精品解析：山东枣庄市第五中学2025-2026学年高二下学期月考物理试题

高二物理试题 满分：100 时间：90分钟 一、单选题（每题3分，共24分） 1. 一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的匀强磁场，分离为1、2、3三束，则下列说法正确的是（ ） A. 1带正电 B. 2带正电 C. 2带负电 D. 3带正电 2. 质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（　　） A. RP：Ra=1：2，TP：Ta=1：2 B. RP：Ra=2：1，TP：Ta=2：1 C. RP：Ra=1：2，TP：Ta=2：1 D. RP：Ra=1：4，TP：Ta=1：4 3. 以下四图都与电和磁有关，下列说法正确的是（　　） A. 磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用 B. 蹄形磁体靠近自由转动的铜盘，可以使它快速停下来，是因为铜盘被磁化后相互吸引的原因 C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 D. 静止在水平绝缘桌面上的金属圆环上方的条形磁铁向右运动，圆环对桌面的摩擦力向右 4. 图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A. 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B. 金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C. 时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D. 时刻总磁通量变化量为0 5. 如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B. 琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D. 若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 6. 某学习小组用图示装置测量磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框abc，静止时测力计示数为F。e、f分别为ab、ac的中点，过ef的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀强磁场（图中未画出）。线框中通入大小为I、方向沿abca的电流，再次静止时，e、f仍在水平虚线上，测力计的示数变为3F，则磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. ，垂直线框平面向里 B. ，垂直线框平面向外 C. ，垂直线框平面向里 D. ，垂直线框平面向外 7. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法不正确的是（　　） A. 交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV B. 线圈先后两次转速之比为3：2 C. 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 D. 交流电b的最大值为V 8. 如图，在竖直平面内的xOy直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿xOy平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D. 打在薄板下表面的粒子占粒子总数的比例为 二、多选题（每题4分，共16分） 9. 如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定图中所示线圈中感应电流为正方向。当磁场的磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示时，则线圈中感应电动势E与线圈功率P随时间t变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U B. 乙图可判断出A极板是发电机的负极 C. 丙图可以判断出只有带正电的粒子才能沿直线穿过速度选择器，带负电的粒子不行 D. 丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势低 11. 如图所示，水平光滑绝缘桌面上存在宽度均为2L、大小均为B的有界匀强磁场，I区域的磁感应强度方向垂直纸面向外，II区域的磁感应强度方向垂直纸面向里。一质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框以初速度水平向右运动，当金属框的cd边刚好进入II区域磁场时，线框的速度刚好为零。则（　　） A. 线框ab边进入I磁场时，ab两端的电压为 B. 线框ab边在II区域磁场运动的过程中感应电流方向沿adcba C. 线框进入I区域磁场的时间小于进入II区域磁场的时间 D. 金属线框的最大加速度为 12. 如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、板间距为的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为 B. 微粒的电荷量与质量之比为 C. 电阻消耗的电功率为 D. 电容器所带的电荷量为 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是_________。 A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体_________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。__________ 14. 某同学用电流传感器研究自感现象，电路如图甲所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于灯泡的电阻。在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图乙所示，电流传感器不计内阻。 （1）开关S闭合瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）立即变亮； （2）开关S断开瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）闪亮； （3）第末线圈两端的电压为__________（用、、、表示） （4）比较与的大小关系，有__________。（选填“”“”或“”） 四、解答题 15. 如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝，边长的正方形线圈，总电阻为r=2Ω，线圈在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动.发电机对一电阻为R=8Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： （1）从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）交流电表的示数Ⅰ及电灯正常发光的功率P。 16. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，一根与导轨接触良好、质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）ab棒受到的安培力大小； （2）ab棒与导轨间的动摩擦因数； （3）若仅把磁场方向反向，其他条件都不变，则导体棒开始运动时的加速度a多大？ 17. 在前沿科技中、需要对带电粒子的运动进行精确控制，如图所示，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为、经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场、做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域、恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域、已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，求粒子在匀强磁场中的运动时间。 18. 如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B，金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g，现闭合开关S，将金属棒由静止释放。 （1）判断金属棒ab中电流的方向； （2）若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1； （3）当B=0.40T，L=0.50m，时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示．取g = 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°= 0.80．求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试题 满分：100 时间：90分钟 一、单选题（每题3分，共24分） 1. 一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的匀强磁场，分离为1、2、3三束，则下列说法正确的是（ ） A. 1带正电 B. 2带正电 C. 2带负电 D. 3带正电 【答案】A 【解析】 【详解】A.粒子1从发射源射出后向左偏转，说明受到向左的洛伦兹力，由左手定则可判断，粒子带正电，故A正确； BC.由图可知，粒子2在磁场中没有发生偏转，即粒子没有受到洛伦兹力的作用，粒子是不带电的，故BC错误； D.粒子3从发射源射出后向右偏转，说明受到向右的洛伦兹力，由左手定则可判断，粒子带负电，故D错误。 故选A。 2. 质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（　　） A. RP：Ra=1：2，TP：Ta=1：2 B. RP：Ra=2：1，TP：Ta=2：1 C. RP：Ra=1：2，TP：Ta=2：1 D. RP：Ra=1：4，TP：Ta=1：4 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，有 整理，得 代入数据，可得 根据周期与线速度关系，有 联立，可得 代入数据，可得 故选A。 3. 以下四图都与电和磁有关，下列说法正确的是（　　） A. 磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁驱动的作用 B. 蹄形磁体靠近自由转动的铜盘，可以使它快速停下来，是因为铜盘被磁化后相互吸引的原因 C. 金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属 D. 静止在水平绝缘桌面上的金属圆环上方的条形磁铁向右运动，圆环对桌面的摩擦力向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，铝框中产生感应电流，使线框尽快停止摆动，起到电磁阻尼的作用，A错误； B．蹄形磁体靠近自由转动的铜盘，铜盘内产生涡流，安培力可以使它快速停下来，起到电磁阻尼的作用，B错误； C．金属探测器通过使用交变电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，C错误； D．当条形磁铁沿轴线竖直向右迅速移动时，闭合导体环内的磁通量减小，在导体环中产生感应电流，静止在水平绝缘桌面上金属圆环受安培力向右上方，圆环对桌面的摩擦力向右，D正确。 故选D。 4. 图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（　　） A. 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大 B. 金属线圈转动一圈的过程中电流方向改变一次 C. 时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小 D. 时刻总磁通量变化量为0 【答案】C 【解析】 【详解】AB．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时，为中性面，磁通量最大，感应电动势为，电流方向改变，转动一圈的过程中，会经历两次中性面，故线圈转动一圈，电流方向改变两次，故AB错误； C．  、  时刻电流为，感应电动势为，此时线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小，故C正确； D．时刻电流为0，磁通量最大，时刻电流最大，磁通量为0，所以时刻总磁通量变化量不为0，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B. 琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D. 若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 【答案】B 【解析】 【详解】A．琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故A错误； B．琴弦向右运动时，穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．分析可知，琴弦向左运动时，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故琴弦振动时，线圈中的电流方向发生改变，故C错误； D．若将线圈换成塑料线圈，则无法发生电磁感应现象，则吉他不能正常发出乐音，故D错误。 故选B。 6. 某学习小组用图示装置测量磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框abc，静止时测力计示数为F。e、f分别为ab、ac的中点，过ef的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀强磁场（图中未画出）。线框中通入大小为I、方向沿abca的电流，再次静止时，e、f仍在水平虚线上，测力计的示数变为3F，则磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. ，垂直线框平面向里 B. ，垂直线框平面向外 C. ，垂直线框平面向里 D. ，垂直线框平面向外 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，金属线框的重力为 放入磁场后，根据平衡条件可得 可得安培力大小为 方向竖直向下，又 其中 解得 根据左手定则可知，磁场方向为垂直线框平面向外。 故选D。 7. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法不正确的是（　　） A. 交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV B. 线圈先后两次转速之比为3：2 C. 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 D. 交流电b的最大值为V 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图线a可知电压最大值，周期 交流电压的瞬时值表达式为 A正确； B．由图线b可知，则线圈先后两次转速之比 B正确； C．时刻，，根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，C错误； D．由电动势的最大值 则两个电压最大之值比 则交流电b电压的最大值为，D正确； 本题选错误的，故选C。 8. 如图，在竖直平面内的xOy直角坐标系中，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在第二象限内，垂直纸面且平行于x轴放置足够长的探测薄板MN，MN到x轴的距离为d，上、下表面均能接收粒子。位于原点O的粒子源，沿xOy平面向x轴上方各个方向均匀发射相同的带正电粒子。已知粒子所带电荷量为q、质量为m、速度大小均为。不计粒子的重力、空气阻力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 薄板的上表面接收到粒子的区域长度为 C. 薄板的下表面接收到粒子的区域长度为d D. 打在薄板下表面的粒子占粒子总数的比例为 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子做圆周运动的半径为 解得 粒子的运动轨迹如图所示。 粒子恰好打到下表面N点时转过的圆心角最小，用时最短，如图轨迹2 薄板接收到的粒子在磁场中运动的最短时间为 ， 解得，A错误； B．当粒子沿x轴正方向射出时，上表面接收到的粒子离y轴最近，如图轨迹1 当粒子恰能通过N点到达薄板上方时，薄板上表面接收点距离y轴最远，如图轨迹2 上表面接收到粒子的区域长度为 ，B正确； C．粒子可以恰好打到下表面N点，如图轨迹2 当粒子沿y轴正方向射出时，薄板的下表面接收到的粒子离y轴最远，如图轨迹3 下表面接收到粒子的区域长度为d，C错误； D．以轨迹2与轨迹3为边界的区域内运动的粒子均能打在薄板的下表面，沿轨迹2与轨迹3运动的粒子的初速度之间的夹角为30°。 打在薄板下表面的粒子占粒子总数的比例为，D错误。 故选B。 二、多选题（每题4分，共16分） 9. 如图甲所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定图中所示线圈中感应电流为正方向。当磁场的磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示时，则线圈中感应电动势E与线圈功率P随时间t变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，内穿过线圈的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为顺时针方向（俯视），与图示方向相同，为正方向；产生的电动势大小为 内穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针方向（俯视），与图示方向相反，为负方向；产生的电动势大小为 故A正确，B错误； CD．内线圈功率为 内线圈功率为 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U B. 乙图可判断出A极板是发电机的负极 C. 丙图可以判断出只有带正电的粒子才能沿直线穿过速度选择器，带负电的粒子不行 D. 丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势低 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲图粒子最大动能时满足 则最大动能与电压U无关，选项A错误，符合题意； B．乙图由左手定则可知，正离子偏向B极板，负离子偏向A极板，则可判断出A极板是发电机的负极，选项B正确，不符合题意； C．丙图可以判断出只要粒子的运动速度满足 无论粒子带正电还是负电均能沿直线穿过速度选择器，选项C错误，符合题意； D．丁图中若载流子带负电，根据左手定则可知，负电偏向C板，可知稳定时C板电势低，选项D正确，不符合题意。 故选AC。 11. 如图所示，水平光滑绝缘桌面上存在宽度均为2L、大小均为B的有界匀强磁场，I区域的磁感应强度方向垂直纸面向外，II区域的磁感应强度方向垂直纸面向里。一质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框以初速度水平向右运动，当金属框的cd边刚好进入II区域磁场时，线框的速度刚好为零。则（　　） A. 线框ab边进入I磁场时，ab两端的电压为 B. 线框ab边在II区域磁场运动的过程中感应电流方向沿adcba C. 线框进入I区域磁场的时间小于进入II区域磁场的时间 D. 金属线框的最大加速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框ab边进入Ⅰ磁场时，感应电动势 ab边两端的电压，故A错误； B．线框ab边在Ⅱ磁场区域运动的过程中，根据右手定则或楞次定律可知，感应电流的方向为adcba，故B正确； C．线框ab边在Ⅰ磁场中运动的平均速度大于在Ⅱ磁场中运动的平均速度，由知，线框进入Ⅰ区域磁场的时间小于进入Ⅱ区域磁场的时间，故C正确； D．线框刚进入Ⅰ磁场区域时有 设线框边进入Ⅱ磁场的速率为，由动量定理，线框边在Ⅰ磁场的过程中，有 其中 线框边在Ⅱ磁场的过程中 其中 解得 线框刚进入磁场Ⅱ时 安培力 由牛顿第二定律得 所以线框的最大加速度为，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、板间距为的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 棒产生的电动势为 B. 微粒的电荷量与质量之比为 C. 电阻消耗的电功率为 D. 电容器所带的电荷量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势 A错误； B．电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则 即 B正确； C．电阻消耗的功率 C错误； D．电容器所带的电荷量 D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，出现的现象是_________。 A.灯泡A、B均不发光 B.灯泡A、B交替短暂发光 C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体_________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路，请用实线完成其余部分电路的连接。__________ 【答案】 ①. B ②. 向上 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]将条形磁铁从图示位置先迅速向上后迅速向下移动一小段距离，则线圈中产生的感应电流方向相反，两个二极管相继分别导通，出现的现象是灯泡A、B交替短暂发光，故选B； （2）[2]通过实验得知：当电流从图b中电流计的右端正接线柱流入时指针向右偏转；则当电流计指针向右偏转时，螺线管中产生的感应电流从上往下，根据楞次定律可知，磁体向上运动。 （3）[3]连线如图； 14. 某同学用电流传感器研究自感现象，电路如图甲所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于灯泡的电阻。在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图乙所示，电流传感器不计内阻。 （1）开关S闭合瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）立即变亮； （2）开关S断开瞬间，灯泡__________（选填“会”或“不会”）闪亮； （3）第末线圈两端的电压为__________（用、、、表示） （4）比较与的大小关系，有__________。（选填“”“”或“”） 【答案】（1）会 （2）会 （3） （4）＜ 【解析】 【小问1详解】 闭合开关瞬间，灯泡两端电压为电源电压，故灯泡立即变亮； 【小问2详解】 开关S断开瞬间，线圈由于自感，阻碍电流的减小，故线圈、灯泡与电流传感器组成闭合回路，使得灯泡闪亮一下，然后慢慢熄灭； 【小问3详解】 刚闭合开关时，由于线圈L中自感电动势很大，所以线圈L所在支路相当于断路，由闭合电路欧姆定律有 第末线圈两端的电压为 【小问4详解】 刚闭合开关时，由于线圈L中自感电动势很大，所以线圈L所在支路相当于断路，由闭合电路欧姆定律有 当电路稳定时，由闭合电路欧姆定律有 由于 所以有 四、解答题 15. 如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝，边长的正方形线圈，总电阻为r=2Ω，线圈在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动.发电机对一电阻为R=8Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光，求： （1）从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）交流电表的示数Ⅰ及电灯正常发光的功率P。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 线圈中感应电动势的最大值为 图示位置，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大，则从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 电动势有效值为 则交流电表的示数为 电灯正常发光的功率为 16. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，一根与导轨接触良好、质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）ab棒受到的安培力大小； （2）ab棒与导轨间的动摩擦因数； （3）若仅把磁场方向反向，其他条件都不变，则导体棒开始运动时的加速度a多大？ 【答案】（1）4N （2）0.5 （3） 【解析】 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得 安培力大小为 （2）对导体棒，沿斜面有 垂直斜面有 又 联立解得 （3）对导体棒，沿斜面根据牛顿第二定律可得 解得 17. 在前沿科技中、需要对带电粒子的运动进行精确控制，如图所示，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为、经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场、做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域、恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域、已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，求粒子在匀强磁场中的运动时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在加速电场中运动，根据动能定理 根据题意 可得加速电场的电压 【小问2详解】 粒子进入匀强磁场，由题意可得，粒子圆周运动的半径 根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 【小问3详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系，可知粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角 粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期 设粒子在匀强磁场中做圆周运动的时间为，则 18. 如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B，金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g，现闭合开关S，将金属棒由静止释放。 （1）判断金属棒ab中电流的方向； （2）若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1； （3）当B=0.40T，L=0.50m，时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示．取g = 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°= 0.80．求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。 【答案】（1）电流方向为b到a；（2）；（3）m=0.1kg 【解析】 【详解】试题分析：（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a （2）由能量守恒，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热 解得： 则定值电阻R1上产生的焦耳热 （3）设最大速度为v，切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路的欧姆定律： 从b端向a端看，金属棒受力如图： 金属棒达到最大速度时满足 由以上三式得： 由图像可知：斜率，纵截距， 所以得到： 解得： m=0.1kg 考点：导体切割磁感线时的感应电动势 点评：本题要抓住金属棒能达到的最大速度的条件，找出表示图像的函数关系式，根据图像中所给数据求解。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $