A、B两点电场强度不相同,故A错误;
B.由于C点位置电场线分布比B点稀疏,则C点的电场强度比B点小,故B错误;
C.电场线起源于正电荷(或无穷远),终止于负电荷(或无穷远),根据图示可知,金属圆筒Q带正电,电极P带负电,故C正确;
D.根据对称性可知,M点和N点大小相等,但电场强度方向不相同,可知,带正电的粉尘在M点和N点,所受电场力不相同,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,长为的金属杆MN在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计,金属杆与导轨的夹角为,电阻为,间电阻为R,M、两点间电势差为,则、两点电势的高低及的大小分别为( )
A. 点电势高, B. 点电势高,
C. 点电势高, D. 点电势高,
【答案】D
【解析】
【详解】由右手定则可以判定导体棒中电流的方向为由N到M,因此M点电势高;
导体棒切割磁感线的有效长度是Lsin θ,根据法拉第电磁感应定律有
E=BLvsin θ
再根据闭合电路欧姆定律可知M、N两点间电势差
故选D。
4. 一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S接1,电源E给电容器C充电;开关S接2,电容器C对电阻R放电。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电容器两极板间电势差增加,充电电流增加
B. 充电过程中,电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由M点流向N点
C. 放电过程中,电容器两极板间电势差减小,放电电流减小
D. 放电过程中,电容器的上极板带负电荷,流过电阻R的电流由N点流向M点
【答案】C
【解析】
【详解】A.充电过程中,随着电容器带电量的增加,电容器两极板间电势差增加,充电电流在减小,故A错误;
B.根据电路图可知,充电过程中,电容器的上极板带正电荷、流过电阻R的电流由N点流向M点,故B错误;
C.放电过程中,随着电容器带电量的减小,电容器两极板间电势差减小,放电电流在减小,故C正确;
D.根据电路图可知,放电过程中,电容器的上极板带正电荷,流过电阻R的电流由M点流向N点,故D错误。
故选C。
【点睛】
5. 如图所示,线框abcd通有恒定电流的长直导线线框从位置I按照以下四种方式运动,磁通S变化的绝对值最大的是( )
A. 平移到位置II
B. 以bd为转轴转到位置II
C. 以MN为转轴转到位置Ⅲ
D. 平移到以MN为对称轴的位置III
【答案】D
【解析】
【详解】设线框在I、II、III位置时的磁通分别为、、 由于距离导线越远,磁场的磁感强度越小,由于线框都垂直于磁场方置,可知三个磁通大小关系为
但的方向与、相反
从位置I平移到位置II时,磁通变化绝对值
从位置I以bd为转轴转到位置II,磁通变化绝对值
从位置I以MN为转轴转到位置Ⅲ,磁通变化绝对值
从位置I平移到以MN为对称轴位置III,磁通变化绝对值
显然最大,故D正确,ABC错误。
故选D。
6. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,且ad边、bc边一直在同一水平面上,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈中的感应电流( )
A. 沿abcda流动
B. 沿dcbad流动
C. 先沿abcda流动,后沿dcbad流动
D. 先沿dcbad流动,后沿abcda流动
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,由条形磁铁的磁场分布情况可知,线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少,线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置,穿过线圈自下而上的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda,线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置,穿过线圈自上而下的磁通量在增加,感应电流的磁场阻碍其增加,由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。
故选A。
7. 在如图所示的闭合电路中,灯泡正常发光,电压表、电流表均为理想电表。当滑片向左滑动时,下列描述正确的是( )
A. 电压表、电流表示数均增大
B. 电压表、电流表示数均减小
C. 灯泡逐渐变暗
D. 灯泡逐渐变得更亮
【答案】C
【解析】
【详解】AB.将滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,则外电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律有
可知电路总电流增大,即电流表示数增大,由闭合电路欧姆定律有
可知电流增大,端压减小,即电压表示数减小,A错误;B错误;
CD.由电路串并联关系可知电压表示数为灯泡两端的电压,故灯泡两端的电压变小,则灯泡变暗,C正确;D错误。
故选C。
8. 如图所示,有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b,分别通以和流向相同的电流,两导线构成的平面内有一点p,到两导线的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 两导线受到的安培力
B. 导线所受的安培力可以用计算
C. 移走导线b前后,p点的磁感应强度方向改变
D. 在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内,存在磁感应强度为零的位置
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两导线受到的安培力是相互作用力,所以大小相等,故A错误;
B.因为在导线所处的磁场方向与导线互相垂直,所以导线所受的安培力可以用F=BIL计算,故B正确;
C.通电直导线以导线为轴线产生环形磁场,且电流强度越大,在同一位置产生的磁场越强,而根据安培定则可知,在移走导线b前,通入80A电流的导线在p点产生的磁场垂直纸面向外,通入100A电流的导线在p点产生的磁场垂直纸面向里,p点的合磁场垂直纸面向里,当移走导线b后,p点的磁场即为通入80A电流的导线在p点产生的磁场,垂直纸面向外,即方向改变,故C正确;
D.有限空间内磁感应强度为零的位置,两通电导线产生的磁感应强度一定大小相等、方向相反,而满足磁感应强度方向相反的位置只能在两通电导线所在平面内,因此,在离两导线平面有一定距离的有限空间内,不存在磁感应强度为零的位置,故D错误。
故选BC。
9. 某静电场在x轴正半轴的电势随x变化的图像如图所示,a、b、c、d、为x轴上四个点。一负电荷仅在静电力作用下,以一定初速度从d点开始沿x轴负方向运动到a点,则该电荷( )
A. 在b点电势能最小 B. 在c点时速度最小
C. 所受静电力始终做负功 D. 在a点受静电力沿x轴负方向
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意,由公式可知,负电荷在高电势位置的电势能较小,由图可知,点的电势最大,则在点电势能最小,同理可知,c点的电势最小,则在c点时电势能最大,电荷仅在电场力作用下,电荷的电势能和动能之和不变,可知,电势能最大时,动能最小,则在c点时,电荷的动能最小,即速度最小,故A错误,B正确;
CD.根据沿电场线方向电势逐渐降低,结合题图可知,点左侧电场方向沿轴正方向,点右侧电场方向沿轴负方向,可知,点右侧负电荷受沿轴正方向的电场力,点左侧负电荷受沿轴负方向的电场力,可知,在a点受静电力沿x轴负方向,从d点开始沿x轴负方向运动到a点,电场力先做负功再做正功,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,电压表和电流表均为理想交流电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图中R′为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B. 变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4
C. R′处温度升高时,电流表的示数变大,电压表V2的示数变大
D. 电压表V2的示数为9V
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图像可看出交变电压为正弦图像,交变电压的最大值
周期
则角速度为
原线圈两端电压的瞬时值表达式为
故A正确;
B.根据由能量守恒可知输入功率和输出功率相等,故B错误;
C.R′处温度升高时,R′的电阻减小,因原线圈的电压不变,变压器的原副线圈的匝数比不变,故副线圈两端的电压不变,即电压表V2的示数不变,则副线圈回路中的电流增大,故电流表的示数变大,故C错误;
D.原线圈两端的电压为
根据
解得
则电压表V2的示数为9V,故D正确。
故选AD。
二、实验题(每空2分,共计20分)
11. 实验小组要用实验室提供的器材测量一节干电池的电动势和内阻,同时测出未知电阻的阻值。器材有:一个待测定值电阻;一个多用电表;一个滑动变阻器R;电流表(约为,0~0.6A);电压表(约为,0~3V);被测干电池电动势约1.5V、内阻约;以及电键S、导线若干。
(1)先用多用电表的“”挡粗测定值电阻的阻值,指针偏转角度很大,下一步应将多用电表的挡位调至__________(填“”或“”)挡,重新欧姆调零,再次测量结果如图所示,则电阻的阻值为__________。
(2)有如图(a)、(b)所示两种测量电池电动势和内阻可供选择的实验电路图。为使测量结果尽量准确,应选择__________(填“a”或“b”)电路图。
(3)连接好电路进行实验,记录多个电压表和电流表的示数,作出图线,如图所示,则该电池的电动势__________V,内阻__________(结果均保留两位小数)。
【答案】(1) ①. ②. 10
(2)a (3) ①. 1.47 ②. 0.73
【解析】
【小问1详解】
[1][2]选用“”挡,指针偏转角度太大,说明选择的倍率偏大,应该换用小倍率“”挡;由图读出的阻值为。
小问2详解】
a方案中实验的误差来源于电压表的分流作用,由于电压表的内阻很大,分流作用不明显,可以忽略,因此选择a方案误差小;b方案中实验的误差来源于电流表的分压,实验测得的电源内阻为电流表内阻和电源内阻之和,由于电源的内阻较小,因此实验的误差大。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得,变形得
可知图像的纵截距等于电源电动势,则有
图像的斜率绝对值等于电源的内阻,则有
12. 学习小组在测量某粗细均匀的圆柱形合金细棒的电阻率实验中,先用毫米刻度尺测出接入电路中合金细棒的长度,又用多用电表粗略测量合金细棒的电阻约为100Ω。
(1)进一步用螺旋测微器测合金细棒的直径,示数如图甲所示,其直径______mm。
(2)为了精确测得该合金细棒的电阻,实验室提供了下列器材:
①电源E(电动势为3V、内阻约为0.2Ω)
②电压表V(量程1V、内阻为1000Ω)
③电流表A(量程30mA、内阻约为1Ω)
④滑动变阻器(最大阻值20Ω),滑动变阻器(最大阻值2000Ω)
⑤电阻箱(0~9999Ω)
⑥导线若干,开关一只
①由于提供的电压表量程不足,现需使其量程变为3V,则需要在电压表上串联一个电阻箱,则______Ω;
②若按照图乙所示设计电路,则滑动变阻器应选择______(或);并请用笔画线代替导线将图丙的实物电路连接完整________;
③由于电表不是理想电表,若从系统误差的角度分析,用上述方法测得的合金电阻率与真实值比______(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)3.499/3.500/3.501
(2) ①. 2000 ②. R1 ③. ④. 偏大
【解析】
【小问1详解】
合金细棒的直径为
【小问2详解】
[1]要将量程为1V的电压表改为3V,需要在电压表上串联一个电阻箱R0,则
根据欧姆定律,可得
[2]用多用电表粗略测量合金细棒的电阻约为100Ω,滑动变阻器采用分压式接入电路,在安全条件下阻值小些更便于调节,故选R1。
[3]电路图如图所示
[4]由于电表不理想电表,则
故合金棒电阻测量值偏大,根据
可得
故,测得的合金电阻率与真实值比偏大。
三、解答题(共计34分)
13. 如图所示,为一远距离输电的电路示意图,已知发电机的输出电压为,升压变压器原、副线圈的匝数比为,输送功率为,两变压器间输电导线的总电阻为。降压变压器的输出电压为,两变压器的均为理想变压器。求:
(1)升压变压器的副线圈两端电压;
(2)输电导线上的功率损失;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。
【答案】(1)2000V;(2)5000W;(3)95:11
【解析】
【详解】(1)根据理想变压器电压与匝数比的关系,升压变压器副线圈两端电压
(2)根据理想变压器的功率关系,升压变压器副线圈消耗的功率
P2=P1=P=100kW
根据电功率公式,通过升压变压器副线圈的电流
输电线上的损失功率
(3)输电线上的电压损失
ΔU=I2R=50×2V=100V
降压变压器原线圈两端电压为
U3=U2-ΔU=2000V-100V=1900V
根据理想变压器电压与匝数比的关系
14. 如图所示,水平放置的两平行金属导轨相距l=0.50m,左端接一电阻R=0.2Ω,磁感应强度B=0.40T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,导体棒ac(长为l)垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。当棒ac以v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:
(1)ac棒中感应电动势的大小;
(2)回路中感应电流的大小;
(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小。
【答案】(1)0.8V;(2)4A;(3)0.8N
【解析】
【详解】(1)ac棒垂直切割磁感线,产生的感应电动势的大小为
E=Blv=0.40×0.50×4.0V=0.80V
(2)回路中感应电流的大小为
由右手定则知,ac棒中的感应电流由c流向a。
(3)ac棒受到的安培力大小为
F安=BIl=0.40×4.0×0.50 N=0.80N
由左手定则知,安培力方向向左。由于导体棒匀速运动,水平方向受力平衡,则
F外=F安=0.80N
方向水平向右。
15. 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里的匀强磁场。现有一粒子源处在坐标为的M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子从N点(图中未画出)进入磁场后最后又从x轴上坐标为处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角。求:
(1)粒子到达P点时的速度v的大小;
(2)匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x;
(3)粒子从N点运动到P点的时间。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示
粒子从N点射入磁场后只受洛伦兹力,且洛伦兹力不做功,则速度大小不变,粒子在P点速度与初入磁场时速度大小相等,设进入磁场时速度为v,根据对称性可知
解得
粒子到达P点时的速度v的大小也是。
(2)粒子由M点运动到N点的过程中,由动能定理得
解得
水平方向和竖直方向的位移分别为
,
可得
(3)根据几何关系可知N点运动到P路程为圆周所对应长度,则粒子从N点运动到P所用的时间为
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