精品解析：江苏常州市金坛区第一中学2025-2026学年高二下学期期中质量调研物理试卷

2026年春学期高二期中质量调研 物理试卷 一、单项选择题（共11题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A. X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B. 紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C. 变化的磁场在周围空间一定产生变化的电场 D. 振荡电路只需有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波 2. 假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过处的地磁场，如图所示。则该电子受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北 3. 磁电式电流表的结构如图1所示，极靴和圆柱形铁芯间存在径向磁场，铁芯外面套有缠绕着线圈的正方形铝框．铝框边长为L，所在处的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电流为I。如图2所示，当指针偏角为时，线圈右边所受安培力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 两个比荷相等的带电粒子，以不同速率从点沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子的速率较大 B. 粒子一定带正电荷 C. 粒子运动时间较长 D. 粒子的偏转角较大 5. 如图所示的电路中，A1、A2是完全相同的两个灯泡，电感线圈L的自感系数很大，电阻与灯泡电阻相等，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，灯泡A1、A2同时缓慢变亮直至稳定 B. 闭合开关瞬间，灯泡A1的电流为零，线圈的自感电动势也为零 C. 断开开关时，通过灯泡A1的电流方向不变，亮度逐渐变暗 D. 断开开关时，通过灯泡A2的电流方向改变，亮度先变亮后逐渐变暗 6. 关于电和磁，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动 B. 图乙，圆环由磁体N极向下平移到S极的过程中，圆环面内磁通量先减小后增大 C. 图丙，铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力是由于磁铁对铜片的吸引 D. 图丁，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 7. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在增大 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在增加 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化和两端电势高低，下列说法正确的是（　　） A. 电动势不变，端电势高 B. 电动势不变，端电势高 C. 电动势变小，端电势高 D. 电动势变大，端电势高 9. 如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（　　） A. 感应电流方向不断变化 B. 感应电流方向始终a到b C. 感应电流大小 D. 两点间电势差大小 10. 某电磁缓冲小车车底安装着电磁铁，可产生竖直向下的匀强磁场；粗糙水平地面上固定着闭合矩形线圈abcd，磁场的长度大于线圈的bc边的长度，如图所示（俯视），关闭动力的小车向右通过线圈，在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小车向右做匀减速直线运动 B. 当磁场的右边界刚经过ab边时，线圈里产生的感应电流方向为顺时针 C. 当磁场的右边界刚经过dc边时，ab两端的电压等于dc两端的电压 D. 小车的动能减少量等于线圈abcd产生的焦耳热 11. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分别为、、，放在与它垂直的匀强磁场中。当恒定电流I（由电流表显示）通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生霍尔电压（由伏特表显示），它的霍尔系数为k。通过电压表示数可以计算出匀强磁场磁感应强度B的大小，下列说法正确的是（　　） A. b是电压表V“+”接线柱 B. 电压表V示数与磁感应强度B的大小成反比 C. 为提高磁强计的灵敏度，可适当减小 D. 为提高磁强计的灵敏度，可将滑动变阻器R的触头P向左调节少许 二、非选择题（共5题，共56分。其中13~16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，将所需器材组装成如图甲所示的变压器。 （1）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是            。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （2）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的有            ； A. 变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 本实验采用了控制变量法 C. 变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （3）某次实验中，所用线圈匝数匝和匝，测得线圈两端电压分别为和，据此可知____________（选填“”或“”）是原线圈。 （4）某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图乙所示，则在时间内该同学断开开关后，进行的操作可能是             A. 摆正并拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （5）某同学用可拆变压器探究变压器原副线圈的电压关系，如图所示，作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是　　 A. 增大电源电压 B. 适当增加原线圈的匝数 C. 适当增加副线圈的匝数 D. 换一个电阻更小的灯泡 13. 如图所示，一个匝数为匝、电阻的矩形线圈放在桌面上，在线圈上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.05Wb。现将条形磁铁逐渐靠近线圈，经0.5s线圈内的磁通量变为0.10Wb，求： （1）此过程线圈中产生的感应电动势大小； （2）0.5秒内通过线圈导线截面的电量。 14. 如图甲所示，交流发电机的线圈位于匀强磁场中，已知线圈匝数n=100，电阻，定值电阻，线圈与定值电阻组成闭合回路，图中电表均为理想表，时刻线圈以为轴，以恒定角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。（不计电路其他部分的电阻）求： （1）磁通量的最大值和交变电流的周期； （2）感应电流随时间的表达式； （3）定值电阻1min内产生的焦耳热。 15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内，存在沿轴负方向的匀强电场，在轴与PQ之间的区域存在大小相等、方向相反的匀强磁场，轴上方的磁场垂直纸面向外，轴下方的磁场垂直纸面向里，直线PQ过坐标为的点且与轴平行。一质量为、电荷量为的带电粒子从坐标为的点以初速度沿平行于轴正方向运动，一段时间后从坐标原点与轴正方向成进入第四象限的磁场，假设电场与磁场有理想边界。（不计粒子重力） （1）求匀强电场的电场强度的大小； （2）若带电粒子只在第四象限运动一段时间后，垂直GQ边界离开磁场区域，求磁感应强度的大小； （3）若，求带电粒子在磁场中的运动时间。 16. 如图所示，足够长的光滑倾斜金属导轨和间距，倾角均为。开关S打到1时，连接阻值、横截面积的线圈，线圈处于轴线方向的匀强磁场中，其磁感应强度变化率；开关S打到2时，连接阻值的定值电阻。一根质量、电阻为、长度为的导体棒始终与导轨垂直且接触良好。导轨处于磁感应强度恒为的匀强磁场中，方向垂直导轨平面向上。不计其余电阻和回路自感。 （1）当开关打到1时，导体棒恰好静止在导轨上，求： ①线圈中电流的大小和方向（俯视图，用“顺时针”或“逆时针”表示）； ②线圈的匝数； （2）再将开关打到2，导体棒静止释放，经过时间后，导体棒已达最大速度，求： ①最大速度； ②内导体棒的位移和产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春学期高二期中质量调研 物理试卷 一、单项选择题（共11题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。） 1. 下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是（　　） A. X射线穿透力较强，可用来进行人体透视 B. 紫外线能在磁场中偏转，有很强的荧光效应，可用于防伪 C. 变化的磁场在周围空间一定产生变化的电场 D. 振荡电路只需有足够高的振荡频率就可以有效发射电磁波 【答案】A 【解析】 【详解】A．X射线是高频电磁波，穿透力较强，医学领域常利用其特性进行人体透视，故A正确； B．紫外线属于电磁波，本身不带电，不会在磁场中受洛伦兹力发生偏转，仅后半句关于荧光效应和防伪的描述正确，整体表述错误，故B错误； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，只有非均匀变化的磁场才会产生变化的电场，故C错误； D．有效发射电磁波需要同时满足两个条件：足够高的振荡频率、开放的振荡电路（使电磁场分散到尽可能大的空间），仅频率足够高无法实现有效发射，故D错误。 故选A。 2. 假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过处的地磁场，如图所示。则该电子受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北 【答案】C 【解析】 【详解】电子带负电，处的地磁场方向由南指向北，根据左手定则可知，该电子受到的洛伦兹力方向为向西。 故选C。 3. 磁电式电流表的结构如图1所示，极靴和圆柱形铁芯间存在径向磁场，铁芯外面套有缠绕着线圈的正方形铝框．铝框边长为L，所在处的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电流为I。如图2所示，当指针偏角为时，线圈右边所受安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，在磁电式电流表中极靴和圆柱形铁芯间存在径向磁场，即磁感应强度方向始终与电流方向垂直，又有匝线圈，故线圈右边所受安培力大小为，故选B。 4. 两个比荷相等的带电粒子，以不同速率从点沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子的速率较大 B. 粒子一定带正电荷 C. 粒子运动时间较长 D. 粒子的偏转角较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力 解得 由于比荷相等，且题图可知b的圆周半径大于a的圆周半径，可知b粒子的速度大，故A错误； B．由于磁场的方向不确定，所以b粒子电性不确定，故B错误； CD．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期 粒子运动时间为 其中，是粒子运动轨迹对应的圆心角，从图中可知a粒子轨迹对应的圆心角大于b粒子轨迹对应的圆心角，所以a粒子运动时间较长，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示的电路中，A1、A2是完全相同的两个灯泡，电感线圈L的自感系数很大，电阻与灯泡电阻相等，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，灯泡A1、A2同时缓慢变亮直至稳定 B. 闭合开关瞬间，灯泡A1的电流为零，线圈的自感电动势也为零 C. 断开开关时，通过灯泡A1的电流方向不变，亮度逐渐变暗 D. 断开开关时，通过灯泡A2的电流方向改变，亮度先变亮后逐渐变暗 【答案】C 【解析】 【详解】AB．闭合开关S瞬时，电源的电压同时加到两支路的两端，A2灯立即发光。闭合开关瞬间，由于线圈的自感电动势很大，阻碍A1灯电流增加，则开始时灯泡A1的电流为零，而后逐渐亮起来，由于线圈的电阻与灯泡的电阻相等，灯A1逐渐变亮但最后也不如L2一样亮，故AB错误； CD．断开开关S时，线圈与两灯一起构成一个自感回路，由于线圈的自感作用，A1灯逐渐熄灭，通过灯泡A1的电流方向不变，通过灯泡A2的电流方向改变，亮度逐渐变暗，不会先变亮后逐渐变暗，故C正确，D错误。 故选C。 6. 关于电和磁，下列说法正确的是（　　） A. 图甲，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动 B. 图乙，圆环由磁体N极向下平移到S极的过程中，圆环面内磁通量先减小后增大 C. 图丙，铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力是由于磁铁对铜片的吸引 D. 图丁，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后由于弹簧每匝之间为同向电流而吸引，弹簧收缩，从而电路断开，当电流消失后弹簧恢复原长，电路再次接通．．．．．如此反复，则弹簧上下振动，Ａ正确； B．图乙，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁体外部的磁感线先变疏后变密，则磁感应强度先减小后增大，磁铁外部向下穿过线圈的磁感线先减小后增加，内部向上穿过线圈的磁感线条数不变，可知磁通量先增大后减小，故Ｂ错误。 C．图丙，铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力，是因为铜片在磁场中运动时产生了涡流，涡流受到磁场的安培力阻碍铜片的运动，并非是磁铁对铜片的吸引，故Ｃ错误； D．图丁，当磁铁逆时针转动时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，根据楞次定律推论“来拒去留”，可知线圈将逆时针转动，从而阻碍穿过线圈的磁通量增大，但是线圈的转速一定比磁铁转速小，故Ｄ错误。 故选A。 7. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在增大 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在增加 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．根据安培定则，可知回路中电流为逆时针方向，电容器上级板带正电，下极板带负电，故电容器正在放电，电荷量逐渐减小，电流增大，故A正确，BC错误； D．由于电容器在放电，故电场能正在向磁场能转化，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小变化和两端电势高低，下列说法正确的是（　　） A. 电动势不变，端电势高 B. 电动势不变，端电势高 C. 电动势变小，端电势高 D. 电动势变大，端电势高 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手定则，金属棒a端的电势低于b端的电势； 导体棒做平抛运动，水平方向的速度切割磁感线产生电动势，由于平抛运动水平方向上做匀速运动，所以产生的感应电动势大小不变。 故选B 。 9. 如图，法拉第圆盘发电机的两电刷间接有一定值电阻。已知圆盘半径为r，绕中心轴以角速度逆时针旋转，回路中总电阻为R，大小为B的匀强磁场垂直圆盘向上，则ab端（　　） A. 感应电流方向不断变化 B. 感应电流方向始终a到b C. 感应电流大小 D. 两点间电势差大小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将圆盘看成由一根根沿半径方向的辐条构成，每一根辐条均为一个电源，所有电源均为并联关系，根据右手定则可知，感应电流方向始终b到a，故AB错误； C．感应电动势 根据闭合电路欧姆定律有 解得 故C正确； D．根据欧姆定律可知，两点间电势差大小 故D错误。 故选C。 10. 某电磁缓冲小车车底安装着电磁铁，可产生竖直向下的匀强磁场；粗糙水平地面上固定着闭合矩形线圈abcd，磁场的长度大于线圈的bc边的长度，如图所示（俯视），关闭动力的小车向右通过线圈，在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小车向右做匀减速直线运动 B. 当磁场的右边界刚经过ab边时，线圈里产生的感应电流方向为顺时针 C. 当磁场的右边界刚经过dc边时，ab两端的电压等于dc两端的电压 D. 小车的动能减少量等于线圈abcd产生的焦耳热 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈相对磁场向左切割磁感线，产生电动势 电流为 根据牛顿第二定律 得到 加速度不是定值，不是匀变速运动，故A错误； B．当磁场的右边界刚经过ab边时，根据右手定则，可知线圈里产生的感应电流方向为逆时针，故B错误； C．当磁场的右边界刚经过dc边时，左右两边均切割磁感线，根据可知，ab两端的电压等于dc两端的电压，故C正确； D．根据能量守恒可知，小车的动能减少量大于线圈abcd产生的焦耳热，还有一部分克服阻力做功产生了热量，故D错误。 故选C。 11. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分别为、、，放在与它垂直的匀强磁场中。当恒定电流I（由电流表显示）通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生霍尔电压（由伏特表显示），它的霍尔系数为k。通过电压表示数可以计算出匀强磁场磁感应强度B的大小，下列说法正确的是（　　） A. b是电压表V“+”接线柱 B. 电压表V示数与磁感应强度B的大小成反比 C. 为提高磁强计的灵敏度，可适当减小 D. 为提高磁强计的灵敏度，可将滑动变阻器R的触头P向左调节少许 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，电子向后侧面偏转，则b是电压表V“-”接线柱，选项A错误； B．根据 解得电压表V示数 U=Bd3v 则与磁感应强度B的大小成正比，选项B错误； CD．根据 可得 则d3对提高磁强计的灵敏度无影响，可将滑动变阻器R的触头P向左调节少许，从而增加电流I，选项C错误，D正确。 故选D。 二、非选择题（共5题，共56分。其中13~16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。） 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，将所需器材组装成如图甲所示的变压器。 （1）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是            。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （2）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的有            ； A. 变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 本实验采用了控制变量法 C. 变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （3）某次实验中，所用线圈匝数匝和匝，测得线圈两端电压分别为和，据此可知____________（选填“”或“”）是原线圈。 （4）某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图乙所示，则在时间内该同学断开开关后，进行的操作可能是             A. 摆正并拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率 C. 减少了副线圈的匝数 D. 增加了原线圈的匝数 （5）某同学用可拆变压器探究变压器原副线圈的电压关系，如图所示，作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是　　 A. 增大电源电压 B. 适当增加原线圈的匝数 C. 适当增加副线圈的匝数 D. 换一个电阻更小的灯泡 【答案】（1）C （2）B （3） （4）A （5）B 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感现象，只有原线圈接交流电压才能产生变化的磁通量，使副线圈产生感应电压；副线圈的电压是交流电压，因此测量时需用多用电表的交流电压挡。 故选C。 【小问2详解】 A．变压器通过电磁感应（互感）传递电能，铁芯的作用是导磁，不是导电，故A错误； B．探究电压与匝数的关系时，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，这个探究过程采用的是控制变量法，故B正确； C．原线圈始终接电源，变压器无论副线圈上是否接负载，原线圈两端电压总等于电源电压，故C错误； D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱，这样可避免发生危险，减小实验误差，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 理想变压器满足 实际变压器存在漏磁、内阻损耗，副线圈电压满足 若为原线圈，理想变压器情况下 实际，不符合损耗的规律；若为原线圈，理想变压器情况下 实际，符合损耗带来的电压降低的情况，故为原线圈。 【小问4详解】 由图乙可知，时间内该同学操作后，副线圈电压峰值增大。 A．摆正并拧紧了松动的铁芯后，铁芯耦合更好，漏磁减少，更多磁通量穿过副线圈，峰值增大，故A正确； B．只增大交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压，故B错误； CD．理想变压器满足 整理得 减少副线圈的匝数或增加了原线圈的匝数都会让副线圈的输出电压降低，故C、D错误。 故选A。 【小问5详解】 电源过载说明原线圈电流过大，设小灯泡电阻为，理想变压器满足 电流满足 联立得 A．增大电源电压，会导致增大，引起过载现象，故A错误； B．适当增加原线圈的匝数，会导致减小，避免过载现象，故B正确； C．适当增加副线圈的匝数，会导致增大，引起过载现象，故C错误； D．换一个电阻更小的灯泡，会导致增大，引起过载现象，故D错误。 故选B。 13. 如图所示，一个匝数为匝、电阻的矩形线圈放在桌面上，在线圈上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.05Wb。现将条形磁铁逐渐靠近线圈，经0.5s线圈内的磁通量变为0.10Wb，求： （1）此过程线圈中产生的感应电动势大小； （2）0.5秒内通过线圈导线截面的电量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可知，此过程线圈中产生的感应电动势大小为 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中的电流为 则0.5秒内通过线圈导线截面的电量为 14. 如图甲所示，交流发电机的线圈位于匀强磁场中，已知线圈匝数n=100，电阻，定值电阻，线圈与定值电阻组成闭合回路，图中电表均为理想表，时刻线圈以为轴，以恒定角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。（不计电路其他部分的电阻）求： （1）磁通量的最大值和交变电流的周期； （2）感应电流随时间的表达式； （3）定值电阻1min内产生的焦耳热。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，磁通量的最大值为 交变电流的周期 【小问2详解】 根据上述分析可知，线圈转动的角速度 感应电动势最大值为 由闭合电路的欧姆定律可得 结合法拉第电磁感应定律 可知，在图像中，图线的斜率为电动势的大小，结合图乙可知，时线圈产生的感应电动势最大，感应电流最大，因此感应电流的瞬时表达式为 【小问3详解】 电流的有效值为 定值电阻1min内产生的焦耳热为 15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内，存在沿轴负方向的匀强电场，在轴与PQ之间的区域存在大小相等、方向相反的匀强磁场，轴上方的磁场垂直纸面向外，轴下方的磁场垂直纸面向里，直线PQ过坐标为的点且与轴平行。一质量为、电荷量为的带电粒子从坐标为的点以初速度沿平行于轴正方向运动，一段时间后从坐标原点与轴正方向成进入第四象限的磁场，假设电场与磁场有理想边界。（不计粒子重力） （1）求匀强电场的电场强度的大小； （2）若带电粒子只在第四象限运动一段时间后，垂直GQ边界离开磁场区域，求磁感应强度的大小； （3）若，求带电粒子在磁场中的运动时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带正电的粒子从M沿x轴正方向射入电场区域做类平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则 在竖直方向做匀加速直线运动 其中，根据牛顿第二定律可得 联立，解得 【小问2详解】 带电粒子进入磁场的速度大小为 带电粒子垂直边界离开磁场区域，则带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为 根据牛顿第二定律可得 联立，解得 【小问3详解】 带电粒子进入磁场速度不变，则由 解得粒子在磁场中的半径 当带电粒子穿过磁场时 解得 粒子在磁场中运动的周期为 由于粒子在上下磁场中运动的圆心角均为，所以带电粒子在磁场中运动的时间正好为半个周期，则 16. 如图所示，足够长的光滑倾斜金属导轨和间距，倾角均为。开关S打到1时，连接阻值、横截面积的线圈，线圈处于轴线方向的匀强磁场中，其磁感应强度变化率；开关S打到2时，连接阻值的定值电阻。一根质量、电阻为、长度为的导体棒始终与导轨垂直且接触良好。导轨处于磁感应强度恒为的匀强磁场中，方向垂直导轨平面向上。不计其余电阻和回路自感。 （1）当开关打到1时，导体棒恰好静止在导轨上，求： ①线圈中电流的大小和方向（俯视图，用“顺时针”或“逆时针”表示）； ②线圈的匝数； （2）再将开关打到2，导体棒静止释放，经过时间后，导体棒已达最大速度，求： ①最大速度； ②内导体棒的位移和产生的焦耳热。 【答案】（1）①，顺时针；② （2）①；②， 【解析】 【小问1详解】 ①对导体棒进行受力分析可知，导体棒要想静止在斜面上，其受到的安培力应沿斜面向上，则由左手定则可知，线圈中的感应电流应为顺时针方向（俯视图）。对导体棒根据共点力的平衡规律可得 代入数据解得线圈中的感应电流大小为 ②根据闭合电路欧姆定律可得电源的感应电动势为 则根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得线圈的匝数为 【小问2详解】 ①将开关打到2后，导体棒由静止释放，对导体棒进行受力分析可知，导体棒将向下做加速度减小的加速运动，则当时，其速度达到最大值，设此时电路中的感应电动势为，则有 此时电路中的电流为 则对导体棒根据共点力平衡的规律有 代入数据联立解得导体棒的最大速度为 ②从导体棒静止释放到达到最大速度的过程，对导体棒列动量定理方程有 又因为 代入数据联立解得内导体棒的位移为 根据能量守恒定律有 又因为 联立解得内导体棒产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $