精品解析：河南省开封市六校2025-2026学年高二下学期期中物理试卷

高二年级物理学科试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A. 明显大于 B. 明显小于 C. 几乎等于 D. 条件不足，无法判断与的关系 2. 如图所示，为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，两磁极产生的磁场（视为磁感应强度为B的匀强磁场）区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度顺时针转动（从左向右看）。已知圆盘半径为r，电路中只考虑定值电阻R，其余电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B. 铜片C的电势高于铜片D的电势 C. 流过电阻R的电流大小为 D. 若使圆盘反向转动，同时对调磁极，电阻R中的电流方向不变 3. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域内有匀强磁场，ad边中点处有一粒子源，向磁场内各方向均匀发射速率均为的电子，ab边恰好没有电子射出，已知电子的比荷为k，则（　　） A. bc边有电子射出 B. 磁感应强度大小为 C. 从ad边射出的电子在磁场中运动的最长时间为 D. 从cd边射出的电子距离d点最远距离为 4. 如图所示，竖直平面内一质地均匀的正方形线框abcd通过两根等长的绝缘细线悬挂在长直导线MN的下方，线框中通有图示方向的恒定电流。当MN中无电流时，每根绝缘细线的拉力为T；当MN中通入大小为的电流时，每根细线的拉力均为；当MN中通入大小为的电流时，测得每根细线的拉力刚好为零。已知长直通电导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，绝缘细线的长度等于线框边长的一半，不考虑线框四条边相互的磁场作用，下列说法正确的是（　　） A. MN通入电流、时，安培力使线框有收缩趋势 B. 两次通入的电流方向均为 C. MN中两次所通的电流大小关系为 D. MN中有电流时，其在ad边所在处产生的磁感应强度大小是bc边所在处的2倍 5. 如图所示，在磁感应强度大小B，方向水平且垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根长L的竖直光滑绝缘细杆MN，细杆顶端套有一个质量m、电荷量（）的小环。现让细杆以恒定的速度（）沿垂直磁场方向水平向右匀速运动，同时释放小环（竖直方向初速度为0），小环最终从细杆底端飞出，重力加速度为g，关于小环在杆上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小环的轨迹是一条直线 B. 小环做类平抛运动 C. 洛伦兹力对小环做负功 D. 小环在运动过程中机械能增加 6. 粒子加速器是高能物理实验的重要工具，常见的粒子加速器有直线加速器与回旋加速器，分别如图所示，回旋加速器D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，下列说法不正确的是（　　） A. 两种粒子加速器都需要接交流电 B. 在图甲中粒子在狭缝间做加速运动，在漂移管（金属圆筒）内做匀速直线运动 C. 增大图乙中所接的电源电压U，粒子在加速器中获得的最大动能也增加 D. 利用图乙加速后，在不改任何变条件的情况下，也可以加速 7. 如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径为R，已知电场强度大小为E，方向竖直向下；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 带电液滴运动速度大小为 C. 若突然仅撤去匀强磁场，带电液滴的机械能一定不断增加 D. 若突然仅撤去匀强电场，带电液滴的机械能可能不变 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放，且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上，在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中，取线圈dc边刚进磁场时t=0，则描述其运动情况的图线可能是图乙中的 （ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次拉出时的速度为v，第二次拉出时的速度为2v。这两次拉出线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的感应电流之比为1∶2 B. 线圈中产生的电热之比为1∶2 C. 施力的方向与速度方向相同，外力的功率之比为1∶2 D. 流过线圈任一截面的电荷量之比为1∶2 10. 医生常用CT扫描机给病人检查病灶，CT扫描机的部分工作原理如图所示。电子从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入垂直纸面的矩形匀强磁场（偏转磁场），最后打在靶上的P点，产生X射线。已知MN间的电压为U，磁场的宽度为d，电子的比荷为k，电子离开磁场时的速度偏转角为θ，其重力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向外 B. 电子进入磁场的速度大小为 C. 电子在磁场中做圆周运动的半径 D. 偏转磁场的磁感应强度大小为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用如图所示的装置，探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，已知直导线MM中电流通过控制电路（未画出）可以调节电流I的大小，P为磁感应强度传感器，可以测出A、B、C等各点磁感应强度大小B，利用刻度尺可以测出A、B、C等测量点距直导线的距离L请完成下列问题： （1）根据你已有的知识，该实验应用的物理思想为__________ A. 控制变量法 B. 理想模型法 C. 等效替代法 D. 转化法 （2）经多次测量，并将处理数据统计为下列表格中，其中测量点A、B、C距离直导线分别为2cm、3cm、5cm磁感应强度的单位： 电流I 电流2I 电流3I 测量点A 3.0 6.1 8.9 测量点B 1.9 4.0 6.1 测量点C 1.2 2.3 3.6 据此表格数据，初步得出的实验结论为：_______________________ （3）如图乙所示，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，根据本实验，可以确定中心的磁场大小为_____ 12. 1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组利用如图（A）研究电磁感应现象。 （1）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，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将_____偏转（填“向左”“向右”或“不”）； （2）按照图（A）连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_____； A. 插入铁芯 B. 拔出A线圈 C. 滑动变阻器的滑片向左滑动 （3）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏。若把它与一螺线管串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向_____（填“上”或“下”），图丙中的条形磁体下端为_____极（填“N”或“S”）。 （4）为了进一步研究，该小组又做了如图（B）实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流随时间的图像如图（C）所示，由图可得到的结论是__________。 A. 感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关 B. 感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关 C. 感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关 13. 如图所示，相距为L的光滑导轨由圆弧及足够长的水平两部分构成，轨道水平部分处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为3m，电阻为R的导体棒cd静止放在水平轨道上，质量为2m，电阻为4R的导体棒ab固定在圆弧轨道上，导体棒ab距水平轨道的高度为h。现静止释放导体棒ab，已知忽略空气阻力，重力加速度为g。试求： （1）导体棒ab上产生的最多热量； （2）从ab棒进入水平轨道时开始计时，到碰到cd棒之前，磁感应强度B随时间变化满足什么关系时，cd棒始终保持静止状态，已知时，磁感应强度为，ab棒距cd棒的距离为 14. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P （0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的 a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求： （1）电场强度E的大小； （2）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值． 15. 如图所示，一个质量为m边长为L电阻为R的正方形线框，从h的高度由静止自由下落，然后进入高度为的匀强磁场，线框刚好匀速穿出磁场，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，忽略空气阻力，线框平面始终保持竖直状态。求： （1）线框刚进入磁场时的加速度 （2）线框穿过磁场区域过程中产生的焦耳热 （3）线框从开始释放到穿出磁场时的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级物理学科试卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 桌面上放置一“U”形磁铁，用能绕端点转动的绝缘轻杆悬挂一半径为r、厚度为d的铝制薄圆盘，圆盘的平衡位置恰好位于两磁极之间，如图甲所示。若将圆盘拉离平衡位置一个固定角度后由静止释放（如图乙所示），圆盘在竖直平面内来回摆动（圆盘面始终与磁场垂直），经时间停下；若保持圆盘半径r和厚度d不变，仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，重复以上实验，圆盘经时间停下。不计转轴和空气的阻力，则观察到的现象是（　　） A. 明显大于 B. 明显小于 C. 几乎等于 D. 条件不足，无法判断与的关系 【答案】A 【解析】 【详解】根据电阻定律仅将材料替换成电阻率和密度都更大的铅，电阻变大，相同条件下，圆盘产生的电流变小，圆盘受到的安培力变小，同时圆盘质量变大，阻碍作用变小，则圆盘停下来所用时间变长，即明显大于。 故选A。 2. 如图所示，为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，两磁极产生的磁场（视为磁感应强度为B的匀强磁场）区域面积小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度顺时针转动（从左向右看）。已知圆盘半径为r，电路中只考虑定值电阻R，其余电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B. 铜片C的电势高于铜片D的电势 C. 流过电阻R的电流大小为 D. 若使圆盘反向转动，同时对调磁极，电阻R中的电流方向不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．圆盘在磁场中做切割磁感线运动，根据法拉第电磁感应定律，会产生感应电动势，电路是闭合回路，从而在电路中形成感应电流，电阻R中有电流通过，故A错误； B．根据右手定则，圆盘转动时，相当于半径切割磁感线，四指指向感应电流方向，在圆盘这个电源内部，电流从低电势流向高电势，所以铜片C的电势低于铜片D的电势，故B错误； C．铜盘转动时，相当于半径切割磁感线，但是两磁极产生的磁场（视为磁感应强度为B的匀强磁场）区域面积小于圆盘面积，圆盘半径为r，可知切割磁感线的是半径的一部分，产生的感应电动势小于半径切割磁感线产生的感应电动势，即感应电动势小于 可知流过电阻R的电流大小小于，故C错误； D．若使圆盘反向转动，同时对调磁极，根据右手定则，感应电流方向不变，那么电阻R中的电流方向不变，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域内有匀强磁场，ad边中点处有一粒子源，向磁场内各方向均匀发射速率均为的电子，ab边恰好没有电子射出，已知电子的比荷为k，则（　　） A. bc边有电子射出 B. 磁感应强度大小为 C. 从ad边射出的电子在磁场中运动的最长时间为 D. 从cd边射出的电子距离d点最远距离为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．ab边恰好没有电子射出，轨迹如图所示（轨迹１） 根据洛伦兹力提供向心力有， 所以 由于电子射入的速度大小不变，方向改变，则轨迹半径不变，根据旋转圆模型可知，bc边没有电子射出，故AB错误； C．从ad边射出的电子在磁场中运动的时间最长时轨迹如图所示 根据几何关系可知，圆心角 所以最长时间为，故C错误； D．如图所示 当入射点和出射点连线恰好为直径时，从cd边射出的电子距离d点最远，轨迹半径为，根据几何关系有，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，竖直平面内一质地均匀的正方形线框abcd通过两根等长的绝缘细线悬挂在长直导线MN的下方，线框中通有图示方向的恒定电流。当MN中无电流时，每根绝缘细线的拉力为T；当MN中通入大小为的电流时，每根细线的拉力均为；当MN中通入大小为的电流时，测得每根细线的拉力刚好为零。已知长直通电导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，绝缘细线的长度等于线框边长的一半，不考虑线框四条边相互的磁场作用，下列说法正确的是（　　） A. MN通入电流、时，安培力使线框有收缩趋势 B. 两次通入的电流方向均为 C. MN中两次所通的电流大小关系为 D. MN中有电流时，其在ad边所在处产生的磁感应强度大小是bc边所在处的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】B．长直通电导线周围空间某点的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，所以MN对的作用力要大于对的作用力。 根据同向电流吸引、反向电流排斥。总安培力向上，说明电流方向与同向（向左，即），若电流，总安培力向下，拉力会大于，与题意矛盾，B错误； A．对和受力分析：电流向左，下方磁场垂直纸面向外，由左手定则得：受力向左、受力向右，水平方向向外拉；竖直方向受力向上、受力向下，竖直方向向外拉，因此线框整体有扩张趋势，A错误； C．总安培力 ，代入 可得​，即总安培力与电流成正比。 平衡方程通入时 则有 通入时 由得 ，C正确； D．MN无电流时，两根细线拉力均为，因此线框总重力 。 设正方形线框边长为，由题意得细线长度为​，则，​ 由题知，即​，因此，即处磁感应强度是处的3倍，D错误。 故选C 。 5. 如图所示，在磁感应强度大小B，方向水平且垂直纸面向里的匀强磁场中，有一根长L的竖直光滑绝缘细杆MN，细杆顶端套有一个质量m、电荷量（）的小环。现让细杆以恒定的速度（）沿垂直磁场方向水平向右匀速运动，同时释放小环（竖直方向初速度为0），小环最终从细杆底端飞出，重力加速度为g，关于小环在杆上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 小环的轨迹是一条直线 B. 小环做类平抛运动 C. 洛伦兹力对小环做负功 D. 小环在运动过程中机械能增加 【答案】B 【解析】 【详解】AB．对小环分析可知，竖直方向受向下的重力和向上的洛伦兹力作用，加速度为 因v不变，则加速度不变，即小环在竖直方向做初速度为0的匀加速运动，水平方向做匀速运动，可知做类平抛运动，小环运动的轨迹为曲线，故A错误，B正确； C．洛伦兹力总是与运动方向垂直，洛伦兹力对小环不做功，故C错误； D．小环的竖直向下的分速度使小环受到水平向右的洛伦兹力作用，则细杆对小环有水平向左的弹力作用，该弹力对小环做负功，可知小环在运动过程中机械能减小，故D错误。 故选B。 6. 粒子加速器是高能物理实验的重要工具，常见的粒子加速器有直线加速器与回旋加速器，分别如图所示，回旋加速器D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，下列说法不正确的是（　　） A. 两种粒子加速器都需要接交流电 B. 在图甲中粒子在狭缝间做加速运动，在漂移管（金属圆筒）内做匀速直线运动 C. 增大图乙中所接的电源电压U，粒子在加速器中获得的最大动能也增加 D. 利用图乙加速后，在不改任何变条件的情况下，也可以加速 【答案】C 【解析】 【详解】A．直线加速器的电场方向需要不断改变，以使粒子在狭缝间始终加速；回旋加速器的电场也需要加交变电场，其周期应等于粒子在磁场中运动的周期，故两类加速器都需要接交变电流才能实现持续的加速，故A正确； B．在直线加速器中，在狭缝间存在有电势差，粒子在狭缝间做加速运动，在漂移管（金属圆筒）内做匀速直线运动，故B正确； C．当粒子半径等于金属盒半径R的时候速度最大，动能最大，有 可得 可知增大图乙所接电源电压，可使单次加速获得的动能变大，但最大动能不变，故C错误； D．只要所加交变电场的周期等于粒子在磁场中运动的周期，就可以使粒子每次经过狭缝时都会加速。根据， 可得周期为 由于氦核的比荷与氘核的比荷相等，运动周期相等，因此该装置同样也可以加速氦核，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 7. 如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径为R，已知电场强度大小为E，方向竖直向下；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴带正电 B. 带电液滴运动速度大小为 C. 若突然仅撤去匀强磁场，带电液滴的机械能一定不断增加 D. 若突然仅撤去匀强电场，带电液滴的机械能可能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．带电液滴在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动，可知液滴所受重力与电场力平衡，即电场力方向竖直向上，与电场方向相反，故液滴带负电，A错误； B．液滴所受重力与电场力平衡有  根据左手定则可判断带电液滴沿顺时针运动，对液滴有 联立解得​，B正确； C．若突然仅撤去磁场，重力和电场力平衡，液滴做匀速直线运动，机械能变化等于电场力做功。若液滴沿竖直向下方向运动，电场力向上，电场力做负功，机械能减小，因此机械能不是一定增加，C错误； D．撤去电场后，液滴只受重力和洛伦兹力，洛伦兹力始终不做功，只有重力做功，因此机械能一定不变，D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲所示，一个闭合矩形金属线圈abcd从一定高度释放，且在下落过程中线圈平面始终在竖直平面上，在它进入一个有直线边界的足够大的匀强磁场的过程中，取线圈dc边刚进磁场时t=0，则描述其运动情况的图线可能是图乙中的 （ ） A. B. C. D. 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场后，受到向上的安培力，若安培力与重力大小相等，则线圈做匀速直线运动，直到完全进入磁场后，线圈的磁通量不变化，不受安培力，只受重力而匀加速直线运动，即线圈先做匀速直线运动后匀加速运动，故A正确； B．线圈进入磁场后，受到向上的安培力，若安培力大于重力，线圈做减速直线运动，随着速度减小，安培力减小，线圈的加速度减小，速度图象的斜率减小，当安培力等于重力时，线圈改做匀速直线运动，完全进入磁场后做匀加速直线运动，故B正确； C．线圈进入磁场过程，若安培力小于重力，线圈做加速直线运动，随着速度增大，安培力增大，线圈的加速度减小，速度图象的斜率减小，当安培力等于重力时，线圈改做匀速直线运动．完全进入磁场后做匀加速直线运动，故C正确； D．线圈进入磁场过程，由于安培力会速度减小而减小，加速度会变化，线圈不可能做匀减速直线运动，故D错误。 故选ABC。 9. 如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次拉出时的速度为v，第二次拉出时的速度为2v。这两次拉出线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的感应电流之比为1∶2 B. 线圈中产生的电热之比为1∶2 C. 施力的方向与速度方向相同，外力的功率之比为1∶2 D. 流过线圈任一截面的电荷量之比为1∶2 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设线圈的长为a，宽为L，电阻为R，线圈在拉出过程中，产生的感应电动势大小为 根据欧姆定律，线圈中感应电流为 线圈中感应电流之比是，故A正确； B．根据公式可得线圈中产生的热量 线圈中产生的热量之比是，故B正确； C．线圈做匀速直线运动，外力与安培力大小相等，方向向左，根据公式，则有 外力的功率为 外力的功率之比为，故C错误； D．流过任一横截面感应电荷量 因为过程中磁通量变化量一样，所以流过任一横截面感应电荷量相同，则有，故D错误。 故选AB。 10. 医生常用CT扫描机给病人检查病灶，CT扫描机的部分工作原理如图所示。电子从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入垂直纸面的矩形匀强磁场（偏转磁场），最后打在靶上的P点，产生X射线。已知MN间的电压为U，磁场的宽度为d，电子的比荷为k，电子离开磁场时的速度偏转角为θ，其重力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向外 B. 电子进入磁场的速度大小为 C. 电子在磁场中做圆周运动的半径 D. 偏转磁场的磁感应强度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电子经电场加速后进入磁场向下偏转，由左手定则知偏转磁场的方向垂直纸面向里，A错误； B．电子加速过程，由动能定理可得 解得，B错误； CD．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，如图所示 由洛伦兹力作为向心力可得 由几何关系可得 联立解得半径为 磁感应强度的大小为，CD正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 利用如图所示的装置，探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，已知直导线MM中电流通过控制电路（未画出）可以调节电流I的大小，P为磁感应强度传感器，可以测出A、B、C等各点磁感应强度大小B，利用刻度尺可以测出A、B、C等测量点距直导线的距离L请完成下列问题： （1）根据你已有的知识，该实验应用的物理思想为__________ A. 控制变量法 B. 理想模型法 C. 等效替代法 D. 转化法 （2）经多次测量，并将处理数据统计为下列表格中，其中测量点A、B、C距离直导线分别为2cm、3cm、5cm磁感应强度的单位： 电流I 电流2I 电流3I 测量点A 3.0 6.1 8.9 测量点B 1.9 4.0 6.1 测量点C 1.2 2.3 3.6 据此表格数据，初步得出的实验结论为：_______________________ （3）如图乙所示，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，根据本实验，可以确定中心的磁场大小为_____ 【答案】（1）A （2）在误差允许的范围内，通电直导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比 （3） 【解析】 【小问1详解】 探究通电直导线周围产生磁场的分布规律，需要控制电流I的大小和各点到通电导线的距离，可知该实验应用的物理思想为控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 由表可得到通电导线的距离一定，磁感应强度与电流大小成正比；导线中的电流大小一定，磁感应强度与到导线的距离成反比，可知在误差允许的范围内，通电直导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。 【小问3详解】 若通电导体圆A在中心产生的磁场大小为B，A、B为彼此绝缘且相互垂直通有电流大小相等的导体圆，根据对称性可知通电导体圆B在中心产生的磁场大小也为B，方向相互垂直，可知中心的磁场大小为 12. 1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组利用如图（A）研究电磁感应现象。 （1）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，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将_____偏转（填“向左”“向右”或“不”）； （2）按照图（A）连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是_____； A. 插入铁芯 B. 拔出A线圈 C. 滑动变阻器的滑片向左滑动 （3）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏。若把它与一螺线管串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向_____（填“上”或“下”），图丙中的条形磁体下端为_____极（填“N”或“S”）。 （4）为了进一步研究，该小组又做了如图（B）实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流随时间的图像如图（C）所示，由图可得到的结论是__________。 A. 感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关 B. 感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关 C. 感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关 【答案】（1）向右 （2）B （3） ①. 下 ②. S （4）AC 【解析】 【小问1详解】 闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针右偏，说明穿过B的磁通量增加时，指针向右偏。 将A迅速插入B时，穿过B的磁通量继续增加，因此指针仍向右偏转。 【小问2详解】 要使指针左偏，需要穿过B的磁通量减少： A． 插入铁芯，磁通量增加，指针右偏，A错误； B． 拔出A线圈，穿过B的磁通量减少，指针左偏，B正确； C．滑动变阻器滑片左滑，接入电阻减小，电流增大，穿过B的磁通量增加，指针右偏，C错误。 故选B。 【小问3详解】 [1]图乙中指针向左偏，说明电流从左接线柱流入，由右手螺旋定则得感应电流磁场向下。 原磁铁下端为S极，原磁场向上，感应电流磁场阻碍原磁通量增加，说明原磁通量增加，因此磁铁向下运动。 [2]图丙中指针向右偏，说明电流从右接线柱流入，由右手螺旋定则得感应电流磁场向上。 磁铁向上运动，原磁通量减少，感应磁场与原磁场同向，因此原磁场向上，说明条形磁铁下端为极。 【小问4详解】 A． 磁体进入线圈时磁通量增加，电流为正；离开线圈时磁通量减少，电流为负，方向相反，说明感应电流方向与线圈中磁通量增减有关，A正确； B． 感应电流方向由磁通量变化的方向（增减）决定，与磁铁速度大小无关，B错误； C． 磁体加速下落，离开线圈时速度更大，磁通量变化更快，图C中离开时电流峰值更大，说明感应电流大小与磁通量变化快慢有关，C正确。 故选AC。 13. 如图所示，相距为L的光滑导轨由圆弧及足够长的水平两部分构成，轨道水平部分处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为3m，电阻为R的导体棒cd静止放在水平轨道上，质量为2m，电阻为4R的导体棒ab固定在圆弧轨道上，导体棒ab距水平轨道的高度为h。现静止释放导体棒ab，已知忽略空气阻力，重力加速度为g。试求： （1）导体棒ab上产生的最多热量； （2）从ab棒进入水平轨道时开始计时，到碰到cd棒之前，磁感应强度B随时间变化满足什么关系时，cd棒始终保持静止状态，已知时，磁感应强度为，ab棒距cd棒的距离为 【答案】（1） （2） （） 【解析】 【小问1详解】 ab棒下滑过程中机械能守恒得 ab棒与cd棒在水平轨道上运动时，动量守恒有 由系统能量守恒得 ab棒产生的热量 【小问2详解】 要使cd棒保持静止不动，需使回路中的磁通量保持不变，感应电动势为零。已知时，磁感应强度为，有 故有（） 14. 如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P （0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的 a（2h，0）点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求： （1）电场强度E的大小； （2）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值． 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）设粒子在电场中运动的时间为t， 则有x=v0t=2h， y=at2=h qE=ma， 联立以上各式可得 ； （2）粒子达到a点时沿负y方向的分速度为vy=at=v0， 所以， 方向指向第IV象限与x轴正方和成45o角； 粒子在磁场中运动时，有 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 所以磁感应强度B的最小值 15. 如图所示，一个质量为m边长为L电阻为R的正方形线框，从h的高度由静止自由下落，然后进入高度为的匀强磁场，线框刚好匀速穿出磁场，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，忽略空气阻力，线框平面始终保持竖直状态。求： （1）线框刚进入磁场时的加速度 （2）线框穿过磁场区域过程中产生的焦耳热 （3）线框从开始释放到穿出磁场时的时间 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框下落过程如图所示 线框从1到2过程，做自由落体运动，有 解得 线框刚进入磁场时有 电流 则安培力 由牛顿第二定律有 联立可得线框刚进入磁场时的加速度 【小问2详解】 线框从4到5过程，匀速运动，设速度为，由平衡条件得 解得 设线框穿过磁场区域过程中产生的焦耳热为，线框从1到5过程，由能量守恒定律得 解得 【小问3详解】 线框从1到2过程，做自由落体运动有 设线框3位置（线框刚好完全进入磁场）时的速度为，线框从3到4过程做加速度为g的匀加速直线运动，则 解得 线框从2到3过程，由动量定理有 即 又因为 解得 线框从3到4过程做加速度为g的匀加速直线运动,则 解得 线框从4到5过程，匀速运动的时间 综上可得线框从开始释放到穿出磁场时的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $