精品解析：陕西省西安市雁塔区第二中学2024-2025学年高二上学期第二次月考物理试卷

西安市雁塔区第二中学2024-2025学年第一学期 第二次阶段性测评 高二年级物理试题 考试时间：75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列回路中不能产生感应电流的是（ ） A. 图甲中条形磁铁向右匀速移动 B. 图乙中水平面上两根金属棒处于竖直向上的匀强磁场中分别向两侧匀速移动 C. 图丙中水平圆形线圈的正上方通入增大的电流 D. 图丁中矩形线圈以MN为轴转动90° 2. 如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是（　　） A. 都绕圆柱转动 B. 以不等的加速度相向运动 C. 以相等的加速度相向运动 D. 以相等的加速度相背运动 3. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为；若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为．不计粒子的重力．下列判断正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 速度大于速度 C. 粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长 D. 粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大 4. 如图甲、乙所示的电路中，线圈L的自感系数很大，电阻R和线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，再断开S，则（　　） A. 在电路甲中，闭合S后，A将立即变亮 B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗 C. 在电路乙中，闭合S后，A将逐渐变亮 D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗 5. 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个毂流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. N板电势低于M板电势 B. MN间电势差 C. 每个载流子受到的洛伦兹力大小为 D. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，变大 6. 如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（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. 线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 B. 线框先有扩张趋势后有收缩趋势 C. 线框中感应电流先减小后增大 D. 线框受到的静摩擦力方向始终向左 7. 如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L。距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用水平外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点。规定：电流沿逆时针方向时电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量为正，水平外力F向右为正。则下列关于线框中的感应电动势E、所受外力F、消耗的电功率P和通过线框的磁通量随时间变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题共有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，甲为回旋加速器，乙为磁流体发电机，丙为法拉第线圈，丁为电磁炉。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，若加速电压减小，粒子能获得的最大动能减小 B. 乙图中，若要增大电源电动势，可以增大磁感应强度 C. 丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后接在cd端的电流表也会有偏转 D. 丁图中，电磁炉利用电磁感应使炉内产生涡流而发热 9. 如图所示，直角三角形MNP区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。∠M＝30°，NP＝L，C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源可沿平行于PN方向射入速度大小不同的正、负电子。电子的质量为m、电荷量为e，不考虑电子间的相互作用，不计正、负电子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 不可能有正电子从M点射出磁场 B. 负电子从D点离开磁场时的速度大小为 C. 从MN边射出的正电子在磁场中运动的最长时间为 D. 正电子在磁场中运动的最长时间为 10. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在时，金属棒受到安培力的大小为 B. 在时，金属棒中电流的大小为 C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D. 金属棒下降的过程中，所用的时间为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。（ ） （2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向____________（填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向___________（填“左”或“右”）偏转； （3）根据实验结果判断产生感应电流的本质是___________。 12. 某同学想用一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻来探索石墨的导电性， （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×10”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，此时应将选择开关调至欧姆________（填“×1”或“×100”）挡，并重新进行调零，最终测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为________Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A.电源E：电动势约为3.0V； B.电流表A1：量程为0～10mA，内阻r1=20Ω； C.电流表A2：量程为0～100mA，内阻r2=10Ω； D.滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω； E.电阻箱R0：最大阻值为999.9Ω； F.开关S、导线若干。 为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻R的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图乙所示的电路，图中电流表a应选用____________，电流表b应选用____________。（均填“A1”或“A2”） （3）要将电流表a与电阻箱R。改装为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至R0=____________Ω。 （4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2，根据测得的多组数据描绘出I2-I1图像，如图丙所示，则笔芯电阻的阻值Rx=____________Ω（结果保留3位有效数字）。 四、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段之一，其中一种饭卡其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，在线圈处引起电磁感应，产生电信号。其原理可简化为如图甲所示，设线圈的匝数为1200匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻组成闭合回路，其余部分电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其大小按如图乙所示规律变化（设垂直纸面向里为正方向），求： （1）时线圈产生的感应电动势E的大小； （2）时间内，电阻R产生的焦耳热Q； （3）时间内，通过电阻R的电流方向和电荷量q。 14. 如图所示，平行边界M、N间有垂直边界向右的匀强电场，匀强电场的电场强度为，平行边界N、P间有垂直纸面向外的匀强磁场，相邻边界间距均为，一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从电场中紧靠边界M的O点，以垂直电场方向向上、大小为的初速度射入电场，经电场偏转后，粒子进入磁场，粒子刚好不从磁场的边界P射出磁场。不计粒子的重力，求： （1）粒子从O开始第一次运动到边界N时速度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小； （3）粒子第一次在磁场中运动的时间。 15. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西安市雁塔区第二中学2024-2025学年第一学期 第二次阶段性测评 高二年级物理试题 考试时间：75分钟 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列回路中不能产生感应电流的是（ ） A. 图甲中条形磁铁向右匀速移动 B. 图乙中水平面上两根金属棒处于竖直向上的匀强磁场中分别向两侧匀速移动 C. 图丙中水平圆形线圈的正上方通入增大的电流 D. 图丁中矩形线圈以MN为轴转动90° 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中条形磁铁向右匀速移动，磁铁与线圈发生相对运动，闭合线圈中的磁通量发生变化，可以产生感应电流，故A不符合题意； B．图乙中两根金属棒向两侧匀速运动，闭合回路所围面积增大，穿过回路的磁通量增大，可以产生感应电流，故B不符合题意； C．通电直导线周围的磁场关于导线对称，穿过水平圆形线圈的磁通量始终相互抵消为零，磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故C符合题意； D．图丁中矩形线圈以MN为轴转动，线圈与磁场的相对方向发生变化，穿过线圈的磁通量发生变化，可以产生感应电流，故D不符合题意； 故选C。 2. 如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是（　　） A. 都绕圆柱转动 B. 以不等的加速度相向运动 C. 以相等的加速度相向运动 D. 以相等的加速度相背运动 【答案】C 【解析】 【详解】同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，加速度大小相等。 故选C。 3. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为；若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为．不计粒子的重力．下列判断正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 速度大于速度 C. 粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长 D. 粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知粒子带正电，故A错误； B．根据牛顿第二定律有 解得 根据图中轨迹可知，，则有 故B错误； C．粒子在磁场中的运动周期为 粒子在磁场中的运动时间为 由图可知运动轨迹为对应的圆心角大于运动轨迹为对应的圆心角，故粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长，故C正确； D．粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为 ，可知，故粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较小，故D错误。 故选C。 4. 如图甲、乙所示的电路中，线圈L的自感系数很大，电阻R和线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，再断开S，则（　　） A. 在电路甲中，闭合S后，A将立即变亮 B. 在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗 C. 在电路乙中，闭合S后，A将逐渐变亮 D. 在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．在电路甲中，闭合S后，由于线圈的自感，A逐渐变亮，A错误； B．在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致A将逐渐变暗，因通过线圈L的电流小于电阻R，则不会出现闪亮现象，B错误； C．在电路乙中，闭合S后，A与电阻R串联接入电源，则其将立即变亮，C错误； D．在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，D正确。 故选D。 5. 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个毂流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. N板电势低于M板电势 B. MN间电势差 C. 每个载流子受到的洛伦兹力大小为 D. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，半导体薄片中的载流子为正电荷，由左手定则可知，载流子向N板偏转，N板带正电，则N板电势高于M板电势，故A错误； B．设载流子定向移动的速率为，则有 解得 稳定时有 解得 故B正确； C．每个载流子受到的洛伦兹力大小为 故C错误； D．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则载流子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故D错误。 故选B。 6. 如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（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. 线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向 B. 线框先有扩张趋势后有收缩趋势 C. 线框中感应电流先减小后增大 D. 线框受到的静摩擦力方向始终向左 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．根据安培定则可知，线框中磁通量先垂直纸面向里减小、后垂直纸面向外增大，根据楞次定律可知线框中感应电流方向始终沿顺时针方向，且线框先有扩张趋势、后有收缩趋势，先有靠近导线的趋势、后有远离导线的趋势，即线框受到的静摩擦力方向先向左、后向右，故AD错误，B正确； C．由于导线中电流随时间均匀变化，所以产生的磁场也随时间均匀变化，则线框中的磁通量随时间均匀变化，产生的感应电动势恒定，感应电流恒定，故C错误。 故选B。 7. 如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L。距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直。现用水平外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点。规定：电流沿逆时针方向时电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量为正，水平外力F向右为正。则下列关于线框中的感应电动势E、所受外力F、消耗的电功率P和通过线框的磁通量随时间变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】D．进入磁场时磁通量随时间变化为 完全进入左边磁场后再运动0.5L时磁通量减为零，再运动0.5L磁通量变为反向的BL2，因此中间图像斜率是两端的2倍，故D错误； A．进入磁场时感应电动势 而运动到两磁场交接处时感应电动势 故A错误； BC．根据运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍，电流为刚进入磁场时的2倍，并且在两个磁场交接处时，左右两边都受到向左的安培力，因此在中间时，安培力是在两端时的4倍，根据P=Fv，则在中间安培力的功率也是两端的4倍，故C错误，B正确。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题共有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，甲为回旋加速器，乙为磁流体发电机，丙为法拉第线圈，丁为电磁炉。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中，若加速电压减小，粒子能获得的最大动能减小 B. 乙图中，若要增大电源电动势，可以增大磁感应强度 C. 丙图中，若在ab的两端接上直流电源，稳定后接在cd端的电流表也会有偏转 D. 丁图中，电磁炉利用电磁感应使炉内产生涡流而发热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设回旋加速器形盒的半径为，粒子电荷量大小为，最大速度为，根据洛伦兹力提供向心力得 解得 粒子最大动能为 与加速电压无关，故A错误； B．设磁流体速度为，两极板间距为，电源电动势为。稳定时，带电粒子所受电场力与洛伦兹力平衡，有 整理得 在，不变时，增大可使增大，故B正确； C．直流电源接通后，中电流达到稳定值，穿过右侧线圈的磁通量不再变化，感应电流为零，接在端的电流表不偏转，故C错误； D．电磁炉线圈中的交变电流产生变化的磁场，在铁锅中产生涡流，涡流的电热效应使铁锅发热，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，直角三角形MNP区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。∠M＝30°，NP＝L，C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源可沿平行于PN方向射入速度大小不同的正、负电子。电子的质量为m、电荷量为e，不考虑电子间的相互作用，不计正、负电子的重力。下列说法正确的是（ ） A. 不可能有正电子从M点射出磁场 B. 负电子从D点离开磁场时的速度大小为 C. 从MN边射出的正电子在磁场中运动的最长时间为 D. 正电子在磁场中运动的最长时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．正电子恰好从MN边界射出的轨迹如图所示，根据正电子运动的轨迹可知，不可能从M点射出磁场，选项A正确； B．负电子从D点离开磁场的轨迹如图，负电子从D点离开磁场时，由几何关系得 解得 负电子做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力 解得负电子的速度大小为，故B错误； C．从MN边射出的正电子中，运动的轨迹与MN相切时在磁场中运动时间最长，由几何关系可知圆心角为，则最长时间 根据， 可得粒子运动的周期 解得从MN边射出的正电子在磁场中运动的最长时间，故C正确； D．正电子从C、M之间射出时在磁场中运动时间最长，则在磁场中运动的最长时间为，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在时，金属棒受到安培力的大小为 B. 在时，金属棒中电流的大小为 C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D. 金属棒下降的过程中，所用的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图可知在时间段内产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有可知，此时间段的电流为 在时磁感应强度为，此时安培力大小为 故A错误，B正确； C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确； D．金属棒下降过程中，通过金属棒的平均电流 电荷量 利用动量定理有 则金属棒下降所用的时间 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。（ ） （2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向____________（填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向___________（填“左”或“右”）偏转； （3）根据实验结果判断产生感应电流的本质是___________。 【答案】 ①. ②. 右 ③. 左 ④. 穿过B线圈的磁通量发生变化 【解析】 【详解】（1）[1]将电源、电键、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示（说明滑动变阻器接下端左线柱也正确，相应（2）中①填“左”） （2）[2]①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏了一下，滑片向右移动接入电路电阻减小，电流增大，磁通量增大，指针向右偏转；拔出铁芯，磁通量减小，指针向左偏转。 （3）[3]产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化。 12. 某同学想用一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻来探索石墨的导电性， （1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×10”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，此时应将选择开关调至欧姆________（填“×1”或“×100”）挡，并重新进行调零，最终测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为________Ω。 （2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材： A.电源E：电动势约为3.0V； B.电流表A1：量程为0～10mA，内阻r1=20Ω； C.电流表A2：量程为0～100mA，内阻r2=10Ω； D.滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω； E.电阻箱R0：最大阻值为999.9Ω； F.开关S、导线若干。 为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻R的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图乙所示的电路，图中电流表a应选用____________，电流表b应选用____________。（均填“A1”或“A2”） （3）要将电流表a与电阻箱R。改装为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至R0=____________Ω。 （4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2，根据测得的多组数据描绘出I2-I1图像，如图丙所示，则笔芯电阻的阻值Rx=____________Ω（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） ①. ×1 ②. 28 （2） ①. A1 ②. A2 （3）280 （4）30 【解析】 【小问1详解】 [1][2]先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×10”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，说明倍率挡选择过高，此时应将选择开关调至欧姆“×1”挡，并重新进行调零，最终测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为28Ω。 【小问2详解】 [1][2]题中无电压表，则可用电流表A1与电阻箱R0串联改装为电压表，则图中电流表a应选用A1，电流表b应选用A2。 【小问3详解】 要将电流表a与电阻箱R。改装为量程为3V的电压表，则电阻箱的阻值应调至 【小问4详解】 由电路可知 解得 由图像可知 解得 Rx=30Ω 四、计算题（本题共3小题，共40分） 13. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段之一，其中一种饭卡其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，在线圈处引起电磁感应，产生电信号。其原理可简化为如图甲所示，设线圈的匝数为1200匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻组成闭合回路，其余部分电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其大小按如图乙所示规律变化（设垂直纸面向里为正方向），求： （1）时线圈产生的感应电动势E的大小； （2）时间内，电阻R产生的焦耳热Q； （3）时间内，通过电阻R的电流方向和电荷量q。 【答案】（1）；（2）；（3）由N到M， 【解析】 【详解】（1）在内，由乙图可得 由法拉第电磁感应定律 解得 （2）根据闭合电路欧姆定律 再由焦耳定律 解得 （3）据楞次定律可以判断，流过R的电流方向由N到M，根据 又由于 ， 可得 由乙图可知，内磁感应强度变化大小 解得 14. 如图所示，平行边界M、N间有垂直边界向右的匀强电场，匀强电场的电场强度为，平行边界N、P间有垂直纸面向外的匀强磁场，相邻边界间距均为，一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从电场中紧靠边界M的O点，以垂直电场方向向上、大小为的初速度射入电场，经电场偏转后，粒子进入磁场，粒子刚好不从磁场的边界P射出磁场。不计粒子的重力，求： （1）粒子从O开始第一次运动到边界N时速度的大小； （2）匀强磁场磁感应强度的大小； （3）粒子第一次在磁场中运动的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据动能定理有 解得 （2）做粒子得运动轨迹，如图所示 设粒子出电场时速度方向与N边界的夹角为，则 解得 设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系有 解得 由牛顿第二定律有 解得 （3）在磁场中运动的圆心角为 由于 解得 15. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 解得 【小问2详解】 设当金属棒的速度大小为 通过金属棒的电荷量为 平均电动势 解得 由能量守恒定律可得 代入数据解得 【小问3详解】 对金属棒进行受力分析，可得 对金属棒进行受力分析，可得 可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时 回路中电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒匀速直线运动，可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $