精品解析：甘肃武威第六中学2025-2026学年高二下学期第一册阶段考试物理试卷

高二年级物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列关于磁现象的描述正确的是（　　） A. 奥斯特利用如图甲装置研究电流的磁效应，将小磁针上方的导线沿南北方向摆放更利于观察小磁针的明显偏转 B. 图乙中，通电直导线在磁场中所受安培力的方向有可能与磁场的方向不垂直 C. 如图丙，假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，则电流方向与地球自转方向相同 D. 图丁中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 2. 为防止电梯意外坠落造成乘客受伤，在电梯轿厢上安装永久磁铁，井壁上铺设线圈，当电梯坠落至图中磁铁所在位置时，下列说法正确的是（　　） A. 闭合线圈A、B中产生的感应电流方向相反 B. 闭合线圈A、B对磁铁的作用力均向下 C. 闭合线圈A、B均有扩张趋势 D. 电梯坠落过程中重力势能转化成线圈中的电能 3. 如图所示，两个小灯泡A、B规格相同，A灯与滑动变阻器串联后接入电路，B灯与自感系数相当大的线圈L串联后接入电路。先调节滑片置于P点，再闭合开关，一段时间后，发现A灯和B灯一样亮。那么，下列说法正确的是（　　） A. 滑片置于P点时，滑动变阻器的阻值小于线圈的直流电阻 B. 开关闭合瞬间，A、B灯缓慢变亮 C. 断开开关瞬间，电流自左向右通过B灯 D. 现将滑片右移，再断开开关，A、B灯均闪亮后再缓慢变暗 4. 已知三角脉冲电流的峰值是有效值的倍，现测得一个阻值的电阻的两端电压变化如图所示，其中，则该电阻上的电流有效值约为（　　） A. B. C. D. 5. 某科研团队在探究电磁炮的应用时，设计了一套简化模型，将质量的弹体（含金属杆）置于间距的水平光滑导轨上，导轨间通有恒定电流，并施加垂直导轨平面的匀强磁场。弹体在安培力作用下沿导轨加速后，速度达到，忽略空气阻力。下列说法错误的是（　　） A. 导轨间匀强磁场的磁感应强度大小为10T B. 弹体加速过程中，安培力的最大功率为 C. 若减小导轨间距L，为保持最终速度不变，可通过增大电流实现 D. 弹体加速过程中，安培力的冲量大小等于弹体动量的变化量大小 6. 回旋加速器是一种粒子加速器，大小从数英寸到数米都有，它是由欧内斯特·劳伦斯于1929年在柏克莱加州大学发明的。现简化如图，回旋加速器D形盒上加有垂直于表面的匀强磁场，狭缝间接有交流电压。若A处粒子源产生的带电粒子在加速器D形盒中被加速，下列说法中正确的是（　　） A. 洛伦兹力对带电粒子不做功，出射粒子的动能与磁场的磁感应强度无关 B. 若仅增大电荷量和质量的比值需将交流电源的周期变大 C. 电场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会 D. 若仅增大加速电压，带电粒子在加速器D形盒中运动的总时间变短 7. 输出功率的小型发电机进行远距离输电，其简化电路如图甲所示，远距离输电导线总电阻可等效为，调节热敏电阻使负载上规格为（220V，100W）的灯泡L正常发光，定值电阻。发电机的输出电压u随时间变化的关系如图乙所示，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，热敏电阻的阻值随温度的增大而减小。不考虑温度变化对灯泡L电阻的影响，图中电表均为理想电表，下列分析正确的是（　　） A. 降压变压器原、副线圈匝数比 B. 随着热敏电阻的温度升高，电压表V的示数增大 C. 随着热敏电阻的温度升高，电流表A的示数减小 D. 随着热敏电阻的温度升高，灯泡L的亮度变暗 8. 如图所示，间距为的水平边界MN、PQ之间存在垂直于纸面向外的匀强磁场，“日”字型线框位于磁场区域上方某一高度，线框三条短边ab、ef，cd的长度均为、电阻均为R，ac、bd长度均为、电阻不计，ef位于线框正中间。若线框由静止释放，时刻cd边进入磁场且恰好匀速运动，则整个线框通过磁场区域的过程中，线框的速度大小v，a、b两点之间电势差，流过ab边的电流强度，边产生的焦耳热随时间的变化图像正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，带电量为q的粒子从bc边中点O垂直入射，恰能从c点离开磁场，不计粒子重力，则正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 此时粒子入射速度大小为 C. 为使粒子从d点射出，速度大小应调整为 D. 粒子从O进入到从d点射出用时大于 10. 在芯片制备中会用到磁聚焦和磁约束来改变一束平行带电粒子的宽度。如图所示，半径分别为r₀、2r₀的圆Ⅰ、Ⅱ相切于O点，两圆内均存在着垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），圆Ⅰ内磁场的磁感应强度大小为B。一束由质量为m、电荷量为q的同种带电粒子形成的粒子流（宽度为r₀）以水平向右的速度从圆Ⅰ的下半部分射入圆Ⅰ中，并全部从O点进入圆Ⅱ区域，最终均以水平向右的速度射出圆Ⅱ区域，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子流射入磁场的速度大小为 B. 圆Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为2B C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子流在圆Ⅱ内经过区域的面积为 二、实验题 11. 某同学用如图甲所示的实验装置探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。 （1）下列实验操作中正确的是 。 A. 电磁打点计时器接220V的交流电源 B. 将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 C. 用手提纸带上端由静止释放让磁铁下落 D. 在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 （2）磁铁带着纸带从管中通过，打出如图乙所示的一条纸带，从某清晰的点O开始每隔一个计时点取一个计数点，依次标为1，2，…，8。用刻度尺量出各计数点到O点的距离，并记录在纸带上，已知交流电源的频率为50Hz。粗略地计算各计数点的速度，其中计数点5的速度大小为_________m/s（保留两位有效数字）。 （3）用计算的数据作出如图丙所示的速度—时间图像，由v-t图像可知磁铁在铜管运动的加速度逐渐_________（填“增大”或“减小”），受电磁阻力逐渐_________（填“增大”或“减小”）。 12. 如图所示，某霍尔元件的主要部分由一块边长为a、厚度为h的正方形半导体薄片构成，M和N，P和Q是相互两两正对的面，半导体薄片水平放置并通以从M到N的电流后，施加磁感应强度为B竖直向上的匀强磁场。已知该半导体薄片的自由电荷是电子。 （1）在刚施加匀强磁场时，电子在________力的作用下发生侧向偏转，使得图中________面的电势降低，与其正对的面之间出现电势差，称霍尔电势差。 （2）若电子沿电流方向的定向移动速率为v，电子电荷量为，则稳定后的霍尔电势差大小________；若仅增大所施加的匀强磁场的磁感应强度，则U将________；若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，则U将________（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”） 四、解答题 13. 新能源汽车充电桩的电磁安全检测环节中，技术人员会使用一个圆形导体环检测组件开展测试。光滑绝缘的水平操作平台上，存在一竖直方向的有界匀强磁场，如图甲所示，虚线为磁场边界。技术人员将一个半径为r=2m、电阻为的圆形导体环放置在平台上，使环的圆心O位于磁场边界上，直径AB恰好与磁场边界重合。检测过程中磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定磁场方向竖直向下为正方向。求：（用含π的公式表示） （1）0~2s时间内，通过导体环横截面的电量； （2）t=2.5s时，导体环所受安培力。 14. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B= 0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t=0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过60°的过程中，通过R的电量是多少。 15. 如图所示的xOy平面内，轴上方存在平行于轴向下的匀强电场，轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在轴上坐标为处的点有一质量为、电荷量为的带电粒子，以的速度平行轴进入电场强度为的电场。从轴上的点（图中未标出）首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从轴上的点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到点，不计粒子重力，求： （1）点到点的距离； （2）粒子从点首次进入磁场时的速度及方向； （3）匀强磁场的磁感应强度大小以及粒子第一次在磁场中运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级物理试卷 一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50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。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列关于磁现象的描述正确的是（　　） A. 奥斯特利用如图甲装置研究电流的磁效应，将小磁针上方的导线沿南北方向摆放更利于观察小磁针的明显偏转 B. 图乙中，通电直导线在磁场中所受安培力的方向有可能与磁场的方向不垂直 C. 如图丙，假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，则电流方向与地球自转方向相同 D. 图丁中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 【答案】A 【解析】 【详解】A．在奥斯特发现电流磁效应的实验中，应该将通电导线沿南北方向、平行于小磁针放置，此时导线会在小磁针所在的位置产生东西方向的磁场，该磁场与地磁场叠加，与原来地磁场方向存在偏角，会让小磁针发生明显偏转，故A正确； B．根据左手定则可知，通电直导线在匀强磁场中所受的安培力的方向垂直于电流与磁场确定的平面，即安培力的方向既垂直于直导线，又垂直于磁场的方向，故B错误； C．如图丙，假设地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流引起的，根据安培定则可知电流方向与地球自转方向相反，故C错误； D．图中条形磁体内部磁场方向向上（磁感线条数是一定的），外部线圈所在位置磁场方向向下（环面积越大，向下穿过的磁感线条数越多），由于2环面积大，抵消的磁感线条数越多，故图丁中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，故D错误。 故选A。 2. 为防止电梯意外坠落造成乘客受伤，在电梯轿厢上安装永久磁铁，井壁上铺设线圈，当电梯坠落至图中磁铁所在位置时，下列说法正确的是（　　） A. 闭合线圈A、B中产生的感应电流方向相反 B. 闭合线圈A、B对磁铁的作用力均向下 C. 闭合线圈A、B均有扩张趋势 D. 电梯坠落过程中重力势能转化成线圈中的电能 【答案】A 【解析】 【详解】A．当电梯坠落至图中磁铁所在位置时，穿过线圈A的磁通量向上减小，穿过线圈B的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，闭合线圈A、B中产生的感应电流方向相反，A正确； B．根据楞次定律“来拒去留”可知，闭合线圈A、B对磁铁的作用力均向上，B错误； C．根据楞次定律“增缩减扩”可知，闭合线圈A有扩张趋势，线圈B有收缩趋势，C错误； D．电梯坠落过程中机械能转化成线圈中的电能，D错误。 故选A。 3. 如图所示，两个小灯泡A、B规格相同，A灯与滑动变阻器串联后接入电路，B灯与自感系数相当大的线圈L串联后接入电路。先调节滑片置于P点，再闭合开关，一段时间后，发现A灯和B灯一样亮。那么，下列说法正确的是（　　） A. 滑片置于P点时，滑动变阻器的阻值小于线圈的直流电阻 B. 开关闭合瞬间，A、B灯缓慢变亮 C. 断开开关瞬间，电流自左向右通过B灯 D. 现将滑片右移，再断开开关，A、B灯均闪亮后再缓慢变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关一段时间后，A灯和B灯一样亮，所以此时滑动变阻器的阻值等于线圈的直流电阻，A错误； B．开关闭合瞬间，A灯立即变亮，B灯由于自感线圈的阻碍作用，流过的电流从零开始逐渐变大，故B灯逐渐变亮，B错误； C．开关闭合时，流过线圈电流是自左向右，断开开关，由于自感线圈的阻碍作用，电流不能马上减到零，电流方向仍自左向右，因此流过B灯的电流自左向右，C正确； D．滑片右移，滑动变阻器电阻变大，此时滑动变阻器的阻值大于线圈的直流电阻，流过A灯电流小于流过B灯电流，接着断开开关，线圈充当电源作用，流过A灯电流先变大再逐渐变小，流过B灯的电流缓慢变小，故A灯闪亮后再缓慢变暗，B灯缓慢变暗，D错误。 故选C。 4. 已知三角脉冲电流的峰值是有效值的倍，现测得一个阻值的电阻的两端电压变化如图所示，其中，则该电阻上的电流有效值约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】电压的有效值满足 该电阻上的电流有效值为 解得 故选C。 5. 某科研团队在探究电磁炮的应用时，设计了一套简化模型，将质量的弹体（含金属杆）置于间距的水平光滑导轨上，导轨间通有恒定电流，并施加垂直导轨平面的匀强磁场。弹体在安培力作用下沿导轨加速后，速度达到，忽略空气阻力。下列说法错误的是（　　） A. 导轨间匀强磁场的磁感应强度大小为10T B. 弹体加速过程中，安培力的最大功率为 C. 若减小导轨间距L，为保持最终速度不变，可通过增大电流实现 D. 弹体加速过程中，安培力的冲量大小等于弹体动量的变化量大小 【答案】B 【解析】 【详解】A．对弹体加速过程，应用动能定理 解得 ， A正确； B．安培力大小 速度最大时安培力功率最大，B错误； C．由​​，要保持最终速度不变，不变时，减小，只需增大电流，保持乘积不变即可，C正确； D． 弹体运动过程中，重力与支持力平衡，合外力就是安培力，根据动量定理，安培力的冲量大小等于弹体动量的变化量大小，D正确。 题目要求选错误的，故选B 。 6. 回旋加速器是一种粒子加速器，大小从数英寸到数米都有，它是由欧内斯特·劳伦斯于1929年在柏克莱加州大学发明的。现简化如图，回旋加速器D形盒上加有垂直于表面的匀强磁场，狭缝间接有交流电压。若A处粒子源产生的带电粒子在加速器D形盒中被加速，下列说法中正确的是（　　） A. 洛伦兹力对带电粒子不做功，出射粒子的动能与磁场的磁感应强度无关 B. 若仅增大电荷量和质量的比值需将交流电源的周期变大 C. 电场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会 D. 若仅增大加速电压，带电粒子在加速器D形盒中运动的总时间变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．当粒子出射时，则 粒子的动能 洛伦兹力对带电粒子不做功，但是出射粒子的动能与磁场的磁感应强度有关，A错误； B．粒子做圆周运动的周期等于交流电源的周期，即，则若仅增大电荷量和质量的比值需将交流电源的周期变小，B错误； C．磁场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会；电场的作用是使粒子获得能量，C错误； D．根据，若仅增大加速电压，带电粒子被加速的次数减小，则粒子在加速器D形盒中运动的总时间变短，D正确。 故选D。 7. 输出功率的小型发电机进行远距离输电，其简化电路如图甲所示，远距离输电导线总电阻可等效为，调节热敏电阻使负载上规格为（220V，100W）的灯泡L正常发光，定值电阻。发电机的输出电压u随时间变化的关系如图乙所示，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，热敏电阻的阻值随温度的增大而减小。不考虑温度变化对灯泡L电阻的影响，图中电表均为理想电表，下列分析正确的是（　　） A. 降压变压器原、副线圈匝数比 B. 随着热敏电阻的温度升高，电压表V的示数增大 C. 随着热敏电阻的温度升高，电流表A的示数减小 D. 随着热敏电阻的温度升高，灯泡L的亮度变暗 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可得，故 根据可得 解得 输电导线， 降压变压器的输入电压 所以，A错误； C．因为热敏电阻温度升高、电阻减小，故增大，根据可得，增大，即电流表示数增大，C错误； BD．因为增大，根据可得，增大。 又因为，故减小。 根据可得，减小，故电压表示数减小，灯泡L变暗，B错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，间距为的水平边界MN、PQ之间存在垂直于纸面向外的匀强磁场，“日”字型线框位于磁场区域上方某一高度，线框三条短边ab、ef，cd的长度均为、电阻均为R，ac、bd长度均为、电阻不计，ef位于线框正中间。若线框由静止释放，时刻cd边进入磁场且恰好匀速运动，则整个线框通过磁场区域的过程中，线框的速度大小v，a、b两点之间电势差，流过ab边的电流强度，边产生的焦耳热随时间的变化图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设cd进入匀强磁场瞬间的速度大小为，匀强磁场的磁感应强度大小为，切割磁感线产生的电动势 通过cd的电流 由平衡条件得 当ef进入磁场瞬间，cd出磁场，回路电动势和总电流不变，仍满足 同理当ab进入磁场时亦有 由此可知，线框通过磁场区域的过程中做匀速运动，故A正确； B．当cd边切割磁感线时，ef、ab并联，根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端电压 当ef边切割磁感线时，cd、ab并联，根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端电压仍为 可知，整个过程中a、b两端电压并不发生变化，故B错误； C．当cd和ef切割磁感线时，通过ab的电流强度为，而当ab进入磁场后，回路中得总电流不变，仍为，但此时ab切割磁感线，相当于电源，因此通过ab的电流强度为I，故C错误； D．当cd和ef切割磁感线时，ab产生的焦耳热 当ab进入磁场后 由函数关系可知，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，边长为L的正方形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，带电量为q的粒子从bc边中点O垂直入射，恰能从c点离开磁场，不计粒子重力，则正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 此时粒子入射速度大小为 C. 为使粒子从d点射出，速度大小应调整为 D. 粒子从O进入到从d点射出用时大于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于粒子从c点离开磁场，则粒子在O点受到竖直向上的洛伦兹力，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力有 根据几何关系可得 联立解得粒子入射速度大小为，故B正确； C．若粒子从d点射出，则有 根据几何关系可得 解得 所以粒子的速度大小应调整为，故C正确； D．设粒子从O进入到从d点射出时圆心角为θ，则 所以 则运动时间为，故D错误。 故选BC。 10. 在芯片制备中会用到磁聚焦和磁约束来改变一束平行带电粒子的宽度。如图所示，半径分别为r₀、2r₀的圆Ⅰ、Ⅱ相切于O点，两圆内均存在着垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），圆Ⅰ内磁场的磁感应强度大小为B。一束由质量为m、电荷量为q的同种带电粒子形成的粒子流（宽度为r₀）以水平向右的速度从圆Ⅰ的下半部分射入圆Ⅰ中，并全部从O点进入圆Ⅱ区域，最终均以水平向右的速度射出圆Ⅱ区域，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子流射入磁场的速度大小为 B. 圆Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为2B C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子流在圆Ⅱ内经过区域的面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．平行入射的粒子全部汇聚到O点，这是磁聚焦现象，可知粒子在圆Ⅰ中运动的轨迹半径为 由洛伦兹力提供向心力，有 解得，故A正确； B．粒子从O点进入圆Ⅱ后，全部以水平向右速度射出，为磁发散现象，可知粒子在圆Ⅱ中轨迹半径等于圆Ⅱ的半径，即 同理 代入，得 解得，故B错误； C．粒子在圆Ⅰ中周期为 圆Ⅱ中周期为 最上端入射的粒子偏转角最大，在圆Ⅰ中偏转角 在圆Ⅱ中偏转角为 总运动时间为，故C错误； D．所有粒子从O点出发，轨迹半径均为，速度方向范围为竖直向下到水平向右，如图所示 经过的区域为两圆重合的部分，面积为，故D正确。 故选AD。 二、实验题 11. 某同学用如图甲所示的实验装置探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。 （1）下列实验操作中正确的是 。 A. 电磁打点计时器接220V的交流电源 B. 将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 C. 用手提纸带上端由静止释放让磁铁下落 D. 在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 （2）磁铁带着纸带从管中通过，打出如图乙所示的一条纸带，从某清晰的点O开始每隔一个计时点取一个计数点，依次标为1，2，…，8。用刻度尺量出各计数点到O点的距离，并记录在纸带上，已知交流电源的频率为50Hz。粗略地计算各计数点的速度，其中计数点5的速度大小为_________m/s（保留两位有效数字）。 （3）用计算的数据作出如图丙所示的速度—时间图像，由v-t图像可知磁铁在铜管运动的加速度逐渐_________（填“增大”或“减小”），受电磁阻力逐渐_________（填“增大”或“减小”）。 【答案】（1）BC （2）0.39 （3） ①. 减小 ②. 增大 【解析】 【小问1详解】 A．电磁打点计时器接8V以下的交流电源，A错误； B．为了让竖直下落的磁铁无摩擦的通过铜管，B正确； C．用手提纸带上端由静止释放让磁铁下落，可以减少纸带与打点计时器间的摩擦，C正确； D．在磁铁下落前接通打点计时器的电源，不然由于人的反应时间，打点时磁铁带着纸带已运动一段距离，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 根据匀变速运动，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度，用计数点4到6的平均速度代替计数点5速度 【小问3详解】 [1][2]由v-t图像的斜率表示加速度可知磁铁加速度在减小，由牛顿第二定律可知磁铁受电磁阻力逐渐增大。 12. 如图所示，某霍尔元件的主要部分由一块边长为a、厚度为h的正方形半导体薄片构成，M和N，P和Q是相互两两正对的面，半导体薄片水平放置并通以从M到N的电流后，施加磁感应强度为B竖直向上的匀强磁场。已知该半导体薄片的自由电荷是电子。 （1）在刚施加匀强磁场时，电子在________力的作用下发生侧向偏转，使得图中________面的电势降低，与其正对的面之间出现电势差，称霍尔电势差。 （2）若电子沿电流方向的定向移动速率为v，电子电荷量为，则稳定后的霍尔电势差大小________；若仅增大所施加的匀强磁场的磁感应强度，则U将________；若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，则U将________（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】（1） ①. 洛伦兹 ②. （2） ①. Bav ②. 增大 ③. 减小 【解析】 【小问1详解】 [1]运动的自由电子（电荷）在磁场中受到洛伦兹力，因此发生侧向偏转。 [2] 电流方向为，电子运动方向为，磁场竖直向上 根据左手定则，可判断电子受到的洛伦兹力指向面，电子向面积累，因此面电势降低。 【小问2详解】 [1]稳定后，电子受力平衡，洛伦兹力等于电场力，其中间距为正方形边长，电场强度​ 代入可得，整理得霍尔电势差。 [2]若仅增大磁感应强度，由可知，增大。 [3]原来半导体水平放置，竖直向上，与电子速度垂直。 当改变半导体与水平面的夹角后，垂直于的分量减小，有效洛伦兹力减小，因此稳定后霍尔电势差减小。 四、解答题 13. 新能源汽车充电桩的电磁安全检测环节中，技术人员会使用一个圆形导体环检测组件开展测试。光滑绝缘的水平操作平台上，存在一竖直方向的有界匀强磁场，如图甲所示，虚线为磁场边界。技术人员将一个半径为r=2m、电阻为的圆形导体环放置在平台上，使环的圆心O位于磁场边界上，直径AB恰好与磁场边界重合。检测过程中磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定磁场方向竖直向下为正方向。求：（用含π的公式表示） （1）0~2s时间内，通过导体环横截面的电量； （2）t=2.5s时，导体环所受安培力。 【答案】（1） （2），方向与直径AB垂直向右 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可知，0~2s内线圈内的感应电动势 由图乙可知 半圆环的面积 则 通过导体的电流 0~2s时间内，经过的时间 通过导体横截面的电量为 【小问2详解】 由图乙可知，时，，方向竖直向下，磁感应强度B的大小的变化率不变，则电流大小与0~2s时间内相等，即 根据楞次定律可知导体环内电流方向为顺时针方向，导体环的有效长度 导体环所受安培力大小 根据左手定则可知，安培力的方向与直径AB垂直向右。 14. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B= 0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t=0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过60°的过程中，通过R的电量是多少。 【答案】（1） （2）720W （3） 【解析】 【小问1详解】 t = 0时刻线圈垂直于中性面，故交变电流的感应电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 感应电动势的有效值为 电阻R上消耗的电功率为 【小问3详解】 由图示位置转过60°的过程中有 平均电流为 平均感应电动势为 磁通量的变化量为 联立解得 15. 如图所示的xOy平面内，轴上方存在平行于轴向下的匀强电场，轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在轴上坐标为处的点有一质量为、电荷量为的带电粒子，以的速度平行轴进入电场强度为的电场。从轴上的点（图中未标出）首次进入磁场中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从轴上的点（图中未标出）首次离开磁场，且恰能回到点，不计粒子重力，求： （1）点到点的距离； （2）粒子从点首次进入磁场时的速度及方向； （3）匀强磁场的磁感应强度大小以及粒子第一次在磁场中运动的时间。 【答案】（1） （2），与水平夹角为 （3）， 【解析】 【小问1详解】 粒子从到做类平抛运动，有， 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 粒子在点速度大小为 与水平方向的夹角满足 可得 【小问3详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动，随后从轴上的点首次离开磁场，且恰能回到点，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心力有 又有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $