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5月阶段检测物理试题

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. 日常生活中，我们可以利用收音机来收听新闻。若收音机接收到的无线电波的频率为FM100.4MHz，则下列说法正确的是（ ） A. 无线电波的传播速度为340m/s B. 无线电波的波长比可见光的波长短，无线电波比可见光更难发生明显的衍射现象 C. FM100.4MHz中，FM是指调幅波，频率为100.4MHz D. 收音机接收到的无线电波波长约为3m 2. 关于质谱仪、洛伦兹力演示仪、回旋加速器，下列说法正确的是（ ） A. 利用质谱仪可以分离元素的同位素 B. 洛伦兹力演示仪显示的是中子的运动轨迹 C. 回旋加速器中，带电粒子的能量来源于磁场 D. 回旋加速器接入的工作电源应为直流电 3. 一电热器接在的直流电源上，产生的热功率为。把它改接到另一正弦交变电源上，要使电热器产生的热功率为原来的一半，如果忽略阻值随温度的变化及电源内阻的影响，则该交变电流电压的最大（峰）值应等于（　　） A. B. C. D. 4. 某LC振荡电路如图甲所示，通过P点的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，规定沿逆时针方向的电流为正。由此可知（ ） A. 内，电容器上极板带正电 B. 内，电容器正在充电 C. 若去掉线圈中的铁芯，则电流的周期增大 D. 若电容器的电容加倍，则电流的周期将变为 5. 某磁电式电流表的结构如图甲所示，矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边的磁感应强度大小相等。当线圈受到的安培力与螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度就越小 B. 图乙中，线圈靠近极的一侧所受的安培力方向向下 C. 若线圈从图乙位置开始沿顺时针方向转动少许，则穿过线圈的磁通量减小 D. 更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以提高电流表的灵敏度（） 6. 如图所示，足够长的光滑平行导轨间距为L，导轨所在的平面与水平面的夹角为θ，空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电容器。现将放置在导轨上且与导轨垂直的导体棒（与导轨接触良好）由静止释放，则在导体棒运动的过程中，导体棒的加速度a、导体棒的速度v、电容器所带的电荷量q、导体棒两端的电压U随时间t变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，边长为的单匝正方形线框中存在垂直线框平面向下的匀强磁场，线框的电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，图中、已知。在时间内（　　） A. 线框中感应电流的方向为 B. 线框中感应电流的大小为 C. 线框产生的焦耳热为 D. 边所受的安培力保持不变 8. 某摩天大楼的电梯是一种利用直流电机模式获得电磁驱动力的磁动力电梯，工作原理图如图所示。在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面向外和向里交替的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，轿厢固定在匝数为N的金属线框abcd内，cd边的长度为L。两磁场的竖直宽度与bc边的长度相同，且均为d，金属线框的总电阻为R，所受的摩擦阻力忽略不计。已知电梯空载时的总质量为m0，重力加速度为g。则（ ） A. 空载时，电梯从图示位置由静止启动的瞬间，若两磁场向上的速度为v0，则金属线框的加速度为 B. 空载时，若要求电梯以v1的速度向上匀速运动，则两磁场向上的速度v0应满足 C. 若两磁场向上的速度为v0，要由静止启动电梯，则运载乘客的总质量应满足 D. 若金属线框的质量很小，则稳定时金属线框匀速运动的速度可以和磁场的速度相等 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. 霍尔元件的应用很广泛，可以用来测量磁场、位移、电流、转速等物理量。如图所示，霍尔元件上面有一磁体，霍尔元件为长方体，产生的霍尔电压为。下列说法正确的是（　　） A. 霍尔电压的大小与霍尔元件的长、宽、高都有关 B. 若将滑动变阻器的滑片向左滑动，则霍尔电压增大 C. 霍尔元件中的电流一定是由正电荷的定向运动形成的 D. 若仅将霍尔元件上面的磁体向上移动少许，则霍尔电压减小 10. 气象台站常用的风杯式风速计由3个互成120°角、固定在支架上的风杯组系统（如图甲所示）和电磁信号产生系统（如图乙所示）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场区域和固定于风轮转轴上的导体棒OA组成（O点连接风轮转轴），圆形磁场区域半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r。风推动风杯绕转轴沿顺时针方向匀速转动，风杯中心到转轴的距离为2L。导体棒OA每转动一周，A端就与弹性簧片接触一次，假设A端与弹性簧片接触时产生的电流大小恒为I。图乙中电阻为R，其余电阻不计。则（ ） A. O点电势高于A点电势 B. 当导体棒OA与弹性簧片接触时，O、A两端的电势差 C. 风杯转动的角速度 D. 风杯转动的线速度大小v= 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. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）学生电源和可拆变压器分别如图甲、乙所示，请用笔画线代替导线，将学生电源的接线柱与可拆变压器（图中各接线柱旁所标数字乘以100表示对应线圈的匝数）左侧线圈的0、8接线柱相连，组成原线圈电路_______。 （2）某学生做实验时，若先将交流电压表接在副线圈的0、4接线柱上，将原线圈所接的接线柱8换到2，则观察到电压表的示数____。若保持原线圈电路接0、8接线柱不变，将交流电压表从接0、4接线柱换到接0、1接线柱，则观察到电压表的示数____。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 12. 某材料的电阻随压力的变化而发生变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某实验小组准备从实验室中的两个压敏电阻m、n中选择一个与电磁继电器组成电路，为学校食堂设计一个小型可自动注水的储水池。 （1）利用图甲所示的电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材：两个压敏电阻，电源（电动势E=12 V，内阻不计），电流表（量程10 mA，内阻Rg1=200 Ω），电流表（量程50 mA，内阻Rg2约为100 Ω），定值电阻R1=200 Ω，滑动变阻器R2（最大阻值为150 Ω），开关S1、S2及导线若干。 ①为了尽量准确地测量压敏电阻的阻值，导线c端应与____（选填“a”或“b”）点连接。 ②首先测量压力为0时压敏电阻的阻值R0，正确连接电路，使压敏电阻上的压力F=0，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表和的示数I2和I1，可知R0=____（用字母I1、I2、Rg1、R1表示）。 ③某同学测得的两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像分别如图乙、丙所示。 （2）该小组设计的可自动注水储水池的电路如图丁所示，RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离，注水装置所在电路断开并停止注水。 ①分析原理可知，压敏电阻应选择____（选填“m”或“n”）；水位下降时，保护电阻RA的电功率会____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 ②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻RA的阻值____（选填“增大”“减小”或“不变”）。 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. 如图所示，匝数的矩形线圈处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线圈的面积、电阻，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场。线圈从图示位置开始绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，通过滑环与阻值的定值电阻连接，电压表为理想交流电压表。求： （1）线圈产生的交变电流的周期和感应电动势的有效值。 （2）电压表的示数和线圈的发热功率。 14. 某小型发电站高压输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入电压互感器甲和电流互感器乙，甲、乙两互感器（均可视为理想变压器）原、副线圈的匝数比分别为和，理想电压表的示数为，理想电流表的示数为，输电线路的总电阻。求： （1）输电线路上损耗的功率。 （2）用户得到的电功率。 15. 如图所示，一对平行金属板的间距为，紧挨着上板右端垂直放置一足够大的荧光屏。两平行板间区域为Ⅰ，区域为Ⅱ，两区域内均分布有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，两金属板与一直流电源的两极相连，与的夹角。一带负电的粒子以速度v沿两平行金属板间的中线射入后沿直线运动至区域Ⅱ，之后恰好垂直边界射出。不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。 （1）求平行金属板之间的电压及判断平行金属板的上板所带电性。 （2）求粒子的比荷及粒子在区域Ⅱ中的运动时间。 （3）若大量带正电且比荷与（1）中相同的粒子在两金属板左端口从上到下均匀排列，沿平行金属板方向源源不断地以速度射入板间。求某时刻击中荧光屏MN的粒子个数与射入板间的粒子总数的比值。 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. 日常生活中，我们可以利用收音机来收听新闻。若收音机接收到的无线电波的频率为FM100.4MHz，则下列说法正确的是（ ） A. 无线电波的传播速度为340m/s B. 无线电波的波长比可见光的波长短，无线电波比可见光更难发生明显的衍射现象 C. FM100.4MHz中，FM是指调幅波，频率为100.4MHz D. 收音机接收到的无线电波波长约为3m 【答案】D 【解析】 【详解】A．无线电波的传播速度为3×108m/s，故A错误； B．无线电波的波长比可见光的波长长，无线电波比可见光更容易发生明显的衍射现象，故B错误； C．FM100.4MHz中，FM是指调频波，频率为100.4MHz，故C错误； D．收音机接收到的无线电波的波长，故D正确。 故选D。 2. 关于质谱仪、洛伦兹力演示仪、回旋加速器，下列说法正确的是（ ） A. 利用质谱仪可以分离元素的同位素 B. 洛伦兹力演示仪显示的是中子的运动轨迹 C. 回旋加速器中，带电粒子的能量来源于磁场 D. 回旋加速器接入的工作电源应为直流电 【答案】A 【解析】 【详解】A．同位素的质量不同，电荷量相同，在质谱仪中的轨迹半径不同，利用质谱仪可以分离元素的同位素，故A正确； B．洛伦兹力演示仪显示的是电子的运动轨迹，故B错误； C．回旋加速器中，带电粒子的能量来源于加速电场，故C错误； D．回旋加速器接入的工作电源应为交流电，故D错误。 故选A。 3. 一电热器接在的直流电源上，产生的热功率为。把它改接到另一正弦交变电源上，要使电热器产生的热功率为原来的一半，如果忽略阻值随温度的变化及电源内阻的影响，则该交变电流电压的最大（峰）值应等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】以和分别表示直流电的电压和交流电压的有效值，以表示电热器的阻值，根据题意，有，，得，则交流电压的最大值 故选C。 4. 某LC振荡电路如图甲所示，通过P点的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，规定沿逆时针方向的电流为正。由此可知（ ） A. 内，电容器上极板带正电 B. 内，电容器正在充电 C. 若去掉线圈中的铁芯，则电流的周期增大 D. 若电容器的电容加倍，则电流的周期将变为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，内，通过P点的电流沿逆时针方向逐渐减小，则线圈中的磁场能减小，电容器中的电场能增大，电容器正在充电，电容器上极板带正电，故A正确； B．内，电流沿顺时针方向逐渐增大，则线圈中的磁场能增大，电容器中的电场能减小，电容器正在放电，故B错误； C．若去掉线圈中的铁芯，则线圈的自感系数L减小，根据可知，电流的周期减小，故C错误； D．根据可知，若电容器的电容加倍，则电流的周期将变为，故D错误。 故选A。 5. 某磁电式电流表的结构如图甲所示，矩形线圈处在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，线圈左右两边的磁感应强度大小相等。当线圈受到的安培力与螺旋弹簧的弹力达到平衡时，指针达到稳定。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度就越小 B. 图乙中，线圈靠近极的一侧所受的安培力方向向下 C. 若线圈从图乙位置开始沿顺时针方向转动少许，则穿过线圈的磁通量减小 D. 更换劲度系数更小的螺旋弹簧，可以提高电流表的灵敏度（） 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈中的电流越大，线圈受到的安培力越大，电流表指针偏转的角度也越大，故A错误； B．题图乙中，由左手定则，线圈靠近极的一侧所受的安培力方向向上，故B错误； C．若线圈从题图乙位置开始沿顺时针方向转动少许，线圈原所在的平面与该处的磁场方向平行，故转动后穿过线圈的磁通量增加，故C错误； D．更换劲度系数更小的螺旋弹簧，电流的变化量相等时，安培力的变化量相等，但指针转动角度的变化量增大，则电流表的灵敏度更高，故D正确； 故选D。 6. 如图所示，足够长的光滑平行导轨间距为L，导轨所在的平面与水平面的夹角为θ，空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电容器。现将放置在导轨上且与导轨垂直的导体棒（与导轨接触良好）由静止释放，则在导体棒运动的过程中，导体棒的加速度a、导体棒的速度v、电容器所带的电荷量q、导体棒两端的电压U随时间t变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若导体棒与导轨电阻均不计，导体棒沿倾斜导轨下滑，切割磁感线产生感应电动势，电容器充电，设某时刻回路中的电流为I，则有 ，Δq=C·ΔU，ΔU=BLΔv 导体棒下滑，根据牛顿第二定律mgsinθ-BIL=ma 其中 整理得，可知导体棒的加速度恒定，即导体棒沿倾斜导轨向下做匀加速直线运动； 导体棒的速度v=at，为过原点的倾斜直线，故A错误、B正确； C．，与成正比，应为倾斜直线，故C错误； D．，与成正比，应为倾斜直线，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，边长为的单匝正方形线框中存在垂直线框平面向下的匀强磁场，线框的电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，图中、已知。在时间内（　　） A. 线框中感应电流的方向为 B. 线框中感应电流的大小为 C. 线框产生的焦耳热为 D. 边所受的安培力保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由楞次定律可判断出线框产生的感应电流的方向为MNQP，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律可知，线框产生的感应电动势，线框产生的感应电流，故B错误； C．时间内，线框产生的焦耳热，故C正确； D．由于磁场的磁感应强度随时间均匀减小，由安培力公式可知，边所受的安培力均匀减小，故D错误； 故选C。 8. 某摩天大楼的电梯是一种利用直流电机模式获得电磁驱动力的磁动力电梯，工作原理图如图所示。在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面向外和向里交替的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，轿厢固定在匝数为N的金属线框abcd内，cd边的长度为L。两磁场的竖直宽度与bc边的长度相同，且均为d，金属线框的总电阻为R，所受的摩擦阻力忽略不计。已知电梯空载时的总质量为m0，重力加速度为g。则（ ） A. 空载时，电梯从图示位置由静止启动的瞬间，若两磁场向上的速度为v0，则金属线框的加速度为 B. 空载时，若要求电梯以v1的速度向上匀速运动，则两磁场向上的速度v0应满足 C. 若两磁场向上的速度为v0，要由静止启动电梯，则运载乘客的总质量应满足 D. 若金属线框的质量很小，则稳定时金属线框匀速运动的速度可以和磁场的速度相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．两磁场向上的速度为v0，则ab、cd两边均以v0的速度向下切割磁感线，产生的感应电流 根据安培定则，线框所受向上的安培力大小为 由牛顿第二定律得 解得，故A错误； B．空载时，若要求电梯以v1的速度向上匀速运动，此时磁场向上的速度为v0，产生的感应电流 由平衡条件得 解得，故B正确； C．若两磁场向上的速度为v0，要由静止启动电梯，则必须满足安培力F>mg+m0g 解得运载乘客的总质量应满足，故C错误； D．根据楞次定律可知，即便金属线框的质量很小，向上稳定运动时的速度也一定小于磁场向上运动的速度，故D错误。 故选B。 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. 霍尔元件的应用很广泛，可以用来测量磁场、位移、电流、转速等物理量。如图所示，霍尔元件上面有一磁体，霍尔元件为长方体，产生的霍尔电压为。下列说法正确的是（　　） A. 霍尔电压的大小与霍尔元件的长、宽、高都有关 B. 若将滑动变阻器的滑片向左滑动，则霍尔电压增大 C. 霍尔元件中的电流一定是由正电荷的定向运动形成的 D. 若仅将霍尔元件上面的磁体向上移动少许，则霍尔电压减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设霍尔元件的长、宽、高分别为、、，则平衡时满足，，解得，与长和宽无关，故A错误； B．将滑动变阻器的滑片向左滑动时，接入电路的阻值减小，电流变大，则霍尔电压增大，故B正确； C．霍尔元件中的电流不一定是由正电荷的定向运动形成的，也可能是由负电荷的定向运动形成的，载流子种类取决于材料，不一定为正电荷，故C错误； D．若仅将传感器上面的磁体向上移动少许，则减小，霍尔电压减小，D项正确。 故选BD。 10. 气象台站常用的风杯式风速计由3个互成120°角、固定在支架上的风杯组系统（如图甲所示）和电磁信号产生系统（如图乙所示）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场区域和固定于风轮转轴上的导体棒OA组成（O点连接风轮转轴），圆形磁场区域半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r。风推动风杯绕转轴沿顺时针方向匀速转动，风杯中心到转轴的距离为2L。导体棒OA每转动一周，A端就与弹性簧片接触一次，假设A端与弹性簧片接触时产生的电流大小恒为I。图乙中电阻为R，其余电阻不计。则（ ） A. O点电势高于A点电势 B. 当导体棒OA与弹性簧片接触时，O、A两端的电势差 C. 风杯转动的角速度 D. 风杯转动的线速度大小v= 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由右手定则可知，感应电流的方向为O→A，四指指向高电势，导体棒OA相当于电源，故O点电势低于A点电势，故A错误； B．当导体棒OA与弹性簧片接触时，产生的电流大小恒为I，由欧姆定律可得，故B正确； C．导体棒OA旋转并切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律，有 解得，故C正确； D．风杯转动的线速度大小，故D错误。 故选BC。 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. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）学生电源和可拆变压器分别如图甲、乙所示，请用笔画线代替导线，将学生电源的接线柱与可拆变压器（图中各接线柱旁所标数字乘以100表示对应线圈的匝数）左侧线圈的0、8接线柱相连，组成原线圈电路_______。 （2）某学生做实验时，若先将交流电压表接在副线圈的0、4接线柱上，将原线圈所接的接线柱8换到2，则观察到电压表的示数____。若保持原线圈电路接0、8接线柱不变，将交流电压表从接0、4接线柱换到接0、1接线柱，则观察到电压表的示数____。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】（1）见解析图 （2） ①. 增大 ②. 减小 【解析】 【小问1详解】 可拆变压器的0、8接线柱与学生电源的交流输出接线柱连接，如图所示。 【小问2详解】 [1]根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知 将原线圈所接的接线柱8换到2，原线圈匝数n1减小，交流电压表测副线圈电压，则观察到电压表的示数增大。 [2]保持原线圈电路接0、8接线柱不变，将交流电压表从接0、4接线柱换到接0、1接线柱，即原线圈匝数n1不变，副线圈的匝数n2减小，根据则观察到电压表的示数减小。 12. 某材料的电阻随压力的变化而发生变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以制作压敏电阻。某实验小组准备从实验室中的两个压敏电阻m、n中选择一个与电磁继电器组成电路，为学校食堂设计一个小型可自动注水的储水池。 （1）利用图甲所示的电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材：两个压敏电阻，电源（电动势E=12 V，内阻不计），电流表（量程10 mA，内阻Rg1=200 Ω），电流表（量程50 mA，内阻Rg2约为100 Ω），定值电阻R1=200 Ω，滑动变阻器R2（最大阻值为150 Ω），开关S1、S2及导线若干。 ①为了尽量准确地测量压敏电阻的阻值，导线c端应与____（选填“a”或“b”）点连接。 ②首先测量压力为0时压敏电阻的阻值R0，正确连接电路，使压敏电阻上的压力F=0，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，分别记录电流表和的示数I2和I1，可知R0=____（用字母I1、I2、Rg1、R1表示）。 ③某同学测得的两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像分别如图乙、丙所示。 （2）该小组设计的可自动注水储水池的电路如图丁所示，RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时，继电器的衔铁将被吸合，与上方触点分离，注水装置所在电路断开并停止注水。 ①分析原理可知，压敏电阻应选择____（选填“m”或“n”）；水位下降时，保护电阻RA的电功率会____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 ②若想增大可自动注水储水池的蓄水量，可将保护电阻RA的阻值____（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. b ②. （2） ①. n ②. 变小 ③. 增大 【解析】 【小问1详解】 [1] 要使测量无系统误差，故导线c端应与b点连接。 [2] 并联支路电压相等，有 解得 【小问2详解】 [1] 水位上升时，继电器的衔铁将被吸合，说明电磁铁磁性变强，电路中电流变大，压敏电阻R的阻值变小，故选n； [2] 水位下降时，电路中电流变小，保护电阻RA的电功率变小。 [3] 若想增大可自动注水储水池的蓄水量，即压力更大，压敏电阻的阻值更小时停止注水，由于停止注水时的电流I0不变，故应将保护电阻RA的阻值增大。 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. 如图所示，匝数的矩形线圈处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线圈的面积、电阻，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场。线圈从图示位置开始绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，通过滑环与阻值的定值电阻连接，电压表为理想交流电压表。求： （1）线圈产生的交变电流的周期和感应电动势的有效值。 （2）电压表的示数和线圈的发热功率。 【答案】（1）； （2）； 【解析】 【小问1详解】 线圈产生的交变电流的周期 线圈产生的感应电动势的峰值 线圈产生的感应电动势的有效值 【小问2详解】 线圈中的电流的有效值 电压表的示数 线圈的发热功率 14. 某小型发电站高压输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入电压互感器甲和电流互感器乙，甲、乙两互感器（均可视为理想变压器）原、副线圈的匝数比分别为和，理想电压表的示数为，理想电流表的示数为，输电线路的总电阻。求： （1）输电线路上损耗的功率。 （2）用户得到的电功率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 依题意可知，电流表的示数，电流互感器原、副线圈的匝数比 设输电线上的电流为，则 输电线路上损耗的功率 解得 【小问2详解】 依题意可知，电压表的示数，电压互感器的原、副线圈的匝数比 设升压变压器副线圈两端的电压为，则有 解得 升压变压器的输出功率 用户得到的功率 解得 15. 如图所示，一对平行金属板的间距为，紧挨着上板右端垂直放置一足够大的荧光屏。两平行板间区域为Ⅰ，区域为Ⅱ，两区域内均分布有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，两金属板与一直流电源的两极相连，与的夹角。一带负电的粒子以速度v沿两平行金属板间的中线射入后沿直线运动至区域Ⅱ，之后恰好垂直边界射出。不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。 （1）求平行金属板之间的电压及判断平行金属板的上板所带电性。 （2）求粒子的比荷及粒子在区域Ⅱ中的运动时间。 （3）若大量带正电且比荷与（1）中相同的粒子在两金属板左端口从上到下均匀排列，沿平行金属板方向源源不断地以速度射入板间。求某时刻击中荧光屏MN的粒子个数与射入板间的粒子总数的比值。 【答案】（1），上板带正电 （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力的方向竖直向下，要使带负电的粒子沿两板间的中线射入后沿直线运动至区域Ⅱ，则粒子所受电场力的方向竖直向上，上板带正电。粒子竖直方向受力平衡，满足 解得 【小问2详解】 粒子恰好垂直边界射出，设粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的轨迹半径为，如图所示 由几何关系得 洛伦兹力提供圆周运动的向心力，满足 解得粒子的比荷 粒子转过的圆心角 可得粒子在区域Ⅱ中的运动时间 【小问3详解】 粒子带正电，在区域Ⅰ中受到的电场力方向向下，洛伦兹力方向竖直向上，射入速度相同，满足 故粒子依然做直线运动。设从点射入区域Ⅱ的粒子在区域Ⅱ中运动的轨迹恰好与边界相切，如图所示 由题意可知，粒子的运动轨迹半径仍为 在之间射入区域Ⅱ的粒子均可以击中荧光屏，设图乙所示轨迹圆的圆心为，由几何关系可得 因此 击中荧光屏的粒子个数与它们射入板间的总数的比值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $