精品解析：四川省乐山市沫若中学2025-2026学年高二下学期4月月考物理试题

2024级高二下期4月月考物理试题 一、单选题（本题有7个小题，每个小题4分，共28分） 1. 下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是 A. B. C. D. 2. 如右图所示，一负电荷水平向右射入蹄形磁铁的两磁极间。此时，该电荷所受洛伦兹力的方向是（　　） A. 向左 B. 向右 C. 垂直纸面向里 D. 垂直纸面向外 3. 如图，匝数为N、电阻为R的线圈ABCD在匀强磁场B中以角速度ω匀速旋转，对其产生的感应电动势，下列说法中正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量的变化率越小，所产生的感应电动势就越大 B. 穿过线圈的磁通量Φ最小时，所产生的感应电动势最小 C. 穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势为0 D. 从图示位置开始计时，感应电动势的表达式为 4. 如图，在倾角为α的光滑斜面上，垂直于纸面水平放置一根长为L、质量为m的直导体棒，空间存在竖直向上的匀强磁场，当导体棒中通入大小为I的电流时，导体棒静止于斜面上，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 安培力方向沿斜面向上 B. 磁感应强度B的大小为 C. 斜面对导体棒的支持力大小为 D. 电流方向垂直于纸面向外 5. 如图所示，在xOy平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为的粒子从（，0）点以初速度射入第二象限，初速度的方向与x轴正方向成角，经过一段时间后，粒子垂直于y轴进入第一象限，不计粒子重力，则粒子的初速度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，接线柱a、b所接正弦交流电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。电压表、电流表均为理想交流电表，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数为10 V B. 此交变电源的频率为100 Hz C. 出现火警时，电流表示数增大 D. 出现火警时，电压表示数增大 7. 回旋加速器是由两个D型金属盒组成，中间网状狭缝之间加交变电压（电场），使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动周期是电场变化周期的倍 B. 粒子每次回到狭缝时，电场的方向都要改变 C. 粒子射出D型盒时获得的最大速度与狭缝间电压有关，与D型盒的半径、磁感应强度大小都无关 D. 用回旋加速器能够加速质子的情况下，若不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速电子 二、多选题（本题有3个小题，每个小题6分，共18分，选不完整但正确得3分） 8. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率均等于，与粒子的荷质比无关 D. 带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大 9. 如图所示，是某街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压U不会有较大的波动．变压器的输出电压U2通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，下列说法中正确的是（　　） A. 理想电流表A1与A2的示数比值不变，理想电压表V1和V2的示数比值不变 B. 理想电流表A1与A2的示数比值变大，理想电压表V1和V3的示数比值不变 C. 理想电流表A1与A2的示数比值不变，理想电压表V2和V3的示数比值变大 D. 理想电流表A1与A2的示数比值变小，理想电压表V2和V3的示数比值变小 10. 如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的粗糙金属导轨，间距。导轨右端连接一阻值为的小灯泡，在矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，长为，长为（未知）。在时，电阻为的金属棒在水平恒力作用下，由静止开始沿导轨向右运动。时，金属棒刚好运动到，金属棒从运动到过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。则（　　） A. 运动到前金属杆的感应电流方向始终为到 B. 金属杆在时的加速度大小为 C. 金属杆的质量为 D. 从到，灯泡产生的焦耳热为 三、实验题（共16分） 11. 如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。 （1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好_____； （2）在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将___________，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将___________。（均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”） 12. 物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。乙图中线圈上标的数字为该接线柱到“0”接线柱间的线圈匝数。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）如图，当左侧线圈“0”“2”间接入交流电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是（　　） A. B. C. （3）第（2）问测得结果电压比不等于匝数比的原因可能是________。 （4）如图所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为________V。 四、解答题（共38分） 13. 如图所示，长为60cm，质量为60g的均匀金属杆MN，用两根劲度系数k均为30N/m的轻弹簧将两端悬挂在天花板上，MN处于磁感应强度为0.2T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，并呈水平状态，g取10m/s2求： （1）要使弹簧恢复原长，应通入什么方向的电流？电流强度多大？ （2）若使电流方向改变而大小不变，稳定后弹簧的伸长量为多少？ 14. 如图，光滑平行的足够长金属导轨MN和PQ，间距L，与水平面间的夹角，M、P间接有阻值R的电阻；导轨所在空间有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小B的匀强磁场；电阻为r、质量m的金属杆垂直导轨放置且与导轨接触良好，平行于导轨向上的大小为F的恒力作用于杆的中点，使杆沿导轨平面从静止开始向上运动。导轨电阻不计，重力加速度为g。 （1）求杆中电流的方向和最终运动速度大小； （2）若杆从静止开始运动到最大速度为v，经过的时间为t，求这个过程中：①通过R的电量q；②杆的位移x；③R产生的焦耳热（位移用x表示）。 15. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力，求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）微粒在复合场中的运动时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二下期4月月考物理试题 一、单选题（本题有7个小题，每个小题4分，共28分） 1. 下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】左手定则：伸开左手，让拇指和其余四指垂直，并且都在一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 【详解】A、根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确； B、ab棒放置和磁场方向平行，不受安培力，B错误； C、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误； D、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误； 故选A． 【点睛】本题重点考查学生利用左手定则判断安培力方向的能力． 2. 如右图所示，一负电荷水平向右射入蹄形磁铁的两磁极间。此时，该电荷所受洛伦兹力的方向是（　　） A. 向左 B. 向右 C. 垂直纸面向里 D. 垂直纸面向外 【答案】C 【解析】 【详解】磁场方向竖直向上，由左手定则可知该电荷所受洛伦兹力的方向垂直纸面向里。 故选C。 3. 如图，匝数为N、电阻为R的线圈ABCD在匀强磁场B中以角速度ω匀速旋转，对其产生的感应电动势，下列说法中正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量的变化率越小，所产生的感应电动势就越大 B. 穿过线圈的磁通量Φ最小时，所产生的感应电动势最小 C. 穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势为0 D. 从图示位置开始计时，感应电动势的表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E的大小与磁通量的变化率成正比，故A错误； BC．根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量Φ最小时，磁通量变化率最大，其感应电动势最大，故BC错误； D．从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量为0，线圈处于中性面的垂直面，此时感应电动势最大，故感应电动势的表达式为，故D正确。 故选D。 4. 如图，在倾角为α的光滑斜面上，垂直于纸面水平放置一根长为L、质量为m的直导体棒，空间存在竖直向上的匀强磁场，当导体棒中通入大小为I的电流时，导体棒静止于斜面上，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 安培力方向沿斜面向上 B. 磁感应强度B的大小为 C. 斜面对导体棒的支持力大小为 D. 电流方向垂直于纸面向外 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AD．导体棒受重力、支持力和安培力作用而处于平衡状态，由左手定则可知，安培力方向水平向右，电流方向垂直于纸面向里，故A、D错误； BC．由受力分析可知 磁感应强度 支持力 故B错误，C正确。 故选C。 5. 如图所示，在xOy平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为的粒子从（，0）点以初速度射入第二象限，初速度的方向与x轴正方向成角，经过一段时间后，粒子垂直于y轴进入第一象限，不计粒子重力，则粒子的初速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】先画出粒子的运动轨迹，由几何关系求出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力即可分析。 本题主要考查带电粒子在直边界磁场中的运动，解决本题的关键在于画出粒子轨迹，根据洛伦兹力提供向心力求解。 根据题意，作出粒子的运动轨迹如图所示： 由几何关系可知 根据洛伦兹力提供向心力可得 由上式可解得 故选B。 6. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，接线柱a、b所接正弦交流电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。电压表、电流表均为理想交流电表，下列说法中正确的是（　　） A. 电压表示数为10 V B. 此交变电源的频率为100 Hz C. 出现火警时，电流表示数增大 D. 出现火警时，电压表示数增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙得原线圈输入电压最大值，有效值 根据理想变压器电压比，得副线圈总电压 副线圈中与串联，电压表测两端电压，因此电压表示数一定小于，故A错误； B．由图乙得交变电流周期，频率，故B错误； C．出现火警时温度升高，阻值增大。原线圈电压、匝数比均不变，因此副线圈总电压不变； 副线圈总电阻​增大，因此副线圈电流减小。 根据理想变压器功率关系，原线圈电流也减小，电流表测原线圈电流，因此电流表示数减小，故C错误； D．电压表读数，不变，减小，因此减小，增大，即电压表示数增大，故D正确。 故选 D。 7. 回旋加速器是由两个D型金属盒组成，中间网状狭缝之间加交变电压（电场），使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动周期是电场变化周期的倍 B. 粒子每次回到狭缝时，电场的方向都要改变 C. 粒子射出D型盒时获得的最大速度与狭缝间电压有关，与D型盒的半径、磁感应强度大小都无关 D. 用回旋加速器能够加速质子的情况下，若不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速电子 【答案】B 【解析】 【详解】AB．为使粒子每次经电场都能加速，粒子在磁场中运动周期与电场变化周期相同，粒子每次回到狭缝时，电场的方向都要改变，故A错误，B正确； C．粒子射出D型盒获得的最大速度时，做圆周运动的半径等于D形盒的半径，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 最大速度与D型盒的半径、磁感应强度大小都有关，与电场强度大小无关，故C错误；      D．粒子在磁场中运动周期为 因质子和电子的比荷不同，则有它们的运动周期不同，所以用回旋加速器加速质子后，若不改变磁感应强度和电场变化的周期，该回旋加速器不能用于加速电子，故D错误。 故选B。 二、多选题（本题有3个小题，每个小题6分，共18分，选不完整但正确得3分） 8. 如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率均等于，与粒子的荷质比无关 D. 带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．通过粒子打在胶片上的位置可以测出圆周的半径，进而可以算出粒子的比荷或质量，而同位素的比荷不同，所以质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确； B．由图可知被测试的粒子带正电，其在速度选择器中所受电场力方向向右，所以其所受洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B错误； C．能通过狭缝P的带电粒子必须满足所受洛伦兹力与电场力大小相等，即 解得 即速率v与比荷无关，故C正确； D．设粒子在B0中运动的半径为r，根据牛顿第二定律有 解得 粒子打在胶片上的位置到P的距离为 粒子能够通过速度选择器，即速度相同，而带电量相同的粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即d越小，则粒子的质量m越小，故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，是某街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压U不会有较大的波动．变压器的输出电压U2通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，下列说法中正确的是（　　） A. 理想电流表A1与A2的示数比值不变，理想电压表V1和V2的示数比值不变 B. 理想电流表A1与A2的示数比值变大，理想电压表V1和V3的示数比值不变 C. 理想电流表A1与A2的示数比值不变，理想电压表V2和V3的示数比值变大 D. 理想电流表A1与A2的示数比值变小，理想电压表V2和V3的示数比值变小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB.理想变压器输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入电压不变，所以输出的电压也不会变，理想电压表V1和V2的示数比值不变；当当用电器增加时，电路的电阻减小，电流增大，但理想电流表A1与A2的示数比值不变;故A正确，B错误. CD.当用电器增加时，相当于R减小，理想变压器输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入电压不变，所以输出的电压也不会变，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流增大，输电线上消耗的电压增大，所以电压表V3的读数：U3＝U2-IR0将减小，理想电压表V2示数不变，理想电压表V3变小，所以理想电压表V2和V3的示数比值变大;故C正确，D错误. 10. 如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的粗糙金属导轨，间距。导轨右端连接一阻值为的小灯泡，在矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，长为，长为（未知）。在时，电阻为的金属棒在水平恒力作用下，由静止开始沿导轨向右运动。时，金属棒刚好运动到，金属棒从运动到过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。则（　　） A. 运动到前金属杆的感应电流方向始终为到 B. 金属杆在时的加速度大小为 C. 金属杆的质量为 D. 从到，灯泡产生的焦耳热为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像可得，区域的磁场方向垂直纸面向外，若金属棒在时刻到达处，则在时间内，磁感应强度随时间均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 由楞次定律可知，感应电流的方向由到，大小为 由于小灯泡的亮度始终没有发生变化，可知回路的感应电流大小不变，则由匀变速运动的规律可知，金属棒在内做匀加速直线运动，到达处的速度大小满足 代入数据解得 之后金属棒由于切割磁感线产生的感应电动势大小为 由右手定则可知，感应电流的方向由到，大小为 可得动生切割阶段和感生阶段，回路的电流大小相等，故假设成立，且电流方向始终为到，故A正确； B．由上述分析可知，金属杆在内做匀加速直线运动，加速度的大小为 故金属杆在时的加速度大小为，故B错误； C．金属杆进入矩形区域，小灯泡的亮度不发生变化，可知金属杆在该区域受力平衡，做匀速运动；由左手定则可知金属杆受到的安培力方向向左，大小为 故有 代入数据解得 故在金属杆到达之前，由牛顿第二定律可知，金属杆的加速度满足 代入数据整理得，金属杆的质量，故C错误； D．从到，导体棒经历了匀加速和匀速两个阶段，共用时，小灯泡的亮度始终没有发生变化，故灯泡产生的焦耳热为，故D错误。 故选A。 三、实验题（共16分） 11. 如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接。 （1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好_____； （2）在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将___________，线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将___________。（均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”） 【答案】（1） （2） ①. 向右偏 ②. 向左偏 【解析】 【小问1详解】 本实验分为两个独立回路：线圈A回路接电源、开关、滑动变阻器来产生变化的磁场；线圈B回路接灵敏电流计检测感应电流。电路连接如答案图所示。 【小问2详解】 [1]已知闭合开关时，穿过线圈B的磁通量从无到有增加，灵敏电流计右偏，可得规律：穿过B的磁通量增加，指针右偏；磁通量减少，指针左偏。将A迅速插入B时，穿过B的磁通量增加，因此指针向右偏。 [2]将滑动变阻器触头迅速向右拉时，接入原回路的电阻变大，线圈A的电流减小，穿过B的磁通量减少，因此感应电流方向相反，指针向左偏。 12. 物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。乙图中线圈上标的数字为该接线柱到“0”接线柱间的线圈匝数。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）如图，当左侧线圈“0”“2”间接入交流电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是（　　） A. B. C. （3）第（2）问测得结果电压比不等于匝数比的原因可能是________。 （4）如图所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为________V。 【答案】（1）D （2）B （3）存在漏磁、线圈发热损耗、铁芯涡流损耗等 （4） 【解析】 【小问1详解】 为了减小交变电流产生的涡流损耗，变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片叠成的，整块铁芯会增大涡流损耗，铜、不锈钢也不符合铁芯材料要求。 故选D。 【小问2详解】 由题意知，原线圈匝数，副线圈匝数，根据理想变压器电压与匝数的关系​​ 可得理想输出电压。 实际变压器存在漏磁和能量损耗，输出电压会略小于理想值，但一定大于原线圈的6V，因此只有符合要求。 故选B。 【小问3详解】 理想变压器电压比等于匝数比，实际变压器不是理想变压器，存在漏磁、线圈发热损耗、铁芯涡流损耗等，因此电压比不等于匝数比。 【小问4详解】 由图可知周期，设有效值为，电阻为，根据有效值的定义  代入，峰值，，恒定电压， 解得。 四、解答题（共38分） 13. 如图所示，长为60cm，质量为60g的均匀金属杆MN，用两根劲度系数k均为30N/m的轻弹簧将两端悬挂在天花板上，MN处于磁感应强度为0.2T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，并呈水平状态，g取10m/s2求： （1）要使弹簧恢复原长，应通入什么方向的电流？电流强度多大？ （2）若使电流方向改变而大小不变，稳定后弹簧的伸长量为多少？ 【答案】（1）通入由M向N的电流；电流强度为5A；（2）0.02m 【解析】 【详解】（1）要使弹簧恢复原长，安培力方向应向上，由左手定则可判定电流方向为由M向N；当安培力等于重力时弹簧恢复原长，有 解得 （2）电流方向改变而大小不变，导体棒受到的安培力大小不变，方向与原来相反，由弹力与安培力和重力平衡 即 解得 【点评】重点掌握安培力、弹力与重力间处于平衡状态的问题，体现了胡克定律，安培力公式的综合应用，同时注意左手定则的应用。 14. 如图，光滑平行的足够长金属导轨MN和PQ，间距L，与水平面间的夹角，M、P间接有阻值R的电阻；导轨所在空间有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小B的匀强磁场；电阻为r、质量m的金属杆垂直导轨放置且与导轨接触良好，平行于导轨向上的大小为F的恒力作用于杆的中点，使杆沿导轨平面从静止开始向上运动。导轨电阻不计，重力加速度为g。 （1）求杆中电流的方向和最终运动速度大小； （2）若杆从静止开始运动到最大速度为v，经过的时间为t，求这个过程中：①通过R的电量q；②杆的位移x；③R产生的焦耳热（位移用x表示）。 【答案】（1）， （2）①；②；③ 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则，金属杆中的电流方向为 杆最终匀速运动，合力为零。感应电动势 感应电流 安培力的大小为 沿导轨方向受力平衡，有 解得最终速度 【小问2详解】 ①对金属杆，由动量定理得 其中安培力的冲量 联立解得 ②回路中的平均电流 则 联立，可得 代入，解得位移 ③根据能量守恒，总焦耳热等于拉力做功减去重力势能与动能的增量，有 串联电路中焦耳热与电阻成正比，因此上的焦耳热 15. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，其第一象限内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。一带电荷量为、质量为的微粒从原点出发沿与轴正方向的夹角为的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于轴穿出复合场。不计一切阻力，求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）微粒在复合场中的运动时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 微粒到达之前在复合场中做匀速直线运动，对微粒进行受力分析如图甲所示： 则根据共点力的平衡规律有 解得电场强度的大小为 【小问2详解】 由共点力的平衡规律有 由分析可知，当电场方向变化后，微粒所受的重力与电场力平衡，则微粒在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，其运动轨迹如图乙所示： 由几何关系可得微粒做匀速圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供微粒做匀速圆周运动的向心力，有 联立解得微粒做匀速圆周运动的线速度大小为 磁感应强度的大小为 【小问3详解】 微粒在复合场中做匀速直线运动的时间为 微粒做匀速圆周运动的周期为 由于微粒在复合场中做匀速圆周运动转过的圆心角为，故微粒在复合场中做匀速圆周运动的时间为 所以微粒在复合场中运动的总时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $