精品解析：重庆市大足中学2025-2026学年高二下学期第一次月考物理试卷

2026-2027学年大足中学高二物理第一次月考卷 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。 1. 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是（　　） A. 洛伦兹力一定会对带电粒子做功 B. 洛伦兹力的大小与速度无关 C. 洛伦兹力不改变速度方向 D. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 2. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ ） A. 方向水平向右，大小为 B. 方向水平向左，大小为 C. 方向水平向右，大小为 D. 方向水平向左，大小为 3. 如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0沿与水平方向成30°角斜向右下方做匀速直线运动，最后进入一轴线沿小球运动方向且固定摆放的一光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 磁场和电场的大小关系为 C. 若小球刚进入管道时撤去磁场，小球仍做匀速直线运动 D. 若小球刚进入管道时撤去电场，小球的机械能不断增大 4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是（　　） A. 穿过圆环的磁通量变大 B. 感应电流沿逆时针（俯视）方向 C. 圆环有收缩的趋势 D. 圆环对桌面的压力变大 5. 某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为直径为，左右两端开口，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后两端的电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积）下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度 B. 侧电势比侧电势低 C. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D. 污水流量与成正比，与无关 6. 如图所示，金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　） A. 向右做加速运动 B. 向右做减速运动 C. 向左做匀速运动 D. 向左做加速运动 7. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A. 螺线管中产生的感应电动势为1.2V B. 闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电 C. 闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10-2W D. 闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经R2的电荷量为1.8×10-2C 8. 在做科学研究时，可以通过“速度选择器”把特定速率的粒子筛选出来，其原理如图所示。在间距为的两平行金属板上加上电压，磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为，一束粒子沿两金属板中轴线方向由点射入两极板之间，若粒子重力不计，则（　　） A. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定带正电 B. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定为带电粒子且速率为 C. 能沿直线运动，从点离开的粒子，若为带电粒子其速率一定为 D. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定无法沿直线做反向运动 9. 如图所示，相距为的两平行板间同时存在匀强电场和匀强磁场，磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里。一质量为、带电荷量为的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，重力加速度为，则（　　） A. 小球一定带负电 B. 小球一定带正电 C. 两板间电压为 D. 小球在两板间的运动时间为 10. 应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度ω，如图为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流I，前后两面连接控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，则前表面比后表面的电势低 B. 增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变小 C. 控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件 D. 若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 二、实验题：本题共2小题，共16分。（除12题第2和第3空1分外，其余每空2分） 11. （1）如下左图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关稳定后，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连好电路后，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.变阻器的滑片向左滑动 D.断开电键S瞬间 （2）今有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上图（1）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。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”、“下”）；图（4）中的条形磁铁下端为______极（填“N”、“S”）。 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量电源的电动势和内阻，所用器材如下： A.毫安表G（量程，内阻） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.开关S、S1、S2，导线若干 （1）将毫安表改装成量程为的电流表，需要将电阻箱的阻值调到______（结果保留一位小数）。 （2）闭合开关、，多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图像如图（b）所示，根据图像可求出电源的电动势______，电源的内阻______。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，由上述图线求得的电动势与真实值相比______，求得的内阻与真实值相比______。（均填“偏大”“偏小”或“准确”） 三、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，矩形有界磁场MNPQ的NP边长为，MN边长为，在该区域中存在垂直MNPQ平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子从P点垂直磁场边界NP以初速度进入磁场，带电粒子从MN的中点离开磁场。不计粒子的重力。求： （1）带电粒子在磁场中运动的时间； （2）若该粒子从M点离开磁场，粒子从P点进入磁场的速度为多大? 14. 如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为，电阻，导轨电阻不计，当开关S打开，导体棒紧贴导轨匀速下滑时，标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好均正常发光，已知：重力加速度，灯泡电阻不变。则： （1）导体棒ab的质量； （2）导体棒ab运动速度的大小； （3）若闭合开关S，移动滑动变阻器（阻值范围）滑片P，当导体棒ab再次稳定后，发现滑片P在不同位置，两灯泡和滑动变阻器一块消耗的功率不同。现要使稳定后两灯泡和滑动变阻器消耗的功率最大，则此时滑动变阻器阻值为多大，并求出此时导体棒ab两端的电压。 15. 如图所示，在平面内，区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有一沿轴正方向、场强为的匀强电场。一质量为、电荷量为的带电粒子，从轴上坐标为的点以未知的初速度垂直电场方向开始运动，经过电场和磁场的分界线上的点后飞入下方磁场。磁场沿方向足够宽广，在磁场中粒子恰好不会从磁场下边界飞出，点的坐标为。不考虑重力的影响，求： （1）带电粒子的初速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小； （3）若开始时带电粒子在点以的速度大小沿轴正方向运动，且将磁场反向，则粒子第5次经过电、磁场分界线时与分界线和轴的交点的距离为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年大足中学高二物理第一次月考卷 一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。 1. 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是（　　） A. 洛伦兹力一定会对带电粒子做功 B. 洛伦兹力的大小与速度无关 C. 洛伦兹力不改变速度方向 D. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．洛伦兹力方向始终与粒子速度方向垂直，洛伦兹力对带电粒子不做功，故A错误； B．带电粒子垂直匀强磁场运动时，洛伦兹力大小为 可知洛伦兹力大小与速度有关，故B错误； C．洛伦兹力与速度方向垂直，会改变速度的方向，不改变速度的大小，故C错误； D．洛伦兹力对带电粒子不做功，根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，因此洛伦兹力不改变带电粒子的动能，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ ） A. 方向水平向右，大小为 B. 方向水平向左，大小为 C. 方向水平向右，大小为 D. 方向水平向左，大小为 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则可知，金属棒受到的安培力方向斜向左上方，对金属棒受力分析如图所示 根据平衡条件可得 联立解得 方向水平向右。 故选A。 3. 如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0沿与水平方向成30°角斜向右下方做匀速直线运动，最后进入一轴线沿小球运动方向且固定摆放的一光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是（　　） A. 小球带负电 B. 磁场和电场的大小关系为 C. 若小球刚进入管道时撤去磁场，小球仍做匀速直线运动 D. 若小球刚进入管道时撤去电场，小球的机械能不断增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．经分析，洛伦兹力不做功，重力做正功，而小球动能不变，电场力一定做负功，小球带正电，故A错误； B．仅当支持力为零，电场力、重力、洛伦兹力三力平衡时，有 即 故B错误； C．因为电场力、重力、洛伦兹力三力平衡时，电场力和重力的合力与洛伦兹力方向相反，说明合力和速度方向垂直，撤去磁场后，重力和电场力合力不做功，支持力不做功，则小球仍沿杆做匀速直线运动，故C正确； D．撤去电场，只有重力对小球做功，小球的机械能不变，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，使圆环内产生了感应电流。下列说法正确的是（　　） A. 穿过圆环的磁通量变大 B. 感应电流沿逆时针（俯视）方向 C. 圆环有收缩的趋势 D. 圆环对桌面的压力变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．条形磁铁沿圆环的中心轴线竖直向上运动，则穿过圆环的磁通量变小，选项A错误； B．穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，感应电流沿逆时针（俯视）方向，选项B正确； C．根据楞次定律“增缩减扩”可知，圆环有扩大的趋势，选项C错误； D．根据楞次定律“来拒去留”可知，磁铁对圆环的作用力向上，则圆环对桌面的压力变小，选项D错误。 故选B。 5. 某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为直径为，左右两端开口，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后两端的电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积）下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度 B. 侧电势比侧电势低 C. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D. 污水流量与成正比，与无关 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．流量 又因为电场力等于洛伦兹力，达到平衡时，电势差稳定，即 解得 U的大小与粒子浓度无关，所以流量 解得 故A正确，CD错误； B．磁场方向竖直向下，由左手定则，污水中的正离子聚集到端，负离子聚集到端，侧电势比侧电势高，B错误； 故选A。 6. 如图所示，金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈中将有感应电流产生且被螺线管吸引（　　） A. 向右做加速运动 B. 向右做减速运动 C. 向左做匀速运动 D. 向左做加速运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．导体向右做加速运动时，根据右手定则判断，ab中产生的感应电流方向从a到b，根据安培定则可知，螺线管左端为S极，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律可知，c中产生逆时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于S极，则线圈c被螺线管排斥，故A错误。 B．导体向右做减速运动时，根据右手定则判断，ab中产生的感应电流方向从a到b，根据安培定则可知，螺线管左端为S极，感应电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过c的磁通量减小，根据楞次定律可知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于N极，则线圈c被螺线管吸引，故B正确； C．当导体棒向左匀速运动时，产生恒定的电流，线圈中的磁通量恒定不变，线圈c中无感应电流出现，也不被螺线管排斥，故C错误； D．导体棒向左做加速运动时，根据右手定则可判断，ab中产生的感应电流方向从b到a，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过c的磁通量增大，根据楞次定律可知，c中产生顺时针方向（从左向右看）的感应电流，右侧相当于N极，则线圈c被螺线管排斥，故D错误。 故选B。 7. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（　　） A. 螺线管中产生的感应电动势为1.2V B. 闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电 C. 闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.56×10-2W D. 闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经R2的电荷量为1.8×10-2C 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为 故A错误； B．根据楞次定律可以判断回路中感应电流的方向应为逆时针方向，所以电容器的下极板带正电，故B错误； C．闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为 故C正确； D．闭合K，电路中的电流稳定后电容器两端的电压为 K断开后，流经R2的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量，即 Q=CU=1.2×10-5C 故D错误。 故选C。 8. 在做科学研究时，可以通过“速度选择器”把特定速率的粒子筛选出来，其原理如图所示。在间距为的两平行金属板上加上电压，磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为，一束粒子沿两金属板中轴线方向由点射入两极板之间，若粒子重力不计，则（　　） A. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定带正电 B. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定为带电粒子且速率为 C. 能沿直线运动，从点离开的粒子，若为带电粒子其速率一定为 D. 能沿直线运动，从点离开的粒子，一定无法沿直线做反向运动 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．能沿直线运动的粒子，若粒子带正电，向下的电场力等于向上的洛伦兹力，由平衡可知，可得 同理若粒子带负电，则向上的电场力与向下的洛伦兹力也能平衡；若粒子不带电，则也能沿直线运动从点离开，则AB错误，C正确； D．能沿直线运动，从点离开的粒子，若沿直线做反向运动，无论是正电荷还是负电荷，所受的电场力和洛伦兹力方向相同，粒子做曲线运动，则不可能从Ｏ点离开，D正确。 故选CD。 9. 如图所示，相距为的两平行板间同时存在匀强电场和匀强磁场，磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里。一质量为、带电荷量为的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，重力加速度为，则（　　） A. 小球一定带负电 B. 小球一定带正电 C. 两板间电压为 D. 小球在两板间的运动时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．小球受重力、电场力和洛伦兹力的作用做匀速圆周运动，速率始终不变，说明了重力做功的大小始终等于电场力做功，即电场力等于重力且方向向上，所以小球带正电荷，故A错误，B正确； C．由以上的分析可知qE=mg 解得 两极板之间的电压U=Ed=，故C正确； D．小球受到的洛伦兹力提供向心力，有 所以它运动的周期 由图可知，小球在两板间的运动时间仅仅为半个周期，故D错误。 故选BC。 10. 应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度ω，如图为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流I，前后两面连接控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，则前表面比后表面的电势低 B. 增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变小 C. 控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件 D. 若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，根据左手定则，负电荷向前表面偏转，则前表面比后表面的电势低，故A正确； B．设前、后表面的距离为，左、右表面的距离为，根据电流微观表达式 霍尔元件稳定时，有 整理得 故增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压增大，故B错误； C．当齿轮的凸起部分在靠近霍尔元件，磁感应强度变大，故控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凸起部分在靠近霍尔元件，故C错误； D．霍尔电压变化一个周期，对应齿轮转过弧度，故若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 故D正确。 故选AD。 二、实验题：本题共2小题，共16分。（除12题第2和第3空1分外，其余每空2分） 11. （1）如下左图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 ①如果在闭合开关瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关稳定后，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连好电路后，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.变阻器的滑片向左滑动 D.断开电键S瞬间 （2）今有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上图（1）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。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”、“下”）；图（4）中的条形磁铁下端为______极（填“N”、“S”）。 【答案】（1） ①. 向右 ②. BD##DB （2） ①. 下 ②. S 【解析】 【小问1详解】 ①[1]已知闭合开关瞬间，B线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转。 ②[2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化知，磁通量应减小，插入铁芯时，B线圈中的磁通量增大，故A错误； B．拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，故B正确； C．变阻器的滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故C错误； D．断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1][2]图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向沿顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁体的磁场方向向上，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，磁通量增大，条形磁体向下插入； 图（4）中可知指针向右偏，则感应电流的方向是逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁体向上拔出，即磁通量减小，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，条形磁体的磁场方向向上，所以条形磁体上端为N极，下端为S极。 12. 某实验小组用如图（a）所示的电路图测量电源的电动势和内阻，所用器材如下： A.毫安表G（量程，内阻） B.电阻箱（最大阻值为） C.电源（电动势约为） D.电压表（量程，内阻约为） E.滑动变阻器（最大阻值为） F.开关S、S1、S2，导线若干 （1）将毫安表改装成量程为的电流表，需要将电阻箱的阻值调到______（结果保留一位小数）。 （2）闭合开关、，多次改变滑动变阻器连入电路的阻值，使得毫安表和电压表都有较大的读数，根据实验数据画出图像如图（b）所示，根据图像可求出电源的电动势______，电源的内阻______。（结果均保留两位有效数字） （3）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，由上述图线求得的电动势与真实值相比______，求得的内阻与真实值相比______。（均填“偏大”“偏小”或“准确”） 【答案】（1）0.4 （2） ①. 5.9 ②. 0.50 （3） ①. 偏小 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 将毫安表改装成量程为的电流表，需要将电阻箱的阻值调到 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 结合图（b）有， 解得 【小问3详解】 [1][2]将电压表与电源等效为一个新电源，电动势与内阻的测量值等于新电源的等效电动势与内阻，则有， 即电动势与真实值相比偏小，求得的内阻与真实值相比偏小。 三、计算题：本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，矩形有界磁场MNPQ的NP边长为，MN边长为，在该区域中存在垂直MNPQ平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子从P点垂直磁场边界NP以初速度进入磁场，带电粒子从MN的中点离开磁场。不计粒子的重力。求： （1）带电粒子在磁场中运动的时间； （2）若该粒子从M点离开磁场，粒子从P点进入磁场的速度为多大? 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示 由几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的半径为 粒子在磁场中做圆周运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 联立解得 （2）该粒子从M点离开磁场，设粒子从P点进入磁场的速度为，粒子在磁场中做圆周运动的半径为，如图所示 由几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 14. 如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为，电阻，导轨电阻不计，当开关S打开，导体棒紧贴导轨匀速下滑时，标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好均正常发光，已知：重力加速度，灯泡电阻不变。则： （1）导体棒ab的质量； （2）导体棒ab运动速度的大小； （3）若闭合开关S，移动滑动变阻器（阻值范围）滑片P，当导体棒ab再次稳定后，发现滑片P在不同位置，两灯泡和滑动变阻器一块消耗的功率不同。现要使稳定后两灯泡和滑动变阻器消耗的功率最大，则此时滑动变阻器阻值为多大，并求出此时导体棒ab两端的电压。 【答案】（1）0.01kg；（2）70m/s；（3）12Ω；4V 【解析】 【详解】（1）每个小灯泡的电阻为 两灯泡并联后的电阻 两小灯泡恰好均正常发光，每个灯泡的电流 则导体的电流为 I=2IL=1A 当导体棒稳定时满足 解得 m=0.01kg （2）根据 解得 v=70m/s （3）导体棒达到稳定状态时，根据 可知，通过导体棒的电流I是一定的，即通过两灯泡和滑动变阻器的总电流一定，根据 P=I2R总 可知，当总电阻最大时两灯泡和滑动变阻器消耗的总功率最大，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，即 R=12Ω 此时总电阻 此时导体棒ab两端的电压 15. 如图所示，在平面内，区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有一沿轴正方向、场强为的匀强电场。一质量为、电荷量为的带电粒子，从轴上坐标为的点以未知的初速度垂直电场方向开始运动，经过电场和磁场的分界线上的点后飞入下方磁场。磁场沿方向足够宽广，在磁场中粒子恰好不会从磁场下边界飞出，点的坐标为。不考虑重力的影响，求： （1）带电粒子的初速度大小； （2）磁场的磁感应强度大小； （3）若开始时带电粒子在点以的速度大小沿轴正方向运动，且将磁场反向，则粒子第5次经过电、磁场分界线时与分界线和轴的交点的距离为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在电场中做类平抛运动，由P到Q，在竖直方向有 水平方向有 联立解得 【小问2详解】 设带电粒子进入磁场时的速度大小为，与分界线MN夹角为，由动能定理及几何关系得 由几何知识可知 设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系有 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 第一次到达MN时，由动能定理得 解得 磁场反向后，粒子进入磁场做圆周运动，有 粒子每转半个圆出磁场一次，进入电场后，电场中往返一次再经过一次，因此：第5次经过分界线时，总水平位移 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $