精品解析：广东省中山市迪茵公学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2025年广东省中山市中山迪茵公学高二下学期物理3月月考 1. 电磁炉（图甲）是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学依据电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图乙所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A. 家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物 B. 家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差 C. 简易电磁炉工作时，利用自感产生的电流来加热水 D. 仅增大简易电磁炉所接交流电源的频率，可以缩短从开始加热到水达到沸腾的时间 2. 如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ ） A. 方向水平向右，大小为 B. 方向水平向左，大小为 C. 方向水平向右，大小为 D. 方向水平向左，大小为 4. 如图所示，半径为r0的圆形线圈共有n匝，总电阻为R，其中心位置处半径为r（）的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度B随时间变化的关系为，则（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 线圈中的磁通量的变化率为 C. 线圈中的感应电动势为 D. 时间内线圈中的焦耳热为 5. 我国探月工程的重要项目之一是探测月球含量。如图所示，（2个质子和1个中子组成）和 （2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。下列说法正确的是（　　） A. 速度选择器内部的磁场垂直纸面向外 B. 平板S下方的磁场垂直纸面向里 C. 经过狭缝P时，两种粒子的速度不同 D. 痕迹M是 抵达照相底片上时留下的 6. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(　　) A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B. 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 7. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，边长为、电阻值为 的正方形线圈 处于磁感应强度为的匀强磁场中，将线圈以速度匀速拉出磁场的过程中，下列结论不正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的大小为 B. 线圈中产生的热量为 C. 外力对线圈做的功为 D. 移动线圈的外力的功率为 9. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A. O点处的磁感应强度为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D. a、c两点处磁感应强度的方向不同 10. 如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，和都立刻变亮 B. 闭合开关S稳定后，只有亮 C. 断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D. 断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 11. 如图所示，环形金属线圈a用轻绳竖直悬挂，在a的右方固定有水平螺线管b，二者水平轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器组成闭合回路．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法正确的是 A. 线圈a中产生感应电流的方向如图所示 B. 穿过线圈a的磁通量变大 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 线圈a将向右摆动 12. 如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为、，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是（ ） A. 电子的运动轨迹为 B. 电子运动一周回到P点所用的时间 C. D. 电子在区域受到的磁场力始终不变 13. “一卡通”是学校等单位常用的辅助支付手段，其内部有一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的“一卡通”线圈的磁通量发生变化，产生电信号。“一卡通”内部多匝线圈俯视图可简化为如图甲所示，当垂直线圈平面向里的磁场B随时间t变化的关系如图乙所示时（ ） A. 内，线圈中感应电流沿逆时针方向 B. 内，线圈中感应电流的大小恒定 C. 和两段时间内，线圈中感应电流的方向相同 D. 和两段时间内，线圈中感应电流的大小相等 14. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下图甲乙丙丁图中。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（选填“增大”、或“减小”），电流表的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，R为光敏电阻（光强变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 15. 如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成角，设电子的质量为m，电荷量为，不计电子之间的相互作用力及电子所受的重力。求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径R； （2）电子在磁场中运动的时间t； （3）圆形磁场区域的半径r。 16. 如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求： (1)5s末的感应电动势大小； (2)5s末通过R电流的大小和方向； (3)5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。 17. 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=8Ω，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T，金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为m=1kg、电阻为r=2Ω，重力加速度为g=10m/s2，现将金属棒由静止释放。沿导轨下滑一定距离时，金属棒速度达到最大值，这个过程中，通过导体棒横截面积的电荷量q=1C，求： （1）金属棒的最大加速度； （2）金属棒cd的最大速度； （3）金属棒从释放到速度达到最大值时，电阻R上产生的焦耳热。 18. 如图所示，在第一象限内存在竖直向下的匀强电场，在x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q的粒子以速度从y轴上的P点水平向右射出，从距离原点O为d的Q点第一次经过x轴进入第四象限，此时速度与x轴的夹角为。一段时间后粒子从O点第二次经过x轴。不计粒子重力。求： （1）电场强度E和磁感应强度B的大小； （2）粒子从P点到O点的时间； （3）粒子第n次经过x轴时距O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年广东省中山市中山迪茵公学高二下学期物理3月月考 1. 电磁炉（图甲）是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学依据电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图乙所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A. 家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物 B. 家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差 C. 简易电磁炉工作时，利用自感产生的电流来加热水 D. 仅增大简易电磁炉所接交流电源的频率，可以缩短从开始加热到水达到沸腾的时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．家用电磁炉工作时，通过锅体的磁通量发生变化，锅体中会产生涡流，利用涡流的热效应来加热食物或者水，故A错误； B．家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷中不能产生涡流，铁中能产生涡流，故B错误； C．简易电磁炉工作时，金属杯中会产生涡流，利用涡流的热效应来加热水，故C错误； D．仅增大简易电磁炉所接交流电源的频率，通过金属杯的磁通量变化率增大，感应电动势增大，感应电流增大，电功率增大，可以缩短从开始加热到水达到沸腾的时间，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由右手螺旋定则可知通电导线产生的磁场方向与水平面平行，由左手定则可知带电小球受到的洛伦兹力方向始终在竖直方向，小球水平方向不受力，所以小球将做匀速直线运动。 故选A。 3. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ ） A. 方向水平向右，大小为 B. 方向水平向左，大小为 C. 方向水平向右，大小为 D. 方向水平向左，大小为 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则可知，金属棒受到的安培力方向斜向左上方，对金属棒受力分析如图所示 根据平衡条件可得 联立解得 方向水平向右。 故选A。 4. 如图所示，半径为r0的圆形线圈共有n匝，总电阻为R，其中心位置处半径为r（）的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度B随时间变化的关系为，则（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 线圈中的磁通量的变化率为 C. 线圈中的感应电动势为 D. 时间内线圈中的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意得，穿过线圈的磁通量为 与匝数无关，故A错误； B．线圈中的磁通量的变化率为 与匝数无关，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律得，线圈中的感应电动势为 D．时间内线圈中的焦耳热为 故D正确。 故选D。 5. 我国探月工程的重要项目之一是探测月球含量。如图所示，（2个质子和1个中子组成）和 （2个质子和2个中子组成）组成的粒子束经电场加速后，进入速度选择器，再经过狭缝P进入平板S下方的匀强磁场，沿半圆弧轨迹抵达照相底片，并留下痕迹M、N。下列说法正确的是（　　） A. 速度选择器内部的磁场垂直纸面向外 B. 平板S下方的磁场垂直纸面向里 C. 经过狭缝P时，两种粒子的速度不同 D. 痕迹M是 抵达照相底片上时留下的 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由题意可知，粒子带正电，要使粒子沿直线穿过速度选择器，则粒子在速度选择器中受到的电场力与洛伦兹力等大反向，由此可以判断速度选择器中磁场的方向垂直于纸面向里，故A错误； B．粒子进入平板下方磁场后向左偏转，根据左手定则可知，该磁场的方向垂直于纸面向外，故B错误； C．在速度选择器中 解得 即经过狭缝P，两种粒子的速度相同，故C错误； D．粒子在平板下方磁场中做圆周运动有 得 即比荷大的，半径小，故 的轨迹半径大，落到M点，故D正确； 故选D。 6. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(　　) A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B. 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 【答案】AB 【解析】 【详解】A．设圆盘做切割磁感线有效长度为l，由电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得 故一定时，电流大小恒定，故A正确； B．由右手定则知圆盘中心为等效为电源正级，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，故B正确； C．圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，故C错误； D．电流在R上的热功率为 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍，故D错误。 故选AB。 【名师点睛】法拉第圆盘是课本上介绍的装置，在历次考试中多次出现；解题时要会进行电源的等效：相当于一条半径旋转切割磁感线，记住求解感应电动势的公式 ，并能搞清整个电路的结构。 7. 将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可得 则闭合电路中产生的感应电动势恒定不变，则感应电流恒定不变。ab边在磁场中所受的安培力 由于匀强磁场Ⅰ中磁感应强度B恒定，则，安培力为平行t轴的直线，方向向左（为负）。同理分析可得在,安培力与时间的关系为内F-t关于时间轴对称一条的直线。 故选B。 【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，故道B如何变化，才能准确的利用楞次定律进行判定。根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的变化，由欧姆定律判断感应电流的变化，进而可确定安培力大小的变化。 8. 如图所示，边长为、电阻值为 的正方形线圈 处于磁感应强度为的匀强磁场中，将线圈以速度匀速拉出磁场的过程中，下列结论不正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的大小为 B. 线圈中产生的热量为 C. 外力对线圈做的功为 D. 移动线圈的外力的功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．导线ab切割磁感线得出感应电动势为 得出感应电流为 故A正确，不符合题意； B．线框中产生的热量为 故B正确，不符合题意； C．依题意，可知外力对线圈所做的功等于线圈克服安培力做的功，即等于线圈中产生的焦耳热，故有 故C正确，不符合题意； D．线圈匀速运动，可得移动线圈的外力的功率等于克服安培力做功的功率，即 故D错误，符合题意。 故选D。 9. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A. O点处的磁感应强度为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D. a、c两点处磁感应强度的方向不同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，一定不为零，A错误； B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，B错误； C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，C正确； D．a、c两点处磁感应强度的方向相同，D错误。 故选C。 10. 如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，和都立刻变亮 B. 闭合开关S稳定后，只有亮 C. 断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D. 断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】A．闭合开关S的瞬间，线圈自感阻碍流过线圈的电流增大，和都立刻变亮，故A正确； B．闭合开关S稳定后，线圈L的直流电阻可忽略不计，被短路，只有亮，故B错误； CD．断开开关S的瞬间，立即熄灭，线圈与L1构成回路，亮起后熄灭，因线圈阻碍电流变化，则新回路的电流为逆时针，即线圈左端相当于电源正极，所以a点的电势比b点的电势低，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，环形金属线圈a用轻绳竖直悬挂，在a的右方固定有水平螺线管b，二者水平轴线重合，螺线管、电源和滑动变阻器组成闭合回路．将滑动变阻器的滑片P向右滑动，下列说法正确的是 A. 线圈a中产生感应电流的方向如图所示 B. 穿过线圈a的磁通量变大 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 线圈a将向右摆动 【答案】AD 【解析】 【详解】将滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电阻变大，电流减小，穿过a的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈a中产生感应电流的方向如图所示，选项A正确，B错误；根据安培定则可知，a中所受的安培力是线圈扩张的趋势，且线圈向右摆动靠近线圈b，选项C错误，D正确；故选AD. 点睛：首先应掌握楞次定律的基本应用，楞次定律的第二描述是能量守恒定律在电磁感应现象中得出的必然结果．一般在解决有关相对运动类问题时用楞次定律的第二描述将会非常简便． 12. 如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为、，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是（ ） A. 电子的运动轨迹为 B. 电子运动一周回到P点所用的时间 C. D. 电子在区域受到的磁场力始终不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，电子在P点所受的洛伦兹力的方向向上，轨迹为，故A正确； BC．电子在磁场中做匀速圆周运动有 解得 ， 由图知，则 电子运动一周回到P点所用的时间为 故B错误、C正确； D．电子在磁场中受洛伦兹力始终与速度垂直，方向时刻改变，故D错误。 故选AC。 13. “一卡通”是学校等单位常用的辅助支付手段，其内部有一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的“一卡通”线圈的磁通量发生变化，产生电信号。“一卡通”内部多匝线圈俯视图可简化为如图甲所示，当垂直线圈平面向里的磁场B随时间t变化的关系如图乙所示时（ ） A. 内，线圈中感应电流沿逆时针方向 B. 内，线圈中感应电流的大小恒定 C. 和两段时间内，线圈中感应电流的方向相同 D. 和两段时间内，线圈中感应电流的大小相等 【答案】AB 【解析】 【详解】AC．内，磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流沿逆时针方向，内，磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流沿顺时针方向，故A正确，C错误； BD．根据法拉第电磁感应定律有 由图乙可知感应电动势恒定，则感应电流恒定，由于和两段时间内，磁感应强度的变化率不同，则感应电动势不同，感应电流大小不相等，故B正确，D错误； 故选AB。 14. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下图甲乙丙丁图中。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（选填“增大”、或“减小”），电流表的指针将______偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，R为光敏电阻（光强变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1）甲 （2） ①. 增大 ②. 向左 ③. 向右 （3） ①. 逆时针 ②. 向左 【解析】 【小问1详解】 在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。 【小问2详解】 [1][2]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [3]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 【小问3详解】 [1]当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的磁通量向右增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针； [2]金属环A电流方向为逆时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据反向电流相互排斥，可知金属环将向左运动。 15. 如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成角，设电子的质量为m，电荷量为，不计电子之间的相互作用力及电子所受的重力。求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径R； （2）电子在磁场中运动的时间t； （3）圆形磁场区域的半径r。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 解得 （2）设电子做匀速圆周运动的周期为T，则 由如图所示几何关系，得圆心角 所以 （3）由几何关系可知 所以 16. 如图所示，在水平面内固定着足够长且光滑的平行金属轨道，轨道间距L=0.40m，轨道左侧连接一定值电阻R=0.80Ω。将一金属直导线ab垂直放置在轨道上形成闭合回路，导线ab的质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω，回路中其余电阻不计。整个电路处在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，B的方向与轨道平面垂直。导线ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由静止开始做匀加速直线运动，求： (1)5s末的感应电动势大小； (2)5s末通过R电流的大小和方向； (3)5s末，作用在ab金属杆上的水平拉力F的大小。 【答案】(1)；(2) 2A； d→c (3)0.6N 【解析】 【详解】(1)由于导体棒ab做匀加速直线运动，设它在第5s末速度为v，所以 根据法拉第电磁感应定律 (2)根据闭合电路欧姆定律 方向 (3)因为金属直导线ab做匀加速直线运动，故 其中 17. 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=8Ω，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T，金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为m=1kg、电阻为r=2Ω，重力加速度为g=10m/s2，现将金属棒由静止释放。沿导轨下滑一定距离时，金属棒速度达到最大值，这个过程中，通过导体棒横截面积的电荷量q=1C，求： （1）金属棒的最大加速度； （2）金属棒cd的最大速度； （3）金属棒从释放到速度达到最大值时，电阻R上产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）2m/s；（3）6.4J 【解析】 【详解】（1）对金属棒分析可知，金属棒先向下做加速度减小的变加速直线运动，之后做匀速直线运动，则金属棒释放瞬间，加速度最大 解得 （2）金属棒匀速运动时的感应电动势为 匀速运动时的感应电流 对金属棒分析有 解得 （3）金属棒从释放到速度达到最大值过程的平均感应电动势 该过程的平均电流 根据电流的定义式有 该过程电路产生的总的焦耳热为 则电阻R上产生的焦耳热 解得 18. 如图所示，在第一象限内存在竖直向下的匀强电场，在x轴下方存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q的粒子以速度从y轴上的P点水平向右射出，从距离原点O为d的Q点第一次经过x轴进入第四象限，此时速度与x轴的夹角为。一段时间后粒子从O点第二次经过x轴。不计粒子重力。求： （1）电场强度E和磁感应强度B的大小； （2）粒子从P点到O点的时间； （3）粒子第n次经过x轴时距O点的距离。 【答案】（1）， （2） （3）若为奇数，若为偶数 【解析】 【小问1详解】 粒子在第一象限的电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动。 水平方向：粒子水平方向的位移为 根据， 竖直方向：粒子加速度 粒子从点进入第四象限时速度与轴夹角为，故 解得 由题意可知粒子进入磁场时的速度 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，即 根据几何关系可知粒子在磁场中运动的轨迹半径 解得 【小问2详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 从到粒子运动时间 故粒子从到的总时间为 【小问3详解】 粒子从点第二次经过轴后做类斜抛运动，根据对称性，粒子将在 的位置第三次经过轴，第四次将在的位置经过轴。以此类推，根据数学归纳法可得： 若为奇数 若为偶数 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $