精品解析：安徽阜阳市临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2025-2026学年高二下学期4月期中物理试题

高二物理 （75分钟　100分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1. 在电磁学发展过程中，涌现出了许多伟大的科学家，下列说法符合物理学发展史的是（　　） A. 安培发现了电流的磁效应 B. 楞次找到了判断感应电流方向的方法 C. 法拉第用数学公式定量描述了电磁感应定律 D. 库仑发现了磁感线，且磁感线是客观存在的描绘磁场强弱和方向的曲线 2. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P是一个小灯泡，图中电路一切正常，则下列判断可能正确的是（　　） A. 闭合开关时，小灯泡立即正常发光 B. 闭合开关时，小灯泡逐渐变亮直到正常发光 C. 断开开关时，小灯泡逐渐变暗直到熄灭 D. 断开开关时，小灯泡闪亮一下再逐渐熄灭 3. 如图所示，将一个蹄形磁铁从中部用细线悬挂起来，在磁铁的正下方有一条水平固定放置的长直导线，当导线通以方向自左向右的电流时，磁铁的运动情况将是（　　） A. 保持静止 B. 向右摆动 C. 向纸外摆动 D. 竖直向下看逆时针转动 4. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧下端挂一矩形线框abcd，长为L的bc边处于垂直纸面向里的匀强磁场中，ad边保持水平且始终在磁场外，磁场的磁感应强度大小为B。线框中通以如图所示方向的电流I，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 此时弹簧弹力的大小为ILB B. 若保持B不变，则弹簧的形变量与I成正比 C. 若用该装置测量电流I的大小，则电流的刻度是不均匀的 D. 若仅改变电流的方向，则弹簧的弹力一定增大2ILB 5. 粗细均匀的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框ABCD，O为线框的中心。当大小为I的电流从A处流入、D处流出时，AD边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为B。已知通电直导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小与通过导线的电流大小成正比，不考虑外接电路的影响，下列说法正确的是（　　） A. AD边在O点产生的磁场方向垂直纸面向里 B. 整个通电线框在O点产生的磁场的磁感应强度大小为零 C. AD、BC间的安培力与AB、CD间的安培力大小相等 D. AD、BC间具有相互排斥的安培力 6. 磁电式电流表的结构示意图如图甲所示，电流表内部由绕在铝框上的线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。关于如图乙所示的软铁、螺旋弹簧、铝框的通电效果，下列表述正确的是（　　） A. 转轴中心的软铁的作用是在线框处产生稳定的匀强磁场 B. 将铝框换成铁框，不会影响电流的测量结果 C. 根据图乙所示线圈中的电流方向可知，线圈将沿逆时针方向旋转 D. 运输磁电式电流表时，把正、负极接线柱用导线连在一起，利用了电磁阻尼 7. 如图甲所示，用弹簧将一矩形金属线框abcd竖直悬挂起来，弹簧与线框间绝缘连接，将线框往下拉一段距离后无初速度释放，在线框振动过程中，ab边一直在磁场外，cd边一直在磁场内，线框的振动图像如图乙所示。若把金属线框abcd换成形状和大小相同、质量相同、电阻更大的金属线框，以同样的方式悬挂，仍向下拉相同的距离后无初速度释放，线框的振动图像是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，A、C、D、E、F是在纸面内圆上的五个点，EF、AC过圆心O点，A、D关于EF对称，∠AOF=60°。在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流I。已知通电直导线产生的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离。若E处的通电导线在A点产生的磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 若两根导线中电流同向，则O点的磁感应强度大小为2B B. 若两根导线中电流同向，则A、D两点的磁感应强度相同，大小均为2B C. 若两根导线中电流反向，则A、C两点的磁感应强度相同，大小均为B D. 无论两根导线中的电流同向还是反向，A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，在相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向水平向右，电场强度，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度。区域内绝缘固定的水平木板上有一质量、带电荷量的小滑块，从点O由静止开始沿木板水平向右运动。已知小滑块与木板间动摩擦因数，滑块受到空气阻力，其中，v为滑块运动的速度。木板足够长，小滑块所带电荷量不变，且不考虑其对电场E和磁场B的影响，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的最大加速度为 B. 小滑块的最大加速度为 C. 小滑块的最大速度为6m/s D. 小滑块的最大速度为12m/s 10. 如图所示，一劲度系数k=100N/m的轻弹簧一端固定、另一端连接一质量m=0.02kg的金属棒，金属棒静止于两平行且光滑的水平金属导轨上，导轨的间距d=0.2m，导轨与恒流源相连，恒流源可提供I=5A且恒定不变的电流，电流方向如图。导轨所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场。取重力加速度g=10m/s2，t=0时刻，闭合开关S，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒向右运动的最大距离为4cm B. 金属棒运动的最大加速度为10m/s2 C. 金属棒运动的最大速度为2m/s D. 金属棒向右运动1cm时的速度为m/s 三、实验探究题：本题共2小题，共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 为观察电磁感应现象，某同学将灵敏电流计、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路。 （1）该同学先将螺线管B放置在螺线管A中，然后闭合、断开开关时，灵敏电流计的指针都没有偏转，其原因是　　　　。 A. 电池组的正、负极接反 B. 螺线管B的两个接线柱接反 C. 开关的位置接错 D. 灵敏电流计的正、负接线柱接反 （2）改正错误后，通过实验得出结论：产生感应电流的条件是____。 （3）闭合开关S一段时间后，迅速向左移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针____（选填“会”或“不会”）偏转。闭合开关S一段时间后，迅速向右移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计指针的偏转方向与将螺线管B迅速从螺线管A中拔出时灵敏电流计指针的偏转方向____（选填“相同”或“相反”）。 12. 某同学利用台秤（台秤与磁铁间没有磁力作用）来测量蹄形磁铁磁极之间的磁感应强度大小，装置如图所示。该同学把台秤放在水平桌面上，再把磁铁、铁架台放在台秤上，在铁架台横梁上系两条绝缘细绳，把一根铜条水平吊在两磁极之间，并让铜条与磁感线垂直。已知蓄电池的电动势为E，蓄电池内阻为r，铜条的电阻为R，铜条在磁场中的长度为L。 （1）连接好电路，闭合开关之前记录下台秤的示数F0，闭合开关后，台秤的示数仍为F0，不能测量出磁感应强度大小。经检查，电路完好，你认为此次实验失败的原因为____。保持磁铁不动，提出纠正办法：____。 （2）正确调试后，保证其他条件不变，闭合开关前，台秤示数为F1，闭合开关后，台秤示数为F2，根据图中电源的“+”“-”以及磁铁“N”“S”的标识，判断F2____（选填“>”或“<”）F1。 （3）匀强磁场的磁感应强度大小B=____（用E、r、R、F1、F2、L表示）。 四、计算题：本题共3小题，共42分。解答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. 磁流体发电机的原理示意图如图所示。已知平行金属板A、B的间距d=0.15 m，其间有与极板平行的匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.1 T，等离子体以速度平行于极板从左侧垂直磁场射入。忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力，则： （1）哪个极板是正极板？ （2）该发电机产生的电动势为多少？ 14. 一台质谱仪的简化结构模型如图所示。大量质子从粒子源的下方飘入加速电场区域（质子的初速度视为零），并沿竖直虚线OO'进入以水平虚线EF为边界的匀强磁场区域，虚线EF下方的磁场区域足够大。竖直分界线CD将整个磁场区域分成左、右两部分，左、右两侧区域的匀强磁场方向分别垂直纸面向里和向外，磁感应强度大小分别为B和4B。已知磁场竖直分界线CD到竖直虚线OO'的距离为L。在OO'右侧的磁场边界EF上放置一块足够长的屏，质子的运动均在纸面内 （1）当加速电场的电压为U时，质子恰好不进入右侧磁场区域，求质子的比荷。 （2）调节加速电场的电压，为使质子能进入右侧磁场区域且不会击中屏，求质子在左侧磁场区域运动的轨迹半径应满足的条件。 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，两导轨底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，导轨上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。一质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（在定滑轮左侧，细线与导轨平行）经定滑轮与质量M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。在金属棒ab由静止释放至速度刚好达到最大的过程中，定值电阻R产生的焦耳热为1.552J，金属棒ab与导轨接触良好，不计空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2，求： （1）定值电阻R的最大电功率。 （2）金属棒ab在从开始运动至速度刚好达到最大的过程中，沿导轨运动的距离。 （3）在金属棒ab开始运动至速度刚好达到最大的过程中，通过定值电阻R的总电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 （75分钟　100分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1. 在电磁学发展过程中，涌现出了许多伟大的科学家，下列说法符合物理学发展史的是（　　） A. 安培发现了电流的磁效应 B. 楞次找到了判断感应电流方向的方法 C. 法拉第用数学公式定量描述了电磁感应定律 D. 库仑发现了磁感线，且磁感线是客观存在的描绘磁场强弱和方向的曲线 【答案】B 【解析】 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误； B．楞次找到了判断感应电流方向的方法，即楞次定律，故B正确； C．法拉第发现了电磁感应现象，是韦伯和纽曼总结电磁感应定律，麦克斯韦用公式表达电磁感应定律，故C错误； D．为了形象地描述磁场的强弱和方向，法拉第提出了磁感线的概念，磁感线不是客观存在的曲线，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P是一个小灯泡，图中电路一切正常，则下列判断可能正确的是（　　） A. 闭合开关时，小灯泡立即正常发光 B. 闭合开关时，小灯泡逐渐变亮直到正常发光 C. 断开开关时，小灯泡逐渐变暗直到熄灭 D. 断开开关时，小灯泡闪亮一下再逐渐熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．闭合开关时，由于线圈的自感作用，电路中的电流逐渐增大，最后达到稳定状态，小灯泡逐渐变亮直到正常发光，A错误，B正确； CD．断开开关时，尽管线圈L产生感应电动势，但是电路处于断开状态，不能构成回路，小灯泡立即熄灭，CD错误。 故选B。 3. 如图所示，将一个蹄形磁铁从中部用细线悬挂起来，在磁铁的正下方有一条水平固定放置的长直导线，当导线通以方向自左向右的电流时，磁铁的运动情况将是（　　） A. 保持静止 B. 向右摆动 C. 向纸外摆动 D. 竖直向下看逆时针转动 【答案】D 【解析】 【详解】导线处磁场分布如图所示 导线中的电流从左向右，根据安培定则可知导线左段受到的安培力垂直纸面向纸里，右段导线受到的安培力垂直纸面向纸外，根据牛顿第三定律可知磁铁受力与导线受力方向相反，竖直向下看磁铁逆时针转动。 故选D。 4. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧下端挂一矩形线框abcd，长为L的bc边处于垂直纸面向里的匀强磁场中，ad边保持水平且始终在磁场外，磁场的磁感应强度大小为B。线框中通以如图所示方向的电流I，弹簧始终处于弹性限度内，则（　　） A. 此时弹簧弹力的大小为ILB B. 若保持B不变，则弹簧的形变量与I成正比 C. 若用该装置测量电流I的大小，则电流的刻度是不均匀的 D. 若仅改变电流的方向，则弹簧的弹力一定增大2ILB 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知安培力方向竖直向上，假设线框的重力为G，对线框进行受力分析，根据平衡条件可得F弹=G-BIL，故A错误； B．由F弹=kx=G-BIL 可得 若保持B不变，则弹簧的形变量与I不成正比，故B错误； C．由F弹=kx=G-BIL 可得 若电流I均匀变化，则弹簧形变量也均匀变化，故刻度是均匀的，故C错误； D．若仅改变电流的方向，则弹簧的弹力F弹'=G+BIL 弹簧的弹力一定增大2ILB，故D正确。 故选D。 5. 粗细均匀的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框ABCD，O为线框的中心。当大小为I的电流从A处流入、D处流出时，AD边在O点产生的磁场的磁感应强度大小为B。已知通电直导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小与通过导线的电流大小成正比，不考虑外接电路的影响，下列说法正确的是（　　） A. AD边在O点产生的磁场方向垂直纸面向里 B. 整个通电线框在O点产生的磁场的磁感应强度大小为零 C. AD、BC间的安培力与AB、CD间的安培力大小相等 D. AD、BC间具有相互排斥的安培力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．电流从A处流入、D处流出，AD边与AB、BC、CD边并联，通过它们的电流大小之比为3∶1，由于通电导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小与通过导线的电流大小成正比，故AD边在O点产生的磁感应强度大小与AB、BC、CD三边在O点产生的合磁场的磁感应强度大小相等，由安培定则可知，AD边在O点产生的磁场方向垂直纸面向外，其他三边在O点产生的磁场方向垂直纸面向里，故O点的合磁场为零，故A错误，B正确； CD．因为IAD=3IBC 所以AD、BC间的安培力大小为AB、CD间安培力大小的三倍，且同向电流相互吸引，故CD错误。 故选B。 6. 磁电式电流表的结构示意图如图甲所示，电流表内部由绕在铝框上的线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。关于如图乙所示的软铁、螺旋弹簧、铝框的通电效果，下列表述正确的是（　　） A. 转轴中心的软铁的作用是在线框处产生稳定的匀强磁场 B. 将铝框换成铁框，不会影响电流的测量结果 C. 根据图乙所示线圈中的电流方向可知，线圈将沿逆时针方向旋转 D. 运输磁电式电流表时，把正、负极接线柱用导线连在一起，利用了电磁阻尼 【答案】D 【解析】 【详解】A．极靴和中心软铁配合产生稳定的辐射状磁场，而不是匀强磁场，故A错误； B．铁框会受到磁铁的吸引，影响转动，影响测量精度，故B错误； C．根据左手定则，可以判断安培力沿顺时针方向，故C错误； D．把正、负极接线柱用导线连在一起使线圈构成闭合回路，当运输过程晃动时会切割磁感线产生感应电流，其对应的安培力阻碍晃动，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，用弹簧将一矩形金属线框abcd竖直悬挂起来，弹簧与线框间绝缘连接，将线框往下拉一段距离后无初速度释放，在线框振动过程中，ab边一直在磁场外，cd边一直在磁场内，线框的振动图像如图乙所示。若把金属线框abcd换成形状和大小相同、质量相同、电阻更大的金属线框，以同样的方式悬挂，仍向下拉相同的距离后无初速度释放，线框的振动图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若把金属线框abcd换成形状和大小相同、质量相同、电阻更大的金属线框，以相同的方式悬挂并释放，则线框中的电流变小，根据电磁阻尼可知，振动时间变长，对振动的周期影响很小。 故选C。 8. 如图所示，A、C、D、E、F是在纸面内圆上的五个点，EF、AC过圆心O点，A、D关于EF对称，∠AOF=60°。在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流I。已知通电直导线产生的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离。若E处的通电导线在A点产生的磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是（　　） A. 若两根导线中电流同向，则O点的磁感应强度大小为2B B. 若两根导线中电流同向，则A、D两点的磁感应强度相同，大小均为2B C. 若两根导线中电流反向，则A、C两点的磁感应强度相同，大小均为B D. 无论两根导线中的电流同向还是反向，A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B 【答案】D 【解析】 【详解】A．同向电流在O点产生的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，矢量和为零，故A错误； B．作出同向电流（假设方向垂直纸面向里）在A、D点产生的磁场的磁感应强度的矢量图 根据几何关系有 则， 则A点磁感应强度为 同理可得D点磁感应强度为 故则A、D两点磁感应强度大小相等，大小均为2B，根据矢量图可知A、D两点磁感应强度方向不同，故B错误； C．作出反向电流（假设E点处导线中电流垂直纸面向里、F点处导线中电流垂直纸面向外）在A、C点产生的磁场的磁感应强度的矢量图 同B分析可得A、C点的磁感应强度的矢量和的方向相同，大小均为2B，故C错误； D．根据前面的分析，A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，在相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向水平向右，电场强度，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度。区域内绝缘固定的水平木板上有一质量、带电荷量的小滑块，从点O由静止开始沿木板水平向右运动。已知小滑块与木板间动摩擦因数，滑块受到空气阻力，其中，v为滑块运动的速度。木板足够长，小滑块所带电荷量不变，且不考虑其对电场E和磁场B的影响，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的最大加速度为 B. 小滑块的最大加速度为 C. 小滑块的最大速度为6m/s D. 小滑块的最大速度为12m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律得 解得 当v=0时，加速度最大，为 故A正确，B错误； CD．当a=0时，速度最大，则 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一劲度系数k=100N/m的轻弹簧一端固定、另一端连接一质量m=0.02kg的金属棒，金属棒静止于两平行且光滑的水平金属导轨上，导轨的间距d=0.2m，导轨与恒流源相连，恒流源可提供I=5A且恒定不变的电流，电流方向如图。导轨所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小B=2T的匀强磁场。取重力加速度g=10m/s2，t=0时刻，闭合开关S，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒向右运动的最大距离为4cm B. 金属棒运动的最大加速度为10m/s2 C. 金属棒运动的最大速度为2m/s D. 金属棒向右运动1cm时的速度为m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】A．闭合开关S，金属棒开始做简谐运动，到达平衡位置时，金属棒所受合力为零，由 解得简谐运动的振幅为 金属棒向右运动的最大距离为2A，即4cm，故A正确； B．闭合开关S时，金属棒的加速度最大，由牛顿第二定律得 解得金属棒运动的最大加速度为，故B错误； C．金属棒所受合力为零时，金属棒的速度最大，由动能定理得 解得，故C错误； D．金属棒向右运动1cm时，由动能定理得 解得，故D正确。 故选AD。 三、实验探究题：本题共2小题，共16分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 为观察电磁感应现象，某同学将灵敏电流计、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图所示的实验电路。 （1）该同学先将螺线管B放置在螺线管A中，然后闭合、断开开关时，灵敏电流计的指针都没有偏转，其原因是　　　　。 A. 电池组的正、负极接反 B. 螺线管B的两个接线柱接反 C. 开关的位置接错 D. 灵敏电流计的正、负接线柱接反 （2）改正错误后，通过实验得出结论：产生感应电流的条件是____。 （3）闭合开关S一段时间后，迅速向左移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计的指针____（选填“会”或“不会”）偏转。闭合开关S一段时间后，迅速向右移动滑动变阻器的滑片，灵敏电流计指针的偏转方向与将螺线管B迅速从螺线管A中拔出时灵敏电流计指针的偏转方向____（选填“相同”或“相反”）。 【答案】（1）C （2）穿过闭合电路的磁通量发生变化 （3） ①. 会 ②. 相反 【解析】 【小问1详解】 C．由题图可知，开关接在灵敏电流计所在电路，开关的位置接错，闭合与断开开关时，通过螺线管B的电流不变，穿过螺线管A的磁通量不变，没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不偏转，故C正确； ABD．电池组的正、负极接反、螺线管B的两个接线柱接反和灵敏电流计的正、负接线柱接反闭合、断开开关时，都会有磁通量发生变化，灵敏电流计的指针都会偏转，故ABD错误。 故选C。 【小问2详解】 改正错误后，通过实验得出结论：产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。 【小问3详解】 滑片向左移动，螺线管A产生的磁场变弱，穿过螺线管B的磁通量减小，有感应电流产生，灵敏电流计的指针会偏转。滑片向右移动，穿过螺线管B的磁通量增大；将螺线管B迅速从螺线管A中拔出，穿过螺线管B的磁通量减小，根据楞次定律，二者产生的电流方向相反，灵敏电流计指针的偏转方向相反。 12. 某同学利用台秤（台秤与磁铁间没有磁力作用）来测量蹄形磁铁磁极之间的磁感应强度大小，装置如图所示。该同学把台秤放在水平桌面上，再把磁铁、铁架台放在台秤上，在铁架台横梁上系两条绝缘细绳，把一根铜条水平吊在两磁极之间，并让铜条与磁感线垂直。已知蓄电池的电动势为E，蓄电池内阻为r，铜条的电阻为R，铜条在磁场中的长度为L。 （1）连接好电路，闭合开关之前记录下台秤的示数F0，闭合开关后，台秤的示数仍为F0，不能测量出磁感应强度大小。经检查，电路完好，你认为此次实验失败的原因为____。保持磁铁不动，提出纠正办法：____。 （2）正确调试后，保证其他条件不变，闭合开关前，台秤示数为F1，闭合开关后，台秤示数为F2，根据图中电源的“+”“-”以及磁铁“N”“S”的标识，判断F2____（选填“>”或“<”）F1。 （3）匀强磁场的磁感应强度大小B=____（用E、r、R、F1、F2、L表示）。 【答案】（1） ①. 铁架台放在了台秤上 ②. 把铁架台从台秤上拿下来，放在桌面上 （2）< （3） 【解析】 【小问1详解】 把磁铁、铁架台放在台秤上之后，铜条受到的安培力是系统的内力，因此通电之前与通电之后，台秤的示数不会变化。 需要把铁架台从台秤上拿下来，放在桌面上。 【小问2详解】 根据左手定则可知，铜条受到的安培力方向向下 根据牛顿第三定律，蹄形磁铁受到的反作用力向上，故台秤的示数减小，即。 【小问3详解】 对铜条进行受力分析，可得 根据闭合电路 解得匀强磁场的磁感应强度大小 四、计算题：本题共3小题，共42分。解答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. 磁流体发电机的原理示意图如图所示。已知平行金属板A、B的间距d=0.15 m，其间有与极板平行的匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.1 T，等离子体以速度平行于极板从左侧垂直磁场射入。忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力，则： （1）哪个极板是正极板？ （2）该发电机产生的电动势为多少？ 【答案】（1）A板 （2）30 V 【解析】 【小问1详解】 正离子在洛伦兹力的作用下偏向A板，A板是正极板。　 【小问2详解】 设稳定时电动势为E，洛伦兹力与电场力平衡，有 代入数据解得E=30 V。 14. 一台质谱仪的简化结构模型如图所示。大量质子从粒子源的下方飘入加速电场区域（质子的初速度视为零），并沿竖直虚线OO'进入以水平虚线EF为边界的匀强磁场区域，虚线EF下方的磁场区域足够大。竖直分界线CD将整个磁场区域分成左、右两部分，左、右两侧区域的匀强磁场方向分别垂直纸面向里和向外，磁感应强度大小分别为B和4B。已知磁场竖直分界线CD到竖直虚线OO'的距离为L。在OO'右侧的磁场边界EF上放置一块足够长的屏，质子的运动均在纸面内 （1）当加速电场的电压为U时，质子恰好不进入右侧磁场区域，求质子的比荷。 （2）调节加速电场的电压，为使质子能进入右侧磁场区域且不会击中屏，求质子在左侧磁场区域运动的轨迹半径应满足的条件。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 质子经加速电场加速，由动能定理   质子恰好不进入右侧磁场，说明其在左侧磁场的运动轨迹刚好与相切，轨迹半径 洛伦兹力提供圆周运动向心力 联立两式得  【小问2详解】 质子能进入右侧磁场，说明其在左侧磁场的轨迹半径满足 。 设质子速度为，则左侧半径 进入右侧磁场后，磁感应强度为，因此右侧轨迹半径  质子恰好不会击中屏的轨迹如图所示 在左边磁场中两段轨迹圆心分别为、，在右边磁场中轨迹圆心为，为的中点，则轨迹关于对称。 设粒子进入磁场分界线时，半径与夹角为，在中可得 且 联立解得 综上可得，质子在左侧磁场区域运动的轨迹半径 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，两导轨底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，导轨上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。一质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（在定滑轮左侧，细线与导轨平行）经定滑轮与质量M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。在金属棒ab由静止释放至速度刚好达到最大的过程中，定值电阻R产生的焦耳热为1.552J，金属棒ab与导轨接触良好，不计空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2，求： （1）定值电阻R的最大电功率。 （2）金属棒ab在从开始运动至速度刚好达到最大的过程中，沿导轨运动的距离。 （3）在金属棒ab开始运动至速度刚好达到最大的过程中，通过定值电阻R的总电荷量。 【答案】（1）0.32W （2）3m （3）2C 【解析】 【小问1详解】 金属棒ab匀速运动时的速度最大，此时有，， 由平衡条件可得 联立解得， 则定值电阻R的最大电功率为 解得 【小问2详解】 在金属棒ab从开始运动至达到最大速度的过程中，根据能量守恒可得 根据焦耳热分配关系可得 联立解得 【小问3详解】 在金属棒ab开始运动至达到最大速度的过程中，由 解得通过定值电阻R的总电荷量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $