精品解析：江西抚州市金溪县第一中学2025-2026学年高二下学期期中阶段性物理作业（二）

2025-2026学年下学期高二物理阶段作业（二） 说明： 1、本试卷共4页，15小题，满分100分，考试时间75分钟。 2、本试卷为试题卷和答题卡，答案要求写在答题卡上，在试题卷上作答不给分。 第I卷（选择题共46分） 一、选择题：本题共10小题。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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 下列有关电磁振荡、电磁波现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图1中，变化的磁场一定能产生电场，从而产生电磁波 B. 图2中，在振荡电路中，仅增大线圈的电感，电磁振荡的频率增大 C. 图3中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D. 图4中，可见光是一种电磁波，其中红光的频率大于紫光的频率 2. 下列四图表示真空中不计重力的带电微粒在电场或磁场中运动的某一时刻，此时微粒不受力的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的频率为100Hz B. 此交流电动势的有效值为40V C. 当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大 D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时产生的电动势最大 4. 如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN.、PQ为其边界， OO'为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO'对称的位置时，下列说法不正确的是（　　） A. 回路中ab边与cd边所受安培力方向相反 B. 回路中感应电动势大小为2Blv0 C. 回路中感应电流的方向为逆时针方向 D. 穿过回路的磁通量为零 5. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 6. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，E为电源，R为定值电阻，L为自感线圈，线圈直流电阻RL<R，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，a、b均立即亮，稳定时a较亮 B. 闭合开关S，b立即亮，a逐渐亮，稳定时一样亮 C. 稳定后断开开关S，b立即熄灭，a逐渐熄灭 D. 稳定后断开开关S，b闪亮一下，a、b同时逐渐熄灭 7. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角，质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度沿细杆向上运动，经过一定的时间又回到出发点，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间大于下滑时间 C. 向上滑动的最大位移为 D. 向下滑动时受到细杆的弹力大小一定先减小后增大 8. 如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是霍尔元件，丁是速度选择器。下列说法正确的是（　　） A. 甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大 B. 乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势 C. 丙：产生霍尔效应时，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势 D. 丁：粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，无法判断带电粒子的电性，且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器 9. 如图甲所示，单匝正方形导体框固定于绝缘水平桌面上，导体框的质量，边长为，电阻。在导体框内部有一个半径为的圆形磁场区域，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向。以下说法正确的是（ ） A. 内导体框中的感应电流沿顺时针方向 B. 内导体框有收缩的趋势 C. 内导体框中的感应电动势为 D. 通过导体框的感应电流有效值为 10. 如图所示，两条相距为的足够长的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端有一电容为的不带电的电容器和一定值电阻，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，质量为的金属棒垂直导轨放置并接触良好，金属棒及导轨电阻不计。现给棒一个平行导轨向右的初速度，下列关于单刀双掷开关接不同位置的说法正确的是（　　） A. 接1时，若流过金属棒横截面的电荷量为时，棒速度减为零，则流过金属棒的电荷量为时，金属棒的速度为 B. 接1时，若金属棒的速度为时的位移为，则金属棒的最大位移为 C. 接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度一定是 D. 接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度 第II卷（非选择题共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 11. 某同学用题图中的器材做“探究电磁感应产生条件”的实验。 （1）闭合电键的一瞬间，观察到电流表G指针向左偏转。则闭合电键后，将滑动变阻器的滑片向b端移动，则观察到电流表G的指针向___________（填“左”或“右”）偏转。保持滑动变阻器滑片位置不变，将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表G的指针将___________（填“左”或“右”）偏转。 （2）闭合电键后，第一次将滑动变阻器的滑片快速地从a端移到b端，第二次将滑动变阻器的滑片慢慢移到b端，会发现电流表G的指针摆动的幅度第一次比第二次___________（填“大”或“小”），原因是这两次通过线圈的磁通量___________（填“变化量”或“变化率”）不同。 12. 当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应是电磁基本现象之一，由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路以及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称为霍尔传感器，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件来探测检测电流是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，霍尔元件放在铁芯右侧，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，霍尔元件长为，宽为，厚度为，前，后，左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。 （1）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带________电（选填“正”或“负”）； （2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为，流过霍尔元件左右表面的电流为，霍尔电势差为，则自由电荷定向移动的速率为________；霍尔元件所处区域的磁感应强度的表达式为________； （3）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流________（选填“增大”“减小”）。 三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 第十五届全国运动会（全运会）于2025年11月9日至21日在广东、香港、澳门三地联合举办。本次全运会采用一套先进的太阳能光伏发电系统。假设该发电系统产生的是交流电，且在有太阳照射时的输出功率为，输出电压为250V，现向远处输电，如图。所用输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比为，变压器均视为理想变压器，求： （1）输电线损耗的电功率； （2）若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比。 14. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于倾角为的斜面上，在整个导轨平面内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属棒ab从导轨某处静止释放，当棒ab沿导轨下滑的位移时达到最大速度。已知导轨宽度，磁感应强度，电阻、，导轨自身电阻不计。棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，，重力加速度取。求： （1）下滑过程中，棒ab上哪一端的电势高一些？ （2）棒ab能达到的最大速度的大小； （3）棒ab加速过程中，ab棒产生的热量。（取三位有效数字） 15. 某质谱仪简化结构如图所示，在xOy平面的y>0区域存在方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，在x轴处放置照相底片，大量a、b两种离子漂入（其初速度几乎为零）电压为U的加速电场，经过加速后，从坐标原点且与y轴成θ角的范围内垂直磁场方向射入磁场，最后打到照相底片上，测得最大发射角的余弦值cosθ=0.9，已知a、b两种离子的电荷量均为-q，质量分别为2m和m，不考虑离子间相互作用。求： （1）a离子在磁场中速度大小； （2）b离子在照相底片上形成的亮线长度； （3）若加速电压在之间波动，要在底片上完全分辨出a、b两种离子，则应满足的条件是什么？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年下学期高二物理阶段作业（二） 说明： 1、本试卷共4页，15小题，满分100分，考试时间75分钟。 2、本试卷为试题卷和答题卡，答案要求写在答题卡上，在试题卷上作答不给分。 第I卷（选择题共46分） 一、选择题：本题共10小题。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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 下列有关电磁振荡、电磁波现象的四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图1中，变化的磁场一定能产生电场，从而产生电磁波 B. 图2中，在振荡电路中，仅增大线圈的电感，电磁振荡的频率增大 C. 图3中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D. 图4中，可见光是一种电磁波，其中红光的频率大于紫光的频率 【答案】C 【解析】 【详解】A．均匀变化的磁场产生恒定电场，恒定电场不能激发变化磁场，故不能产生电磁波，故A错误； B．根据可知，仅增大电感，频率减小，故B错误； C．使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，俗称选台，当接收电路的固有频率与电磁波的固有频率相同时，接收电路中产生较强的电流信号，故C正确； D．可见光是一种电磁波，红光的频率低于紫光的频率，故D错误。 故选C。 2. 下列四图表示真空中不计重力的带电微粒在电场或磁场中运动的某一时刻，此时微粒不受力的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．带电微粒在运强电场中，无论怎样运动，都会受到与电场强度方向平行的电场力，故AB错误； CD．带电微粒在磁场中，运动方向与磁场方向不平行时，才会受到磁场力，故C错误，D正确。 故选D。 3. 如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（　　） A. 此交流电的频率为100Hz B. 此交流电动势的有效值为40V C. 当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大 D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时产生的电动势最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由发电机的电动势随时间的变化规律可知，此交流电的频率为，故A错误； B．此交流电动势的有效值为，故B错误； C．当线圈平面转到图示位置时，线圈处于中性面，其磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故C错误； D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN.、PQ为其边界， OO'为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO'对称的位置时，下列说法不正确的是（　　） A. 回路中ab边与cd边所受安培力方向相反 B. 回路中感应电动势大小为2Blv0 C. 回路中感应电流的方向为逆时针方向 D. 穿过回路的磁通量为零 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AC．根据右手定则可知，回路中的电流为逆时针方向；根据左手定则可知，回路中ab边电流的方向向下，磁场的方向向外，所以安培力的方向向左；同理，cd边电流的方向向上，磁场的方向向里，所受安培力方向向左，方向相同，故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。 B．ab切割磁感线形成电动势b端为正，cd切割形成电动势c端为负，因此两电动势串联，故回路电动势为 E=2BLv0 故B正确，不符合题意； D．此时线圈中有一半面积磁场垂直线圈向外，一半面积磁场垂直线圈向内，因此磁通量为零，故D正确，不符合题意； 故选A。 5. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 如图所示，当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁铁的弹力始终大于磁铁的重力； 故ABD错误，C正确； 故选C。 6. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，E为电源，R为定值电阻，L为自感线圈，线圈直流电阻RL<R，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，a、b均立即亮，稳定时a较亮 B. 闭合开关S，b立即亮，a逐渐亮，稳定时一样亮 C. 稳定后断开开关S，b立即熄灭，a逐渐熄灭 D. 稳定后断开开关S，b闪亮一下，a、b同时逐渐熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．闭合开关，由于线圈自感电动势阻碍电流增大，所以b先亮，a后亮，由于线圈直流电阻RL<R，稳定时a较亮，A、B错误； CD．稳定后断开开关，由于线圈自感电动势阻碍电流减小，a、b灯泡形成回路，b灯中电流反向且瞬间增大，b闪亮一下，a、b同时熄灭，C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角，质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度沿细杆向上运动，经过一定的时间又回到出发点，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间大于下滑时间 C. 向上滑动的最大位移为 D. 向下滑动时受到细杆的弹力大小一定先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球运动过程中，只受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误； B．小球上滑时，根据牛顿第二定律 下滑时，根据牛顿第二定律 所以 根据可知，上滑时间等于下滑时间，故B错误； C．小球向上滑动的最大位移为 故C正确； D．小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力、与杆垂直的弹力，小球向下加速时，根据可知，小球受到的洛伦兹力增大，若小球回到出发点加速到时，小球受到的洛伦兹力仍小于小球垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球的弹力一直垂直杆向上减小，故D错误。 故选C。 8. 如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是霍尔元件，丁是速度选择器。下列说法正确的是（　　） A. 甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大 B. 乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势 C. 丙：产生霍尔效应时，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势 D. 丁：粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，无法判断带电粒子的电性，且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力 设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子的最大动能为 故粒子的最大动能与加速电压无关，故A错误； B．当磁流体发电机达到稳定状态时，电场力与洛伦兹力平衡，即 得磁流体发电机的电动势为 由此可知，增大匀强磁场的磁感应强度可以增大磁流体发电机的电动势，故B正确； C．若载流子带负电，其所受洛伦兹力指向D侧面，载流子向D侧面聚集，D侧面的电势更低，故C错误； D．粒子从左侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相反，粒子从右侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相同，因此只能从左侧进入，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示，单匝正方形导体框固定于绝缘水平桌面上，导体框的质量，边长为，电阻。在导体框内部有一个半径为的圆形磁场区域，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，以垂直纸面向里为磁感应强度的正方向。以下说法正确的是（ ） A. 内导体框中的感应电流沿顺时针方向 B. 内导体框有收缩的趋势 C. 内导体框中的感应电动势为 D. 通过导体框的感应电流有效值为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．内导体框中磁通量向里减小，由楞次定律0~0.1s内感应电流沿顺时针方向，故A正确； B．因导体框处无磁场，则线框不受安培力，不会收缩或扩张，故B错误； C．0~0.2s内，根据法拉第电磁感应定律有，故C错误； D．0.2~0.6s内的感应电动势为 有效值满足 解得 则，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，两条相距为的足够长的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端有一电容为的不带电的电容器和一定值电阻，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，质量为的金属棒垂直导轨放置并接触良好，金属棒及导轨电阻不计。现给棒一个平行导轨向右的初速度，下列关于单刀双掷开关接不同位置的说法正确的是（　　） A. 接1时，若流过金属棒横截面的电荷量为时，棒速度减为零，则流过金属棒的电荷量为时，金属棒的速度为 B. 接1时，若金属棒的速度为时的位移为，则金属棒的最大位移为 C. 接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度一定是 D. 接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．接1时，对金属棒由动量定理有 又 即 当流过金属棒的电荷量为时，有 联立解得，故A正确； B．因为 则， 可知当金属棒的速度为时的位移为时，金属棒的最大位移为，故B正确； CD．接2时，当金属棒匀速运动时 对金属棒由动量定理得 又 联立解得，故C错误，D正确。 故选ABD。 第II卷（非选择题共54分） 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。） 11. 某同学用题图中的器材做“探究电磁感应产生条件”的实验。 （1）闭合电键的一瞬间，观察到电流表G指针向左偏转。则闭合电键后，将滑动变阻器的滑片向b端移动，则观察到电流表G的指针向___________（填“左”或“右”）偏转。保持滑动变阻器滑片位置不变，将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表G的指针将___________（填“左”或“右”）偏转。 （2）闭合电键后，第一次将滑动变阻器的滑片快速地从a端移到b端，第二次将滑动变阻器的滑片慢慢移到b端，会发现电流表G的指针摆动的幅度第一次比第二次___________（填“大”或“小”），原因是这两次通过线圈的磁通量___________（填“变化量”或“变化率”）不同。 【答案】（1） ①. 左 ②. 右 （2） ①. 大 ②. 变化率 【解析】 【小问1详解】 [1]已知闭合电键瞬间，线圈B中磁通量增加，电流表指针左偏，可得规律，穿过线圈B的磁通量增加时指针左偏，磁通量减少时指针右偏。  [2]当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，线圈A的电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，因此电流表指针向左偏转，将线圈A中的铁芯快速抽出时，线圈B内磁场减弱，磁通量减少，因此感应电流方向改变，电流表指针向右偏转。 【小问2详解】 两次移动滑片最终位置相同，因此线圈B中磁通量的总变化量相同；第一次快速移动时，过程用时更短，磁通量的变化率更大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势更大，感应电流更大，因此电流表指针摆动幅度第一次更大，两次的差异来源于磁通量变化率不同。 12. 当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应是电磁基本现象之一，由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路以及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称为霍尔传感器，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件来探测检测电流是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，霍尔元件放在铁芯右侧，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，霍尔元件长为，宽为，厚度为，前，后，左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。 （1）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带________电（选填“正”或“负”）； （2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为，每个自由电荷的电荷量为，流过霍尔元件左右表面的电流为，霍尔电势差为，则自由电荷定向移动的速率为________；霍尔元件所处区域的磁感应强度的表达式为________； （3）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流________（选填“增大”“减小”）。 【答案】（1）负 （2） ①. ②. （3）增大 【解析】 【小问1详解】 根据右手安培定则，霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向上；霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，因为前表面的电势高于后表面的电势，根据左手定则，粒子在洛伦兹力的作用下偏向后表面，则材料中的载流子带负电。 【小问2详解】 [1]根据电流微观表达式可得 可得自由电荷定向移动的速率为 [2]稳定时，电场力和洛伦兹力平衡，则有 可得霍尔元件所处区域的磁感应强度为 【小问3详解】 当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，由，可知霍尔元件所处区域的磁感应强度增大，说明检测电流增大。 三、计算题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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. 第十五届全国运动会（全运会）于2025年11月9日至21日在广东、香港、澳门三地联合举办。本次全运会采用一套先进的太阳能光伏发电系统。假设该发电系统产生的是交流电，且在有太阳照射时的输出功率为，输出电压为250V，现向远处输电，如图。所用输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比为，变压器均视为理想变压器，求： （1）输电线损耗的电功率； （2）若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据理想变压器的原理，有 且传输的功率相等，有 解得， 输电线上损耗的功率为 【小问2详解】 此时降压变压器的输入端电压为 所以降压变压器的匝数比为 14. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于倾角为的斜面上，在整个导轨平面内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场。现将质量、电阻的金属棒ab从导轨某处静止释放，当棒ab沿导轨下滑的位移时达到最大速度。已知导轨宽度，磁感应强度，电阻、，导轨自身电阻不计。棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，，重力加速度取。求： （1）下滑过程中，棒ab上哪一端的电势高一些？ （2）棒ab能达到的最大速度的大小； （3）棒ab加速过程中，ab棒产生的热量。（取三位有效数字） 【答案】（1）a端 （2） （3）1.69J 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则，磁感线垂直导轨平面向上穿过手心，大拇指指向棒下滑方向，四指指向感应电流方向，即由指向。在电源内部电流从低电势流向高电势，故端电势高。 【小问2详解】 外电路电阻 回路总电阻 当棒受力平衡时速度最大，有 其中 联立解得 代入数据得 【小问3详解】 根据能量守恒定律，重力势能的减小量等于动能增加量与回路产生的总焦耳热之和，即 解得 ab棒产生的热量 15. 某质谱仪简化结构如图所示，在xOy平面的y>0区域存在方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，在x轴处放置照相底片，大量a、b两种离子漂入（其初速度几乎为零）电压为U的加速电场，经过加速后，从坐标原点且与y轴成θ角的范围内垂直磁场方向射入磁场，最后打到照相底片上，测得最大发射角的余弦值cosθ=0.9，已知a、b两种离子的电荷量均为-q，质量分别为2m和m，不考虑离子间相互作用。求： （1）a离子在磁场中速度大小； （2）b离子在照相底片上形成的亮线长度； （3）若加速电压在之间波动，要在底片上完全分辨出a、b两种离子，则应满足的条件是什么？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 a离子加速过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 b离子加速过程，根据动能定理有 解得 磁场中，洛伦兹力提供向心力有 解得磁场中轨道半径 b离子沿y轴入射时，打在底片上的位置为； b沿与y轴成θ角入射时，水平位移为，亮线长度为 代入cos θ=0.9，解得亮线长度 【小问3详解】 同一电压下，则要在底片上完全分辨出a、b两种离子，需要a离子的最小水平位移（沿θ角入射）大于b离子的最大水平位移（沿y轴入射），即 a离子的最小水平位移（沿θ角入射） b离子的最大水平位移（沿y轴入射） 代入，联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $