精品解析：四川西昌市俊波学校2025-2026学年高二下学期期中模拟考试物理试卷

西昌市俊波学校高2024级高二下期期中模拟 考试物理试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 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. 如图所示，匀强磁场垂直“√”型通电导线所在平面，已知ab⊥ac，∠acb=60°，ac段受到的安培力大小为F。则（　　） A. bc段受到的安培力大小为2F B. acb整体受到的安培力大小为2F C. ac段受到的安培力方向垂直于ac向左 D. acb整体受到的安培力方向垂直于ab向下 2. 一个带负电的带电粒子沿垂直于磁场的方向，从点进入匀强磁场，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。下列描述带电粒子运动的径迹中，正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 一电荷量为、质量为的带电物体静置于绝缘水平面上，空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。某时刻，该物体在水平恒力的作用下由静止开始水平向右加速运动，运动的位移为时恰好达到最大速度。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。物体由静止到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 最大加速度为 B. 最大速度为 C. 物体克服摩擦力做的功为 D. 最大动能小于 4. 速度选择器在现代科技中扮演着至关重要且不可替代的角色，它为许多高精尖仪器和设备打下基础。在如图所示的速度选择器中，两平行板间有电场强度为E的匀强电场，方向向上，垂直纸面方向存在一匀强磁场（方向未知），一带电荷量为q的正离子（不计重力），垂直电场方向以速度v从缝飞入两板间，沿直线飞出缝，下列说法中正确的是（ ） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度大小为 C. 若该粒子从缝飞入也一定能从飞出 D. 若该粒子的电量为2q，从缝飞入也一定能从飞出 5. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针为线框中电流的正方向。则线框中的电流i，E、F两端的电势差UEF随x的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A. 油量表是由电压表改装而成的 B. 当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C. 当油面高度降低时，油量表的示数减小 D. 当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 7. 如图所示，可视为无限长的平行直导线、通入大小均为的电流，对导线施加平行斜面向上的拉力，两导线均恰好静止在倾角为的光滑斜面上。现将、导线通入大小均为的电流，同时对导线改为施加平行斜面向上的拉力，两导线间距离不变并沿斜面向上做匀加速直线运动。已知无限长通电直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与距导线的距离成反比。、Q导线的质量分别为、，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 导线、通入的电流方向相反 B. 拉力大小为 C. 导线、加速运动时，加速度大小为 D. 拉力大小为 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. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，取3.14。下列结论正确的是（　　） A. 时，线圈平面垂直于磁场 B. 时，电流改变方向 C. 时，电动势达到最大值157V D. 产生的交流电电动势有效值为157V 9. 如图所示，光滑水平桌面有一金属线框，匀强磁场垂直于线框平面向里，在线框的右侧施加外力，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场。两次线框运动的速度之比为，不计一切阻力，则在两次运动过程中，说法正确的是（　　） A. 线框中感应电流之比为 B. 外力做功之比为 C. 外力的功率之比为 D. 流过任一横截面的电荷量之比为 10. 如图所示，光滑水平桌面上有边长为的正方形区域，区域内存在竖直向下的匀强磁场，在边的中点有一粒子发射源，可以沿与成角方向发射速度大小不同的相同带正电粒子，已知粒子的比荷为，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 若粒子从边射出，粒子射出的速度大小 B. 若粒子从边射出，粒子射出的速度大小满足 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从边射出磁场的粒子在磁场中的运动时间满足 三、实验题：本题共2个小题，共14分。 11. 有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性_____； A.小明 B.小华 C.都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的_____（选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有_____（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 12. 图甲为某同学研究自感现象的电路图，灯泡1的电阻比灯泡2小，线圈的自感系数很大，其直流电阻和电源内阻均可忽略。 （1）闭合开关，可观察到的现象是_____。 A. 灯泡1立刻变亮 B. 灯泡2立刻变亮且亮度保持不变 C. 灯泡3立刻变亮然后缓慢变得更亮 （2）t1时刻断开开关，测得流过图中两个灯泡的电流随时间变化的图线如图乙、丙所示，图丙所测的是灯泡_____（选填“1” “2”或“3”）的电流，断开开关后，流过灯泡2的电流方向为_____（选填“从左向右”或“从右向左”），乙、丙两图中，I1、I2的大小关系为I1_____ I2（选填“＜”“=“或“＞“）。 四、计算题：本题共3个小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，矩形线框的匝数，面积，空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，初始时线框平面与磁场平行，现让线框绕中轴线以角速度匀速转动，线框外部连接一阻值为的定值电阻，线框内阻为。求： （1）从图示位置开始，线框产生感应电流的表达式（电流由为正）； （2）从图示位置转动60°过程，电阻R上通过的电荷量； （3）从图示位置转过90°过程，电阻R上产生的焦耳热。 14. 如图所示，水平固定的光滑平行金属导轨（足够长）处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中，导轨间距，左端接有阻值的定值电阻。质量、长度也为L、电阻的金属杆垂直放置于导轨上，绕过光滑定滑轮的绝缘细线将金属杆与质量的重物连接在一起，金属杆到滑轮间的细线始终水平。初始时用手托着重物使得重物和金属杆静止且细线绷直，0时刻撤去托着重物的力，金属杆运动的位移大小为x（单位为m）时开始做匀速直线运动。取重力加速度大小，金属杆始终与导轨接触良好，重物始终未落地，不计导轨电阻，不计空气阻力。求： （1）撤去托着重物的力瞬间，金属杆的加速度大小a； （2）金属杆做匀速直线运动的速度大小v； （3）金属杆从开始运动至恰好做匀速直线运动的过程中电阻R产生的焦耳热Q（用x表示）。 15. 一个质量为、电荷量为的带负电粒子从轴上的点以速度沿与正方向成角射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，磁感应强度大小为，电场强度大小为。不计粒子重力。求： （1）、两点间的距离； （2）带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标； （3）从点进入磁场到第三次经过轴所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西昌市俊波学校高2024级高二下期期中模拟 考试物理试卷 （考试时间：75分钟，分值：100分） 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. 如图所示，匀强磁场垂直“√”型通电导线所在平面，已知ab⊥ac，∠acb=60°，ac段受到的安培力大小为F。则（　　） A. bc段受到的安培力大小为2F B. acb整体受到的安培力大小为2F C. ac段受到的安培力方向垂直于ac向左 D. acb整体受到的安培力方向垂直于ab向下 【答案】A 【解析】 【详解】A．设ac=L，则，，由题意可知F=BIL 则bc段受到的安培力大小为，故A正确； B．acb整体的有效长度为 则acb整体受到的安培力大小为，故B错误； C．根据左手定则可知，ac段受到的安培力方向垂直于ac向右，故C错误； D．acb整体的有效长度为ab，根据左手定则可知acb整体受到的安培力方向垂直于ab向上，故D错误。 故选A。 2. 一个带负电的带电粒子沿垂直于磁场的方向，从点进入匀强磁场，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。下列描述带电粒子运动的径迹中，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知，带负电的粒子从a点射入磁场时AC两图中粒子的偏转方向错误；因粒子射入磁场后能量逐渐减小，速度大小逐渐减小，根据 可知，则粒子的轨道半径逐渐减小，则B图错误，D图正确。 故选D。 3. 一电荷量为、质量为的带电物体静置于绝缘水平面上，空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。某时刻，该物体在水平恒力的作用下由静止开始水平向右加速运动，运动的位移为时恰好达到最大速度。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。物体由静止到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 最大加速度为 B. 最大速度为 C. 物体克服摩擦力做的功为 D. 最大动能小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．分析物体受力，根据牛顿第二定律，有 可知随着速度的增大，物体的加速度逐渐减小，则初始加速度最大，即，故A错误； B．物体加速度为零时，速度最大，有 有，故B错误； C．物体运动由静止到最大速度过程，摩擦力 随着速度增大而增大，克服摩擦力做的功大于，故C错误； D．根据动能定理，有 解得，故D正确。 故选D。 4. 速度选择器在现代科技中扮演着至关重要且不可替代的角色，它为许多高精尖仪器和设备打下基础。在如图所示的速度选择器中，两平行板间有电场强度为E的匀强电场，方向向上，垂直纸面方向存在一匀强磁场（方向未知），一带电荷量为q的正离子（不计重力），垂直电场方向以速度v从缝飞入两板间，沿直线飞出缝，下列说法中正确的是（ ） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 磁感应强度大小为 C. 若该粒子从缝飞入也一定能从飞出 D. 若该粒子的电量为2q，从缝飞入也一定能从飞出 【答案】D 【解析】 【详解】A．正离子在速度选择器中所受电场力竖直向上，则所受洛伦兹力竖直向下，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．由，可得，故B错误； C．若该粒子从缝飞入，所受电场力和洛伦兹力都竖直向上，不能从飞出，故C错误； D．若该粒子的电量为2q，所受电场力与洛伦兹力依然是一对平衡力，从缝飞入也一定能从飞出，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a，磁感应强度的大小为B。一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框CDEF从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针为线框中电流的正方向。则线框中的电流i，E、F两端的电势差UEF随x的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当x在0~a范围内时，线框进入磁场，此时EF切割磁感线产生的感应电动势大小为 则回路中感应电流大小恒定，并且根据右手定则可知，此时E点电势高于F点电势，回路中电流的方向为逆时针，即电流为正，电流大小为，故AB错误； CD．由以上分析可得，x在0~a范围内时，E、F两端的电势差为 x在a~2a范围内时，线框全部在磁场中运动，此时回路中磁通量不变，感应电流为零，但EF、DC都切割磁感线产生的感应电动势大小相等，大小为 所以E、F两端的电势差为 x在2a~3a范围内时，线框离开磁场，此时DC切割磁感线产生的感应电动势大小为 根据右手定则可知此时E点电势仍高于F点电势，根据闭合电路欧姆定律可得回路中感应电流，方向为顺时针，电流大小为 所以E、F两端的电势差为，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A. 油量表是由电压表改装而成的 B. 当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C. 当油面高度降低时，油量表的示数减小 D. 当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 【答案】C 【解析】 【详解】当滑动变阻器的金属滑片上移时，油箱油面降低，R接入电路的有效电阻变大，则回路的总电阻变大，由欧姆定律知，电路中的电流减小，油量表的示数减小；反之油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变小，电流增大，所以油量表是由电流表改装而成的。当油面高度降低到最低时，R接入电路的阻值最大，但根据欧姆定律可知，油量表的示数不为零。 故选C。 7. 如图所示，可视为无限长的平行直导线、通入大小均为的电流，对导线施加平行斜面向上的拉力，两导线均恰好静止在倾角为的光滑斜面上。现将、导线通入大小均为的电流，同时对导线改为施加平行斜面向上的拉力，两导线间距离不变并沿斜面向上做匀加速直线运动。已知无限长通电直导线在其周围产生磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与距导线的距离成反比。、Q导线的质量分别为、，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 导线、通入的电流方向相反 B. 拉力大小为 C. 导线、加速运动时，加速度大小为 D. 拉力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．P、Q导线通入电流后，P导线恰好静止，可知P、Q间为吸引力，则两导线中电流方向相同，故A错误； B．由A项分析可知，两导线通入电流后，有吸引力 导线Q恰好静止在斜面上，有，故B错误； C．P、Q导线通入电流后加速运动，可知P、Q导线相互吸引，由题可知，通电流后，吸引力 对导线P，有 解得，故C错误； D．P、Q导线通入电流后，对导线P、Q，有 解得，故D正确。 故选D。 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. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，取3.14。下列结论正确的是（　　） A. 时，线圈平面垂直于磁场 B. 时，电流改变方向 C. 时，电动势达到最大值157V D. 产生的交流电电动势有效值为157V 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在时，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面位置，线圈平面垂直于磁场；线圈经过中性面时，电流方向将发生改变，故AB正确； C．时，线圈位于中性面位置，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误； D．穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，可得产生的交流电电动势有效值为，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，光滑水平桌面有一金属线框，匀强磁场垂直于线框平面向里，在线框的右侧施加外力，先后两次将线框从同一位置匀速地拉出有界磁场。两次线框运动的速度之比为，不计一切阻力，则在两次运动过程中，说法正确的是（　　） A. 线框中感应电流之比为 B. 外力做功之比为 C. 外力的功率之比为 D. 流过任一横截面的电荷量之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据电流为 因两次线框运动的速度之比为，可知线框中感应电流之比为，故A错误； B．外力做功 可知外力做功之比为，故B错误； C．外力的功率等于电功率，则 可知外力的功率之比为，故C正确； D．流过任一横截面的电荷量 可知电荷量之比为，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，光滑水平桌面上有边长为的正方形区域，区域内存在竖直向下的匀强磁场，在边的中点有一粒子发射源，可以沿与成角方向发射速度大小不同的相同带正电粒子，已知粒子的比荷为，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　） A. 若粒子从边射出，粒子射出的速度大小 B. 若粒子从边射出，粒子射出的速度大小满足 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从边射出磁场的粒子在磁场中的运动时间满足 【答案】BC 【解析】 【详解】 洛伦兹力提供向心力有 可得 由题意作出带电粒子以不同速度在磁场中的运动轨迹示意图，如图所示。 A．当粒子从边射出，粒子的运动轨迹恰好与ad边相切时，如图曲线Ⅱ，根据几何关系有 解得 则 所以若粒子从边射出，粒子射出的速度大小 ，故A错； B．粒子从边射出，粒子的运动轨迹恰好与dc边相切时，如图曲线Ⅰ，根据几何关系有 解得 则 结合选项A的结果可得当，即时，粒子可以从边射出，故B正确； C．根据和 可得 则粒子在磁场中的运动时间为 如图曲线Ⅱ或Ⅲ，当，粒子在磁场中运动的最长时间为，故C正确； D．粒子的运动轨迹恰好与dc边相切，如图曲线Ⅰ，此时粒子轨迹所对圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为 粒子的运动轨迹恰好与bc边相切，如图曲线Ⅵ，此时粒子轨迹所对圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为 从边射出磁场的粒子在磁场中的运动时间满足即，故D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共2个小题，共14分。 11. 有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性_____； A.小明 B.小华 C.都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的_____（选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有_____（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 【答案】 ①. A ②. S极 ③. 收缩 【解析】 【详解】[1]乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁铁的极性，检流表指针向右边偏转，可知电流从正接线柱流入检流表，即线圈中的电流为顺时针（从上往下看），感应电流产生磁场的方向向下，而线圈磁通量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产生磁场方向相反，原磁场方向向上，故P端为S极。故通过小明的实验可以判断条形磁铁的极性。根据楞次定律可知小华的实验不能判断极性。 故选A。 [2]通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的S极。 [3]丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环的磁通量增大，根据楞次定律可知铝环有收缩的趋势。 12. 图甲为某同学研究自感现象的电路图，灯泡1的电阻比灯泡2小，线圈的自感系数很大，其直流电阻和电源内阻均可忽略。 （1）闭合开关，可观察到的现象是_____。 A. 灯泡1立刻变亮 B. 灯泡2立刻变亮且亮度保持不变 C. 灯泡3立刻变亮然后缓慢变得更亮 （2）t1时刻断开开关，测得流过图中两个灯泡的电流随时间变化的图线如图乙、丙所示，图丙所测的是灯泡_____（选填“1” “2”或“3”）的电流，断开开关后，流过灯泡2的电流方向为_____（选填“从左向右”或“从右向左”），乙、丙两图中，I1、I2的大小关系为I1_____ I2（选填“＜”“=“或“＞“）。 【答案】（1）C （2） ①. 2 ②. 从右向左 ③. ＞ 【解析】 【小问1详解】 A．闭合开关，因为线圈产生自感，灯泡1的电流缓慢增大，缓慢变亮，A错误； B．闭合开关，灯泡2立刻变亮；闭合开关时，线圈产生自感电动势，随着自感电动势的减小，灯泡2两端的电压减小，灯泡2的电流减小，灯泡2的亮度减小，当自感电动势减小到零时，灯泡2的电流保持不变，亮度保持不变，B错误； C．闭合开关，灯泡3立刻变亮，然后随着灯泡1电流的增大灯泡3缓慢变得更亮，稳定时亮度保持不变，C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]断开开关时，灯泡3的电流立刻变为零；断开开关时，线圈产生自感电动势，右端为正级，给灯泡1和灯泡2供电，电流方向为顺时针，灯泡1的电流从左向右，灯泡2的电流从右向左，所以，图乙是灯泡1的电流，图丙是灯泡2的电流； [3]因为灯泡1的电阻比灯泡2小，所以。 四、计算题：本题共3个小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，矩形线框的匝数，面积，空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，初始时线框平面与磁场平行，现让线框绕中轴线以角速度匀速转动，线框外部连接一阻值为的定值电阻，线框内阻为。求： （1）从图示位置开始，线框产生感应电流的表达式（电流由为正）； （2）从图示位置转动60°过程，电阻R上通过的电荷量； （3）从图示位置转过90°过程，电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 最大感应电动势 最大感应电流 图示位置感应电流最大，线框产生感应电流的表达式为 【小问2详解】 电阻R上通过的电荷量 又，，解得 由，解得 【小问3详解】 电流的有效值 从图示位置转过90°过程的时间 电阻R上产生的焦耳热 14. 如图所示，水平固定的光滑平行金属导轨（足够长）处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中，导轨间距，左端接有阻值的定值电阻。质量、长度也为L、电阻的金属杆垂直放置于导轨上，绕过光滑定滑轮的绝缘细线将金属杆与质量的重物连接在一起，金属杆到滑轮间的细线始终水平。初始时用手托着重物使得重物和金属杆静止且细线绷直，0时刻撤去托着重物的力，金属杆运动的位移大小为x（单位为m）时开始做匀速直线运动。取重力加速度大小，金属杆始终与导轨接触良好，重物始终未落地，不计导轨电阻，不计空气阻力。求： （1）撤去托着重物的力瞬间，金属杆的加速度大小a； （2）金属杆做匀速直线运动的速度大小v； （3）金属杆从开始运动至恰好做匀速直线运动的过程中电阻R产生的焦耳热Q（用x表示）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 撤去托着重物的力瞬间，设细线上的拉力大小为，对金属杆有 对重物有 解得 【小问2详解】 金属杆做匀速直线运动时，产生的感应电动势为 通过金属杆的电流为 金属杆受到的安培力大小 对金属杆和重物受力分析有 解得 【小问3详解】 金属杆从开始运动至恰好做匀速直线运动的过程中，由能量守恒定律有 根据焦耳定律，有 联立解得电阻R产生的焦耳热 15. 一个质量为、电荷量为的带负电粒子从轴上的点以速度沿与正方向成角射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，磁感应强度大小为，电场强度大小为。不计粒子重力。求： （1）、两点间的距离； （2）带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标； （3）从点进入磁场到第三次经过轴所用的时间。 【答案】（1） （2）（，） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子第一次在磁场中的运动轨迹如图所示 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r。粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得 由几何关系可得 联立求得 【小问2详解】 粒子离开磁场时，离O的距离为 粒子在电场中做匀减速直线运动，粒子速度第一次为零时运动的水平距离为 由牛顿第二定律 联立求得 则粒子在电场中速度第一次为零时的坐标为（，）。 【小问3详解】 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，则 由图知，粒子第一次在磁场中做圆周运动对应的圆心角为 粒子第一次在磁场中运动的时间 联立解得 粒子在电场中先匀减速到零再反向匀加速第2次经过y轴，运动时间为 粒子再次进入磁场中时，垂直y轴进入磁场，向上偏转垂直y轴第3次经过y轴，运动时间 则粒子从P点进入磁场到第三次经过y轴所用的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $