精品解析:江西萍乡实验学校2025-2026学年高二下学期3月份核心能力限时调研物理试卷
2026-07-06
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 萍乡市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.42 MB |
| 发布时间 | 2026-07-06 |
| 更新时间 | 2026-07-06 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58681861.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
萍实高中正心学院高二物理学科3月份核心能力限时调研
训练时长:75分钟
一、单选题(每题4分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 穿过闭合电路的磁通量不为零时,闭合电路中感应电流可能为零
B. 磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
C. 和都采用了比值定义法,场强E 的方向与电场力F 的方向相同或相反,磁感应强度B 的方向与安培力F 的方向相同或相反
D. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
【答案】A
【解析】
【详解】A.若穿过闭合电路的磁通量恒定不变时,闭合电路中感应电流为零,A正确;
B.磁场是客观存在的,并非一种假想物质,B错误;
C.磁感应强度B 的方向与安培力F 的方向垂直,C错误;
D.安培定则是用来判断通电导线所产生的磁场方向的,左手定则才是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的,D错误。
故选A。
2. 下图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,通电直导线所受安培力水平向左,故A错误;
B.根据左手定则可知,通电直导线所受安培力水平向左,故B错误;
C.根据左手定则可知,通电直导线所受安培力垂直于纸面向里,故C错误;
D.该图中磁感应强度方向、电流方向、安培力方向符合左手定则,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,在空间内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一个点电荷固定在磁场中的O点,另一个带负电的粒子(不计重力)在水平面内恰好做匀速圆周运动。粒子在图示位置时,突然撤去匀强磁场,用实线表示撤去匀强磁场之前粒子的运动轨迹,用虚线表示撤去匀强磁场之后粒子的运动轨迹,则粒子的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】粒子带负电,根据左手定则可知洛伦兹力背离圆心,则点电荷一定带正电,此时洛伦兹力的大小一定小于库仑力,且O点在实线轨迹的圆心处;若突然撤去匀强磁场,运动粒子不再受到洛伦兹力的作用,粒子受到的库仑力大于粒子做圆周运动所需向心力,故粒子做近心运动。
故选B。
4. 如图1所示,竖直固定的螺线管线圈两端通过导线与一电阻相连,构成闭合回路。螺线管处于竖直方向的磁场中,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示。磁场竖直向上为正方向,则通过电阻的电流,下列判断正确的是( )
A. 时刻电流最大 B. 时间内电流方向为a→b
C. 与时间内电流方向相反 D. 与时间内电流方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律可得,
其中为图线的斜率,由图2可知,时刻图线的斜率为零,此时电流最小,为零,故A错误;
B.时间内磁场正方向增大,根据楞次定律“增反减同”可知,感应磁场向下,根据安培定则可知,电流方向为a→b,故B正确;
CD.时间内磁场正方向减小,根据楞次定律“增反减同”可知,感应磁场向上,根据安培定则可知,电流方向为b→a;同理,时间内磁场负方向增加,根据楞次定律“增反减同”可知,感应磁场向上,根据安培定则可知,电流方向为b→a,所以与时间内电流方向相同;与时间内电流方向相反,故CD错误。
故选B。
5. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束,玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场,磁场的方向与两个线圈中心的电子枪连线平行。不加磁场时电子束的径迹是一条直线,加磁场后电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是( )
A. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,圆的半径将增大
B. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,圆的半径将增大
C. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,电子的运动周期将变大
D. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,电子的运动周期将变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.当电子的出射速度v不变、只增大磁感应强度B时,根据轨道半径公式 可知,圆的半径r将减小,故A错误;
B.当磁感应强度B不变、只增大电子的出射速度v时,根据轨道半径公式 可知,圆的半径r将增大,故B正确;
C.当磁感应强度B不变、只增大电子的出射速度v时,根据周期公式 可知,电子的运动周期T与速度v无关,将保持不变,故C错误;
D.当电子的出射速度v不变、只增大磁感应强度B时,根据周期公式 可知,电子的运动周期T将变小,故D错误。
故选B。
6. 如图所示为竖直放置的平行光滑导轨,导轨宽度为1m,两导轨之间接入阻值为2Ω的定值电阻。将质量为0.1kg、接入电路阻值为2Ω的金属棒垂直导轨放置,在金属棒下方有两处方向垂直于导轨所在平面向外的条形匀强磁场,磁感应强度均为1T。条形磁场宽度均为0.5m,金属棒与较近的磁场的上边界间距离、两处磁场区域间的距离均为0.2m。将金属棒由静止释放,金属棒在下方磁场中做匀速直线运动,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒通过上方磁场产生的热量为0.05J
B. 金属棒在下方磁场中的速度为6m/s
C. 金属棒通过上、下磁场时,通过金属棒的电荷量之比为
D. 金属棒通过上方磁场所用时间较短
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题意知,金属棒通过下方磁场时安培力等于重力
设在下方磁场中的速度为,则电动势为
回路电流
解得金属棒在下方磁场中的速度为
从静止开始到进入下方磁场上边界过程,由功能关系可得
解得,故A正确,B错误;
C.由法拉第电磁感应定律可得平均电动势
平均电流
则金属棒通过磁场过程中通过金属棒的电荷量
联立可得,因此通过金属棒的电荷量相同,故C错误;
D.由题意知金属棒通过上方磁场时速度始终小于,所以金属棒通过上方磁场用时较长,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,竖直平面(即纸面)内固定一足够长的粗糙绝缘杆,杆与电场正方向夹角为60°。一质量为、电荷量为的小球套在绝缘杆上,在时刻以初速度沿杆向下运动。空间同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场,电场强度大小为。下列关于小球的运动过程描述正确的是( )
A. 只要磁感应强度大小取合适值,就能使小球沿杆向下做匀加速直线运动
B. 只要碰感应强度大小取合适值,就能使小球沿杆向下做匀减速直线运动
C. 若磁感应强度大小为,小球将沿杆向下做匀速直线运动
D. 若磁感应强度大小为,小球将沿杆向下做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】CD.小球的运动过程对小球受力分析,一定受到水平向左的电场力、重力、垂直于杆向上的洛伦兹力,可能受到杆的支持力和摩擦力,沿着初速度方向和垂直于运动方向由牛顿第二定律和受力平衡有
代入数据分析可得当磁感应强度大小为时,恰好为0,此时摩擦力为0,加速度,C错误,D正确;
AB.若,则支持力大小为
方向垂直于杆向下,小球做减速运动,减小,减小,减小,减小,当时,小球做匀速直线运动;若,则支持力大小为
方向垂直于杆向上,小球做减速运动,增大,增大,增大,减小,直到停止运动,小球沿杆向下不能做匀加速直线运动或匀减速直线运动,AB错误。
故选D。
二、多选题(每题6分,选错0分,漏选3分)
8. 下列描述的物理量为矢量的是( )
A. 某点的电场强度为
B. 某过程中电场力做的功为
C. 某点的磁感应强度为
D. 穿过某横截面的磁通量为-1Wb
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电场强度有大小也有方向,是矢量,符号表示场强方向,A正确;
B.电场力做的功为标量,只有大小无方向,负号表示克服电场力做功,B错误;
C.磁感应强度有大小和方向,是矢量,符号表示磁感应强度的方向,C正确;
D.磁通量有大小无方向,是标量,D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,粗糙水平面上固定一长直导线,其左侧水平面上放置一个长方形的金属线框(俯视图),现导线中通以如图乙所示的电流,线框始终保持静止状态,规定导线中电流方向向下为正,在时间内,则( )
A. 线框中感应电流先逆时针后顺时针
B. 线框中感应电流一直沿顺时针方向
C. 线框受到的摩擦力先向右,后向左
D. 线框先有扩张趋势后有收缩趋势
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.在0~t0时间内,电流方向向下减小,根据安培定则,线框所在处的磁场方向垂直纸面向里减小,根据楞次定律,线框中感应电流的方向为顺时针;同理在t0~2t0时间内,电流方向向上增加,根据安培定则,线框所在处的磁场方向垂直纸面向外增加,感应电流的方向还是顺时针方向,故A错误,B正确;
C.线框上下两边受到的安培力等大反向,ab边受到的安培力小于cd边受到的安培力,所以线框受到的安培力大小可以根据cd边受到的安培力情况进行分析。根据左手定则,线框受到的安培力先向右,后向左,线框始终静止,故摩擦力方向先向左后向右,故C错误;
D.线框的磁通量先减小后增大,根据楞次定律,线框先有扩张趋势后有收缩趋势,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内,其间距,磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻,在导轨上有一金属棒,其电阻,金属棒与导轨垂直且接触良好,在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动,设金属导轨足够长。则( )
A. 金属棒产生的感应电动势为
B. 通过电阻的电流大小为0.004A
C. 金属棒、两点间的电势差为
D. 拉力做功的功率为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.金属棒ab产生的感应电动势E=BLv =1.0×0.4×1.0V=0.4V,故A错误;
B.通过电阻R的电流= A=0.04A,故B错误;
C.金属棒a、b两点间的电势差Uab=IR==0.04×9.6V=0.384V,故C正确;
D.拉力功率等于电路热功率P=IE= =W=0.016W,故D正确。
故选CD。
三、实验题(共14分,每空2分)
11. 某校一物理兴趣小组为了探究通电导线受力与什么因素有关,设计了如图所示的实验。
(1)甲同学为了探究安培力大小的影响因素,分别接通“1、4”和“1、2”,发现导线偏转的角度不同,说明导线受到的力的大小与________有关。(选填“电流I”或“导线在磁场中长度”)
(2)乙同学为了探究安培力方向的影响因素,只上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向______(选填“改变”或“不改变”)。
(3)若交换磁极的位置同时改变导线中电流的方向,导线受力的方向________(选填“改变”或“不改变”)。
【答案】(1)导线在磁场中长度
(2)改变 (3)不改变
【解析】
【小问1详解】
分别接通“1、4”和“1、2”,则磁场中的通电导线的长度不同,实验中观察到导线偏转的角度不同,说明导线受到的力的大小与导线在磁场中的长度有关;
【小问2详解】
只上下交换磁极的位置,磁场方向与原来的方向相反,将观察到导线的运动方向与原来的运动方向相反,说明导线受力的方向改变;
【小问3详解】
交换磁极的位置同时改变导线中电流的方向,将观察到导线的运动方向与原来的相同,说明导线受力的方向不改变。
12. 如图是“探究感应电流方向”的实验装置。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放置在__________(选填“a”或“b”)位置。
(2)电路连接如图,下列操作不能产生感应电流的是__________。
A. 开关断开瞬间 B. 开关闭合后,滑动变阻器滑片保持不动
C. 开关闭合后,抽出铁芯 D. 开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片
(3)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时,电流计指针将__________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);如果闭合开关后,滑动变阻器滑片向b端移动,A、B线圈中电流绕行方向__________(选填“相同”“相反”“不能确定”)。
【答案】(1)a (2)B
(3) ①. 向右偏 ②. 相反
【解析】
【小问1详解】
开关闭合前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应放置在a位置。
【小问2详解】
根据产生感应电流的条件可知,当电路电流发生变化,则线圈中磁通量发生变化,从而产生感应电流,所以开关闭合后,滑动变阻器滑片不动时不能产生感应电流。开关闭合瞬间、开关断开瞬间和开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片和开关闭合后,抽出铁芯都能产生电流。
故选B。
【小问3详解】
[1]在闭合开关时,线圈磁通量变大,灵敏电流计的指针向左偏,合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时,磁通量减小,则灵敏电流计的指针向右偏。
[2]滑动变阻器滑片向b端移动,电流增大,线圈磁通量变大,A、B线圈中电流绕行方向相反。
四、解答题(共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 长L=20cm的直导线,通以的电流,匀强磁场的磁感应强度都为,图1中磁场方向水平向右,图2中磁场方向垂直纸面向里,求:
(1)图1中导线所受的安培力大小和方向;
(2)图2中导线所受的安培力大小和方向。
【答案】(1),方向垂直纸面向外
(2)F=0.2N,方向垂直导线向下
【解析】
【小问1详解】
图1中与不垂直,安培力大小为
代入数据得
根据左手定则可知,安培力方向垂直纸面向外。
【小问2详解】
图2中与方向垂直,故安培力大小为
代入数据得F = 0.2N
根据左手定则可知,安培力方向垂直导线向下。
14. 如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ,充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0,区域Ⅱ的磁感应强度大小可调, C点坐标为(4L,3L),M点为OC的中点.质量为m带电量为-q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场Ⅱ中,速度大小为 ,不计粒子所受重力,粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场.
(1)若粒子无法进入区域Ⅰ中,求区域Ⅱ磁感应强度大小范围;
(2)若粒子恰好不能从AC边射出,求区域Ⅱ磁感应强度大小;
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】试题分析:平面几何做图,可知粒子在磁场中的轨迹与OD边相切,可求其半径,由粒子在磁场中的运动规律可求,磁感应强度大小范围;若粒子恰好不能从AC边射出,则粒子在磁场中与AC边相切,由几何关系,求粒子在磁场Ⅱ中的半径,由粒子在磁场中的运动规律可求解区域Ⅱ磁感应强度大小.
(1)如图所示,当运动轨迹与x轴相切时,粒子恰好无法进入区域Ⅰ中.由几何关系可知粒子圆周运动半径为,
由 得
若粒子无法进入区域Ⅰ中,求区域Ⅱ磁感应强度
(2)若粒子恰好不能从AC边射出,粒子轨迹与AC边相切于E点,由几何关系可知
粒子在磁场Ⅰ中,
可得粒子在磁场Ⅰ中半径为
设在磁场Ⅱ中的半径为R,由几何关系可知,
由于 可知
解得
在磁场Ⅱ中由,
可知
【点睛】解决粒子在磁场中运动的问题时,几何做图是关键,从图中找到半径与磁场边界的几何关系,确定半径大小很重要.
15. 磁悬浮列车是高速低耗交通工具,实验室模拟磁悬浮列车设计了如图所示的装置,正方形金属线框的边长为L=1m,匝数为N=10匝,质量m=2kg,总电阻R=4Ω。水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B=1T、方向交互相反、边长均为L=1m的正方形组合匀强磁场,线框运动过程中所受阻力大小恒为10N,开始时线框静止,如图所示,当磁场以速度v=1m/s匀速向右移动时:
(1)试判断开始时线框中感应电流的大小和方向;
(2)试求线框能达到的最大速度;
(3)线框达到最大速度后,磁场保持静止,发现线框经过0.1s后停止运动,求此过程中线框滑行的距离大小。
【答案】(1)5A,方向为顺时针
(2)0.9m/s (3)0.008m
【解析】
【小问1详解】
根据右手定则,感应电流的方向为顺时针,开始时,根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得I=5A
【小问2详解】
当时,速度最大,此时
由
安培力
代入数据解得
【小问3详解】
磁场保持静止后,对线框由动量定理
安培力的平均值为
其中
根据法拉第电磁感应定律
再由位移公式
联立解得
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萍实高中正心学院高二物理学科3月份核心能力限时调研
训练时长:75分钟
一、单选题(每题4分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 穿过闭合电路的磁通量不为零时,闭合电路中感应电流可能为零
B. 磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
C. 和都采用了比值定义法,场强E 的方向与电场力F 的方向相同或相反,磁感应强度B 的方向与安培力F 的方向相同或相反
D. 安培定则是用来判断通电导线在磁场中所受安培力方向的
2. 下图中标出了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的方向,其中正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,在空间内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一个点电荷固定在磁场中的O点,另一个带负电的粒子(不计重力)在水平面内恰好做匀速圆周运动。粒子在图示位置时,突然撤去匀强磁场,用实线表示撤去匀强磁场之前粒子的运动轨迹,用虚线表示撤去匀强磁场之后粒子的运动轨迹,则粒子的运动轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图1所示,竖直固定的螺线管线圈两端通过导线与一电阻相连,构成闭合回路。螺线管处于竖直方向的磁场中,磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示。磁场竖直向上为正方向,则通过电阻的电流,下列判断正确的是( )
A. 时刻电流最大 B. 时间内电流方向为a→b
C. 与时间内电流方向相反 D. 与时间内电流方向相同
5. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪可以发射电子束,玻璃泡内充有稀薄的气体,在电子束通过时能够显示电子的径迹。励磁线圈能够在两个线圈之间产生匀强磁场,磁场的方向与两个线圈中心的电子枪连线平行。不加磁场时电子束的径迹是一条直线,加磁场后电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是( )
A. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,圆的半径将增大
B. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,圆的半径将增大
C. 当磁感应强度不变、只增大电子的出射速度时,电子的运动周期将变大
D. 当电子的出射速度不变、只增大磁感应强度时,电子的运动周期将变大
6. 如图所示为竖直放置的平行光滑导轨,导轨宽度为1m,两导轨之间接入阻值为2Ω的定值电阻。将质量为0.1kg、接入电路阻值为2Ω的金属棒垂直导轨放置,在金属棒下方有两处方向垂直于导轨所在平面向外的条形匀强磁场,磁感应强度均为1T。条形磁场宽度均为0.5m,金属棒与较近的磁场的上边界间距离、两处磁场区域间的距离均为0.2m。将金属棒由静止释放,金属棒在下方磁场中做匀速直线运动,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒通过上方磁场产生的热量为0.05J
B. 金属棒在下方磁场中的速度为6m/s
C. 金属棒通过上、下磁场时,通过金属棒的电荷量之比为
D. 金属棒通过上方磁场所用时间较短
7. 如图所示,竖直平面(即纸面)内固定一足够长的粗糙绝缘杆,杆与电场正方向夹角为60°。一质量为、电荷量为的小球套在绝缘杆上,在时刻以初速度沿杆向下运动。空间同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场,电场强度大小为。下列关于小球的运动过程描述正确的是( )
A. 只要磁感应强度大小取合适值,就能使小球沿杆向下做匀加速直线运动
B. 只要碰感应强度大小取合适值,就能使小球沿杆向下做匀减速直线运动
C. 若磁感应强度大小为,小球将沿杆向下做匀速直线运动
D. 若磁感应强度大小为,小球将沿杆向下做匀速直线运动
二、多选题(每题6分,选错0分,漏选3分)
8. 下列描述的物理量为矢量的是( )
A. 某点的电场强度为
B. 某过程中电场力做的功为
C. 某点的磁感应强度为
D. 穿过某横截面的磁通量为-1Wb
9. 如图甲所示,粗糙水平面上固定一长直导线,其左侧水平面上放置一个长方形的金属线框(俯视图),现导线中通以如图乙所示的电流,线框始终保持静止状态,规定导线中电流方向向下为正,在时间内,则( )
A. 线框中感应电流先逆时针后顺时针
B. 线框中感应电流一直沿顺时针方向
C. 线框受到的摩擦力先向右,后向左
D. 线框先有扩张趋势后有收缩趋势
10. 如图所示,两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内,其间距,磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻,在导轨上有一金属棒,其电阻,金属棒与导轨垂直且接触良好,在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动,设金属导轨足够长。则( )
A. 金属棒产生的感应电动势为
B. 通过电阻的电流大小为0.004A
C. 金属棒、两点间的电势差为
D. 拉力做功的功率为
三、实验题(共14分,每空2分)
11. 某校一物理兴趣小组为了探究通电导线受力与什么因素有关,设计了如图所示的实验。
(1)甲同学为了探究安培力大小的影响因素,分别接通“1、4”和“1、2”,发现导线偏转的角度不同,说明导线受到的力的大小与________有关。(选填“电流I”或“导线在磁场中长度”)
(2)乙同学为了探究安培力方向的影响因素,只上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向______(选填“改变”或“不改变”)。
(3)若交换磁极的位置同时改变导线中电流的方向,导线受力的方向________(选填“改变”或“不改变”)。
12. 如图是“探究感应电流方向”的实验装置。
(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应放置在__________(选填“a”或“b”)位置。
(2)电路连接如图,下列操作不能产生感应电流的是__________。
A. 开关断开瞬间 B. 开关闭合后,滑动变阻器滑片保持不动
C. 开关闭合后,抽出铁芯 D. 开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片
(3)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,那么合上开关后把线圈A迅速从线圈B中拔出时,电流计指针将__________(选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”);如果闭合开关后,滑动变阻器滑片向b端移动,A、B线圈中电流绕行方向__________(选填“相同”“相反”“不能确定”)。
四、解答题(共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 长L=20cm的直导线,通以的电流,匀强磁场的磁感应强度都为,图1中磁场方向水平向右,图2中磁场方向垂直纸面向里,求:
(1)图1中导线所受的安培力大小和方向;
(2)图2中导线所受的安培力大小和方向。
14. 如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ,充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场,区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0,区域Ⅱ的磁感应强度大小可调, C点坐标为(4L,3L),M点为OC的中点.质量为m带电量为-q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场Ⅱ中,速度大小为 ,不计粒子所受重力,粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场.
(1)若粒子无法进入区域Ⅰ中,求区域Ⅱ磁感应强度大小范围;
(2)若粒子恰好不能从AC边射出,求区域Ⅱ磁感应强度大小;
15. 磁悬浮列车是高速低耗交通工具,实验室模拟磁悬浮列车设计了如图所示的装置,正方形金属线框的边长为L=1m,匝数为N=10匝,质量m=2kg,总电阻R=4Ω。水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B=1T、方向交互相反、边长均为L=1m的正方形组合匀强磁场,线框运动过程中所受阻力大小恒为10N,开始时线框静止,如图所示,当磁场以速度v=1m/s匀速向右移动时:
(1)试判断开始时线框中感应电流的大小和方向;
(2)试求线框能达到的最大速度;
(3)线框达到最大速度后,磁场保持静止,发现线框经过0.1s后停止运动,求此过程中线框滑行的距离大小。
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