精品解析：广西壮族自治区南宁市兴宁区第三中学2025-2026学年高二上学期期末物理试题

高二物理试卷 一、选择题：本大题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10小题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极 C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是质谱仪的主要原理图，由粒子在磁场中的运动轨迹可知该粒子带负电 2. 如图，通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内，线圈放在直导线旁边，以下说法正确的是（　　） A. 若线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生 B. 若线圈以通电直导线为轴转动，有感应电流产生 C. 若线圈在平面内上、下平动，有感应电流产生，其中感应电流方向是 D. 若线圈向右平动，有感应电流产生，其中感应电流方向是 3. 如图，E为电源电动势，r为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑片在ab的中点时合上开关S。现将的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V示数不变 B. 电压表V示数增大 C. 电流表示数增大 D. 电流表示数增大 4. 电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示，振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，声波会导致振动膜振动从而使其与基板间的距离发生改变，下列说法正确的是（　　） A. 振动膜带正电 B. 当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容增大 C. 当振动膜与基板间的距离减小时，电容器带的电荷量增加 D. 振动膜振动时，流经电阻的电流方向不变 5. 如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，，在M、P处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有垂直纸面向里、大小相等的恒定电流，这时O点的磁感应强度大小为，若将P处长直通电导线平移到Q处，OQ与OP夹角为，则O点的磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图，a、b、c、d四条虚线为某匀强电场中的相邻等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，一电子经过等势面a时的动能为6eV，从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV。已知等势面b的电势为0，a、b、c、d相邻等势面间的距离均为5cm。下列说法正确的是（　　） A. 该匀强电场的场强大小为20V/m B. 该电子一定能到达等势面d C. 该电子经过等势面c时，其电势能为4eV D. 该电子的动能为1.5eV时，其电势能为2.5eV 7. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水，含有大量的正负离子）在管中的流量，单位时间内流过管道横截面的液体体积为流量。如图甲为某种电磁流量计，图乙为从圆管侧面看的示意图和匀强磁场方向，磁感应强度大小为B。当圆管中的导电流体流过时，测得管壁上同一直径两端M、N两点间的电压为U，已知管道直径为d，则（　　） A. M点电势高于N点电势 B. 管中导电液体的流速为 C. 管中导电液体的流量为 D. 若导电流体正负离子浓度增大，稳定时M、N两点间的电压会增大 8. 在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，O为坐标原点，坐标轴上A、B两点的坐标为0.3m和0.8m（如图甲）。在A点分别多次放置带负电的试探电荷，在B点分别多次放置带正电的试探电荷，A、B两点试探电荷受到的静电力大小F跟试探电荷电量q绝对值的关系分别如图乙中直线a、b所示，已知A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同。则下列说法正确的是（　　） A. 点电荷Q是正电荷 B. A点的电场强度大小为8N/C C. B点的电场强度方向沿x轴负方向 D. 点电荷Q所在位置的坐标为0.4m 9. 如图，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场（包含圆形边界），磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为圆形磁场互相垂直的直径，边界上C点有一粒子源S，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子速度大小均为v，其中沿CO方向射入磁场的粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向的夹角为120°。不计粒子重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从圆弧AC射出磁场 B. 圆形磁场的磁感应强度大小为 C. 沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 D. 粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周 10. 如图，空间内存在垂直纸面向里大小为B的匀强磁场和水平向右大小为E的匀强电场。一个质量为m、电荷量为的圆环，套在水平放置的足够长的均匀绝缘细杆上，圆环与细杆的动摩擦因数为，已知重力加速度为g，且，电场和磁场空间足够大。从静止释放带电圆环，则（　　） A. 带电圆环最后一定做匀速运动 B. 带电圆环的加速度先减小后增大 C. 带电圆环最大加速度为 D. 最大速度为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。将答案填在答题卡的指定位置。解答题解答时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。 11. 某同学用多用电表欧姆挡测某电阻值，开始时他用“”倍率测量阻值，表盘指针指在图中的M位置，为减小读数误差，需要把选择开关拨至“________”（选填“”或“”）倍率，并重新进行________（选填“机械调零”或“欧姆调零”），再次进行测量时，表盘指针指在图中的N位置，则该电阻的阻值为________。 12. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的________（选填“甲”或“乙”）。 （2）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线________。 （3）接通开关，多次改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U，经过正确的实验数据处理得出该电阻的测量值Rx=5.2Ω，则该测量值________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，则图中能正确反映U-x关系的是（　　） A. B. C. D. 13. 如图甲，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有垂直纸面向外的匀强磁场。线圈中的磁通量按图乙规律变化。 （1）求出R上感应电流大小I和方向（方向用“a指向b”或“b指向a”描述）； （2）求线圈两端的电压大小U及线圈发热的功率P。 14. 如图，两根足够长的平行金属导轨、间距，导轨电阻可忽略，两导轨及其构成的平面均与水平面成，、间接有电动势、内阻的电源，、间接有阻值为的电阻。一质量为的金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终接触良好，棒接入电路中的电阻为，与导轨间的动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，开关S闭合时棒恰能静止且有向上运动的趋势。现断开开关，棒从静止开始沿导轨运动。已知重力加速度，，，求： （1）磁场的磁感应强度大小： （2）金属棒的最大加速度大小； （3）金属棒运动过程中的最大速度大小。 15. 如图，在平面直角坐标系中，直角三角形区域内（含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场（大小未知），线段，；第三象限内存在垂直纸面的匀强磁场（大小未知，图中未画出），过点放置着一面与轴平行的足够大荧光屏CD；第四象限正方形区域内存在沿轴正方向的匀强电场。一带电粒子以速度从轴上点沿轴正方向射入磁场，粒子均恰不能从、边射出磁场；此后粒子经第四象限从M点进入第三象限，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行。已知带电粒子的质量为、电荷量为，不计带电粒子的重力，求： （1）点距点的距离； （2）第四象限内电场的电场强度E的大小； （3）第三象限内的磁感应强度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试卷 一、选择题：本大题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10小题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极 C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是质谱仪的主要原理图，由粒子在磁场中的运动轨迹可知该粒子带负电 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，当粒子在磁场中的半径达到最大时，有，可得粒子的最大动能为，可知粒子获得的最大动能与所加的电压没有关系，A错误； B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，根据左手定则可知，带正电粒子向下偏转，带负电粒子向上偏转，故A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极，B正确； C．图丙是速度选择器，根据受力平衡可得，解得，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，且速度方向由P到Q，C错误； D．图丁是质谱仪的主要原理图，粒子经过磁场的偏转情况由左手定则可知粒子带正电，D错误。 故选B。 2. 如图，通电直导线与矩形线圈abcd在同一个平面内，线圈放在直导线旁边，以下说法正确的是（　　） A. 若线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生 B. 若线圈以通电直导线为轴转动，有感应电流产生 C. 若线圈在平面内上、下平动，有感应电流产生，其中感应电流方向是 D. 若线圈向右平动，有感应电流产生，其中感应电流方向是 【答案】D 【解析】 【详解】A．若线圈以dc边为轴转动时，穿过线圈平面的磁通量发生变化，会产生感应电流，A错误； B．若线圈以通电直导线为轴转动，磁通量不变，无感应电流产生，B错误； C．若线圈在平面内上、下平动，穿过线圈平面的磁通量不发生改变，不能产生感应电流，C错误； D．根据安培定则可知，导线右边的磁场方向垂直纸面向里，若线圈向右平移时，离导线越远的区域磁场越弱，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场也是垂直纸面向里，故感应电流的方向为a→d→c→b，D正确； 故选D。 3. 如图，E为电源电动势，r为电源内阻，和均为定值电阻，为滑动变阻器。当的滑片在ab的中点时合上开关S。现将的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V示数不变 B. 电压表V示数增大 C. 电流表示数增大 D. 电流表示数增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．依题意，的滑片向b端移动，减小，电路并联部分电阻变小，由闭合电路欧姆定律 可知电路总电流I变大，路端电压 由于电源电动势E和内电阻r不变，则路端电压变小，故AB错误。 C．由 可知变小，电流表示数，故减小，故C错误。 D．根据电流关系，结合前面分析I变大，变小，一定增大，且的增大量大于减小量，故D正确。 故选D。 4. 电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示，振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路，声波会导致振动膜振动从而使其与基板间的距离发生改变，下列说法正确的是（　　） A. 振动膜带正电 B. 当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容增大 C. 当振动膜与基板间的距离减小时，电容器带的电荷量增加 D. 振动膜振动时，流经电阻的电流方向不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．振动膜与电池负极端连接，可知，振动膜带负电，故A错误； B．根据可知，当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容减小，故B错误； C．根据，可知，当振动膜与基板间的距离减小时，电容器电容增大，电容器两端电压一定，则电容器带的电荷量增加，故C正确； D．结合上述，当振动膜与基板间的距离减小时，电容器电容增大，电容器两端电压一定，则电容器带的电荷量增加，电容器充电，振动膜所带负电增多，流经电阻的电流方向向下，当振动膜与基板间的距离增大时，电容器电容减小，电容器两端近似电压不变，则电容器带的电荷量减小，电容器放电，振动膜所带负电减少，流经电阻的电流方向向上，即振动膜向左与向右振动时，流经电阻的电流方向发生变化，故D错误。 故选C。 5. 如图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，，在M、P处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有垂直纸面向里、大小相等的恒定电流，这时O点的磁感应强度大小为，若将P处长直通电导线平移到Q处，OQ与OP夹角为，则O点的磁感应强度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则可知，两导线在O点形成的磁感应强度如图所示 合磁感应强度大小为，则根据几何关系可知，每条长直导线电流在O点的磁感应强度的大小为；若将P处长直导线移到Q处，OQ与OP夹角为30°，根据安培定则可知，每条长直导线电流在O点的磁感应强度的夹角为，则O点的磁感应强度的大小为 故选B。 6. 如图，a、b、c、d四条虚线为某匀强电场中的相邻等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，一电子经过等势面a时的动能为6eV，从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV。已知等势面b的电势为0，a、b、c、d相邻等势面间的距离均为5cm。下列说法正确的是（　　） A. 该匀强电场的场强大小为20V/m B. 该电子一定能到达等势面d C. 该电子经过等势面c时，其电势能为4eV D. 该电子的动能为1.5eV时，其电势能为2.5eV 【答案】D 【解析】 【详解】A．从a到c的过程，有 则 所以匀强电场的场强大小，故A错误； B．当电子垂直等势面由a向d方向运动时，电子到达等势面d的动能为0，由于题目中没有说明电子如何运动，对于没有垂直等势面运动的电子，到达不了等势面d，因此电子可能会到达等势面d，也可能不会到达d，故B错误； C．电子经过a时的动能为6eV，从a到b的过程中克服电场力所做的功为2eV，动能减小了2eV，动能为4eV，等势面b的电势为0，电势能与动能之和为4eV，电子经过等势面c时，动能为2eV，其电势能为2eV，故C错误； D．电势能与动能之和为4eV，当电子动能为1.5eV时，其电势能为2.5eV，故D正确。 故选D。 7. 电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水，含有大量的正负离子）在管中的流量，单位时间内流过管道横截面的液体体积为流量。如图甲为某种电磁流量计，图乙为从圆管侧面看的示意图和匀强磁场方向，磁感应强度大小为B。当圆管中的导电流体流过时，测得管壁上同一直径两端M、N两点间的电压为U，已知管道直径为d，则（　　） A. M点电势高于N点电势 B. 管中导电液体的流速为 C. 管中导电液体的流量为 D. 若导电流体正负离子浓度增大，稳定时M、N两点间的电压会增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．若导电液体带正电，根据左手定则可知，其受向下的洛伦兹力，正电荷打在N处，所以N点的电势高于M点，故A错误； B．稳定时电荷受力平衡，根据平衡条件得 解得，故B错误； C．流量为，故C正确； D．流速稳定后，离子受力平衡，有 解得，MN两点电压与流体中离子浓度无关，故D错误。 故选C。 8. 在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，O为坐标原点，坐标轴上A、B两点的坐标为0.3m和0.8m（如图甲）。在A点分别多次放置带负电的试探电荷，在B点分别多次放置带正电的试探电荷，A、B两点试探电荷受到的静电力大小F跟试探电荷电量q绝对值的关系分别如图乙中直线a、b所示，已知A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同。则下列说法正确的是（　　） A. 点电荷Q是正电荷 B. A点的电场强度大小为8N/C C. B点的电场强度方向沿x轴负方向 D. 点电荷Q所在位置的坐标为0.4m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据并结合图像可判断a点电场强度大于b点电场强度，离点电荷越近场强越大，所以点电荷在AB的中间靠近A的某个位置，又由于A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，所以点电荷Q是正电荷，故A正确； B．A点电场强度大小为，故B错误； C．正的试探电荷受电场力方向与电场线方向相同，根据正电荷在B点受力沿x轴正方向即可判断在B点电场强度方向沿x轴正方向，故C错误； D．根据电场强度的定义式即 结合图像可判断B点电场强度大小为 A点电场强度大小为 可得场源电荷到AB的距离之比 结合A、B两点的坐标分别为0.3m和0.8m可知a、b两点之间的距离为0.5m，因此点电荷Q的位置坐标为0.4m，故D正确。 故选AD。 9. 如图，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场（包含圆形边界），磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为圆形磁场互相垂直的直径，边界上C点有一粒子源S，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子速度大小均为v，其中沿CO方向射入磁场的粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向的夹角为120°。不计粒子重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从圆弧AC射出磁场 B. 圆形磁场的磁感应强度大小为 C. 沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 D. 粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周 【答案】BC 【解析】 【详解】A．粒子带负电，由左手定则可知，带电粒子顺时针方向偏转，粒子从圆弧BC边射出磁场，故A错误； B．CO方向射入磁场的粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为120°，由几何关系可知 所以 根据洛伦兹力提供向心力有 解得，故B正确； C．若粒子经过圆心O，则其圆心角等于120°，所以粒子在磁场中运动的时间为， 联立解得，故C正确； D．若粒子沿着CO方向射入磁场，其圆心角等于120°，恰对应圆周的六分之一，但不是打到圆周上的最远距离，最远距离是圆周运动的直径2r与圆周相切，比六分之一圆周大，故D错误。 故选BC。 10. 如图，空间内存在垂直纸面向里大小为B的匀强磁场和水平向右大小为E的匀强电场。一个质量为m、电荷量为的圆环，套在水平放置的足够长的均匀绝缘细杆上，圆环与细杆的动摩擦因数为，已知重力加速度为g，且，电场和磁场空间足够大。从静止释放带电圆环，则（　　） A. 带电圆环最后一定做匀速运动 B. 带电圆环的加速度先减小后增大 C. 带电圆环最大加速度为 D. 最大速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】C．当圆环的速度时，受到的洛伦兹力 圆环水平方向受到向右的电场力和向左的摩擦力由牛顿第二定律得加速度 随着圆环速度的增大，f在减小，a在增大，则当时，即时，加速度最大为，故C正确； D．加速度 因为，圆环一开始做加速运动，但逐渐增大，则摩擦力逐渐减小，加速度随着增大，这一阶段圆环做加速度增大的加速运动；当圆环的速度时，受到的洛伦兹力圆环水平方向受到向右的电场力和向左的摩擦力由牛顿第二定律得加速度 洛伦兹力继续增大，则摩擦力逐渐增大，加速度减小，这一阶段圆环做加速度减小的加速运动；直到时，加速度减为0，速度达到最大值，之后圆环以这个速度做匀速直线运动，最大速度为，故D错误； A．综合以上分析，可知带电圆环将先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故A正确； B．带电圆环加速度先增大，增大到后，加速度开始减小，最后减为0，故B错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。将答案填在答题卡的指定位置。解答题解答时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。 11. 某同学用多用电表欧姆挡测某电阻值，开始时他用“”倍率测量阻值，表盘指针指在图中的M位置，为减小读数误差，需要把选择开关拨至“________”（选填“”或“”）倍率，并重新进行________（选填“机械调零”或“欧姆调零”），再次进行测量时，表盘指针指在图中的N位置，则该电阻的阻值为________。 【答案】 ①. ②. 欧姆调零 ③. 【解析】 【详解】[1][2]多用电表欧姆挡粗测电阻使用“×10”倍率的挡位，指针指在M位置，说明电阻较大；所选挡位偏小，待测电阻较大，故应更换为“”倍率的挡位；每次换挡都需要重新欧姆调零； [3]由多用电表的示数可知，待测电阻的阻值为 12. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。 （1）现有电源（4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表： A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω） B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ） D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ） 为减小测量误差，在实验中，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的________（选填“甲”或“乙”）。 （2）如图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（1）问中所选的电路图，用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线________。 （3）接通开关，多次改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U，经过正确的实验数据处理得出该电阻的测量值Rx=5.2Ω，则该测量值________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，则图中能正确反映U-x关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. B ②. C ③. 甲 （2） （3）小于 （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验所用电源电动势为4V，所以选用量程为3V的电压表，即电压表选C，电路中的最大电流为 所以电流表选B； [3]由于 可知被测电阻为小电阻，应使用电流表外接法，所以选用甲电路。 【小问2详解】 根据电路图进行实物连接如图所示 【小问3详解】 由于电流表采用外接法，此时电压表存在分流作用，使得电流的测量值偏大，所以电阻的测量值小于真实值。 【小问4详解】 电压表与Rx并联之后的电阻R并不变，根据闭合电路欧姆定律与电阻定律可得 当滑片P移动的距离x增加，R并两端的电压增大，即被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快。 故选A。 13. 如图甲，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有垂直纸面向外的匀强磁场。线圈中的磁通量按图乙规律变化。 （1）求出R上感应电流大小I和方向（方向用“a指向b”或“b指向a”描述）； （2）求线圈两端的电压大小U及线圈发热的功率P。 【答案】（1），方向b指向a （2）， 【解析】 【小问1详解】 根据图乙，由法拉第电磁感应定律可得电动势为 则通过R的电流为 代入题中数据解得 楞次定律可知电流方向b指向a。 【小问2详解】 线圈两端电压为路端电压，即电阻R两端电压，则有 线圈发热的功率 联立解得 14. 如图，两根足够长的平行金属导轨、间距，导轨电阻可忽略，两导轨及其构成的平面均与水平面成，、间接有电动势、内阻的电源，、间接有阻值为的电阻。一质量为的金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终接触良好，棒接入电路中的电阻为，与导轨间的动摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，开关S闭合时棒恰能静止且有向上运动的趋势。现断开开关，棒从静止开始沿导轨运动。已知重力加速度，，，求： （1）磁场的磁感应强度大小： （2）金属棒的最大加速度大小； （3）金属棒运动过程中的最大速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 闭合开关S，金属棒静止，有，， 联立得 【小问2详解】 断开开关S，对金属棒进行受力分析，由牛顿第二定律，得 又 联立得 可知金属棒沿导轨下滑过程，做加速度不断减小的加速运动，开始释放时加速度最大，列式得 代入数据得 【小问3详解】 由第（2）问得 分析可知，时，速度最大，即 又 代入数据得 15. 如图，在平面直角坐标系中，直角三角形区域内（含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场（大小未知），线段，；第三象限内存在垂直纸面的匀强磁场（大小未知，图中未画出），过点放置着一面与轴平行的足够大荧光屏CD；第四象限正方形区域内存在沿轴正方向的匀强电场。一带电粒子以速度从轴上点沿轴正方向射入磁场，粒子均恰不能从、边射出磁场；此后粒子经第四象限从M点进入第三象限，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行。已知带电粒子的质量为、电荷量为，不计带电粒子的重力，求： （1）点距点的距离； （2）第四象限内电场的电场强度E的大小； （3）第三象限内的磁感应强度的大小。 【答案】（1） （2） （3）若磁场方向垂直于纸面向里；若磁场方向垂直于纸面向外 【解析】 【小问1详解】 粒子在区域ABC内做匀速圆周运动，恰与AC、AB相切，其运动轨迹如图 根据几何知识有 得 P点距O点的距离 解得 【小问2详解】 粒子从B点进入电场做类平抛运动，设粒子电场中运动的时间为t，有：沿x负方向 沿y负方向 牛顿第二定律 联立得 【小问3详解】 带电粒子射出电场时的速度为v，速度与y轴的夹角为，有，， 联立解得， 带电粒子进入第四象限做匀速圆周运动，最后到达荧光屏时速度方向恰好与荧光屏平行，讨论两种可能的情况： ①若磁场方向垂直于纸面向里，设其做匀速圆周运动的轨道半径为，圆心为，如图所示 洛伦兹力提供向心力 几何关系， 解得 ②若磁场方向垂直于纸面向外，设其做匀速圆周运动的轨道半径为，圆心为，如图所示 洛伦兹力提供向心力有 几何关系有 解得 综上可知，若磁场方向垂直于纸面向里；若磁场方向垂直于纸面向外。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $