精品解析：福建省漳州市漳州艺术实验学校2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷

漳州艺术实验学校2023-2024学年（下）第一月考 高二年级物理试卷 注意事项： 1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息； 2、请将答案正确填写在答题卡上（选择题用2B铅笔填涂，非选择题用黑色签字笔填写） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B. 闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 C. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 D. 涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律 2. 下图表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，其中关于三者方向的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图甲，固定的正方形闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是( ) A. t=2s时，ab边受到匀强磁场的安培力最大 B. t=4s时，ab边受到匀强磁场的安培力为0 C. 0〜2 s内线圈中有逆时针方向的感应电流 D. 2 s〜4 s内线圈中的感应电流逐渐减小 4. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45°。若线框的总电阻为R，则（ ） A. 线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBA B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为 C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为 D. 在以后穿过的过程中线框的速度不可能减小到零 二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 5. 如图所示，自感线圈L的自感系数很大，电阻可忽略不计，定值电阻的阻值为，小灯泡的电阻为，已知，则（　　） A. 开关闭合瞬间，小灯泡立即变亮 B. 开关闭合瞬间，小灯泡逐渐变亮 C. 开关断开瞬间，小灯泡逐渐变暗 D. 开关断开瞬间，小灯泡先闪一下，而后逐渐变暗 6. 航空母舰舰载机如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）能迅速达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中、是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），是电磁弹射车，回路中电流恒定，且可当长直导线处理。该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　） A. 、间的磁场是匀强磁场 B. 弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 C. 弹射车的速度与运动的时间成正比 D. 若改变回路中的电流方向，弹射车也能正常加速 7. 粒子风洞T-2是国之重器，是民族复兴之器如图甲所示是风洞用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图像中应有 B. 加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积 8. 质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块一定带负电荷 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为 C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 三、填空题：本题共3小题，每空1分，共9分。 9. 磁流体发电机的示意图如图所示。其原理为：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力的作用下发生上、下偏转而聚集到a、b板上，产生电势差。设a、b平行金属板的面积为S，两板间的距离为d，喷入气体的速度为v，两板间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过a、b板间时，a、b板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势。 （1）图中a金属板相当于磁流体发电机的_______（填“正极”或“负极”）。 （2）该磁流体发电机的电动势为_______。（用题中涉及的物理量符号表示） （3）电阻R两端的电压_______磁流体发电机的电动势（填“大于”、“等于”或“小于”）。 10. 质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M带________（选填“正电”或“负电”）；M的运行时间__________N的运行时间（选填“>”“=”或“<”），M的入射速度___________N的入射速度（选填“>”“=”或“<”）。 11. 质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。如图，氕、氘、氚离子经加速进入速度选择器，沿直线运动的离子穿过狭缝P进入垂直于纸面、磁感应强度为的匀强磁场，打在底片D上形成a、b、c三条痕迹。速度选择器内的匀强电场和匀强磁场分别为和，不计离子重力与离子间的相互作用，则的方向为垂直纸面向________（选填“里”“外”）；离子通过速度选择器的速度________；c处痕迹对应________离子。 四、实验探究题：本题共2小题，每空2分，共12分。 12. 如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面开始时，金属棒放在导轨正中间的位置处，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。 （1）闭合开关，观察到金属棒水平向________运动（填“左”或“右”）； （2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是________； A．仅改变电流的方向 B．仅改变磁场的方向 C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器的滑片，减少接入电路的电阻 （3）为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，下列措施可行的是________。 A．增加金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的间距 13. 某实验小组做“探究影响感应电流方向的因素”实验的装置如图所示。 （1）闭合开关的瞬间，发现电流表G指针向右偏转。电路稳定后，将线圈A快速从线圈B中抽出，电流表指针将向______（选填“左”或“右”）偏转。 （2）实验准备过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈______中导线的绕制方向。（选填：“A”、“B”或“A和B”） （3）感应电流沿着楞次定律所述的方向，______（选填“是”或“不是”）能量守恒定律的必然结果。 五、计算题：本题共3小题，共39分。 14. 如图所示，宽为L=0.2m的光滑导轨与水平面成a=37°角，处于磁感应强度大小为B=0.6T、方向垂直于导轨面向上的匀强磁场中，导轨上端与电源和电阻箱连接，电源电动势E=3V，内阻。在导轨上水平放置一根金属棒ab，金属棒与导轨接触良好，当电阻箱的电阻调到时，金属棒恰好能静止。忽略金属棒和导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）回路中电流的大小； （2）金属棒受到的安培力； （3）金属杆ab的质量。 15. 如图所示，宽为的区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。一带电粒子以速度v从A点垂直于磁场边界进入匀强磁场，已知粒子的质量，电荷量，，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子在磁场中运动的半径r； （2）画出带电粒子的运动轨迹并标出圆心角； （3）求带电粒子在磁场中运动的时间（结果保留2位有效数字）。 16. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻，水平导体棒MN可沿两侧导轨下滑而不分离，且始终与导轨垂直，导体棒的质量为m，接入电路的电阻为r，装置的其余部分电阻可忽略不计. 在两导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如图所示，将导体棒MN无初速度释放，导体棒下滑h高度时速度达到稳定，重力加速度为g，求： （1）导体棒释放瞬间的加速度大小； （2）导体棒运动稳定时的速度大小； （3）从释放到速度稳定的过程中，回路中产生的热量； （4）从释放到速度稳定的过程中，电阻R上通过的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 漳州艺术实验学校2023-2024学年（下）第一月考 高二年级物理试卷 注意事项： 1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息； 2、请将答案正确填写在答题卡上（选择题用2B铅笔填涂，非选择题用黑色签字笔填写） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B. 闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流 C. 线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大 D. 涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，A正确； B．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流， B错误； C．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大， C错误； D．涡流的形成也一定遵循法拉第电磁感应定律， D错误。 故选A。 2. 下图表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方向垂直，图中已经标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量的方向，其中关于三者方向的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向下，故A错误； B．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向下，故B错误； C．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向上，故C正确； D．根据左手定则，通电导线受到的安培力方向应为垂直导线向右，故D错误。 故选C。 3. 如图甲，固定的正方形闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是( ) A. t=2s时，ab边受到匀强磁场的安培力最大 B. t=4s时，ab边受到匀强磁场的安培力为0 C. 0〜2 s内线圈中有逆时针方向的感应电流 D. 2 s〜4 s内线圈中的感应电流逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电流 t=2s时刻，磁感应强度的变化率为0，则感应电流I=0，ab边不受安培力作用故A错误； B．t=4s时，磁感应强度的变化率不为0，则感应电流不为0，但是B=0，根据 F=BIL 可知ab边受到匀强磁场的安培力为0，B正确； C．根据楞次定律可知，0～2s内，垂直线圈向外的磁通量变大，则感应电流为顺时针方向，C错误； D．2s～4s内线圈中，磁感应强度的变化率逐渐增大，则感应电动势逐渐变大，感应电流逐渐增大，D错误。 故选B。 4. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m边长为a的正方形线框ABCD斜向穿进磁场，当AC刚进入磁场时速度为v，方向与磁场边界成45°。若线框的总电阻为R，则（ ） A. 线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为DCBA B. AC刚进入磁场时线框中感应电流为 C. AC刚进入磁场时线框所受安培力大小为 D. 在以后穿过的过程中线框的速度不可能减小到零 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则可以判断框中电流的方向为ABCD，故A错误； BC．AC刚进入磁场时线框中的感应电动势为 感应电流为 线框所受安培力大小为 故B错误，C正确； D．根据能量守恒定律可知，当线框的动能全部转化为焦耳热时，其速度就会减至零，故D错误。 故选C。 【点睛】在求解动生电动势时，切割磁感线的有效长度是垂直于速度方向上的长度，在求解安培力时，有效长度是垂直于磁场的两端点之间连线的长度。 二、双项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 5. 如图所示，自感线圈L的自感系数很大，电阻可忽略不计，定值电阻的阻值为，小灯泡的电阻为，已知，则（　　） A. 开关闭合瞬间，小灯泡立即变亮 B. 开关闭合瞬间，小灯泡逐渐变亮 C. 开关断开瞬间，小灯泡逐渐变暗 D. 开关断开瞬间，小灯泡先闪一下，而后逐渐变暗 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．开关S闭合后，通过线圈L的电流逐渐增大，线圈产生感应电动势，阻碍电流的增大，灯泡与线圈L并联，不影响通过灯泡的电流，故灯泡会立刻变亮，故A正确，B错误； CD．开关S闭合，待稳定后，由于，流过的电流小于流过的电流，开关S断开瞬间，线圈由于自感，阻碍电流的减小，线圈、灯泡组成闭合回路，故小灯泡逐渐变暗，故C正确，D错误。 故选AC。 6. 航空母舰舰载机如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）能迅速达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中、是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），是电磁弹射车，回路中电流恒定，且可当长直导线处理。该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　） A. 、间的磁场是匀强磁场 B. 弹射车所受的安培力与电流的大小成正比 C. 弹射车的速度与运动的时间成正比 D. 若改变回路中的电流方向，弹射车也能正常加速 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，MN、PQ间有竖直向上的磁场，且离导线越远磁场越弱，故不是匀强磁场，故A错误； B．导轨间的磁场由电流产生，可看成正比于电流，由可知，弹射车所受的安培力与电流的平方是正比关系，故B错误； C．沿导轨方向磁场不变，且回路PBAM中电流恒定，导轨间距不变，由可知，安培力大小不变，由牛顿第二定律可知，加速度不变，由可知弹射车的速度与运动的时间成正比，故C正确； D．根据右手螺旋定则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右，当电流方向沿回路MABP时，根据右手螺旋定则导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右，所以改变回路中的电流方向，电磁弹射车所受安培力不变，仍能正常加速，故D正确。 故选CD。 7. 粒子风洞T-2是国之重器，是民族复兴之器如图甲所示是风洞用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（　　） A. 在图像中应有 B. 加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大 C. 粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据回旋加速器的工作原理可知交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相等，根据粒子在匀强磁场中的运动规律可知 ， 解得周期 粒子回旋周期不变，在图中应有 故A正确； BCD．根据公式 解得 设形金属盒半径为，则最大动能 与加速电压无关，与加速次数无关。若想增大粒子获得的最大动能，可以增大形金属盒面积，面积增大则半径增大。故BC错误，D正确。 故选AD。 8. 质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（　　） A. 小物块一定带负电荷 B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为 C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小物块在某时刻对斜面的作用力恰好为零，则在运动过程中受到的洛伦兹力的方向垂直斜面向上，根据左手定则，小物块带负电，故A正确； BC．题中只分析小物块未离开斜面前的运动，对小物块进行受力分析，如下图 洛伦兹力始终垂直小物块的运动方向，沿斜面方向有 垂直于斜面方向有 速度逐渐增大的过程中，减小，则摩擦力减小，所以小物块在斜面上做加速度增大的变加速直线运动，故C正确，B错误； D．小物块对斜面压力为零时，洛伦兹力与重力沿垂直斜面方向的分力相等，有 解得 故D错误。 故选AC。 三、填空题：本题共3小题，每空1分，共9分。 9. 磁流体发电机的示意图如图所示。其原理为：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力的作用下发生上、下偏转而聚集到a、b板上，产生电势差。设a、b平行金属板的面积为S，两板间的距离为d，喷入气体的速度为v，两板间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过a、b板间时，a、b板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势。 （1）图中a金属板相当于磁流体发电机的_______（填“正极”或“负极”）。 （2）该磁流体发电机的电动势为_______。（用题中涉及的物理量符号表示） （3）电阻R两端的电压_______磁流体发电机的电动势（填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】 ①. 正极 ②. ③. 小于 【解析】 【详解】（1）[1]a、b板间磁场由N极指向S极，由左手定则可以得到带正电荷粒子向下偏转打在a板上，所以a板为电源的正极，b板为电源的负极。 （2）[2]电源的电动势为E，极板间距离为d，极板间电动势稳定时满足 解得 （3）[3]根据闭合电路的欧姆定律可知，电阻R两端的电压等于外电路的电压，小于电源电动势。 10. 质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M和N运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M带________（选填“正电”或“负电”）；M的运行时间__________N的运行时间（选填“>”“=”或“<”），M的入射速度___________N的入射速度（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】 ①. 负电 ②. = ③. > 【解析】 【详解】[1]由左手定则可知， M带负电； [2]根据 可知，两粒子的周期相同，可知M的运行时间等于N的运行时间，故填“=”； [3]根据 可得 因M的半径较大，可知M的入射速度大于N的入射速度，故填 “>”。 11. 质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。如图，氕、氘、氚离子经加速进入速度选择器，沿直线运动的离子穿过狭缝P进入垂直于纸面、磁感应强度为的匀强磁场，打在底片D上形成a、b、c三条痕迹。速度选择器内的匀强电场和匀强磁场分别为和，不计离子重力与离子间的相互作用，则的方向为垂直纸面向________（选填“里”“外”）；离子通过速度选择器的速度________；c处痕迹对应________离子。 【答案】 ①. 外 ②. ③. 氕 【解析】 【详解】[1]由图可知带正电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知，的方向为垂直纸面向外； [2]离子通过速度选择器时，根据受力平衡可得 解得速度大小为 [3]粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 c处痕迹对应的轨道半径最小，粒子比荷最大，则c处痕迹对应氕离子。 四、实验探究题：本题共2小题，每空2分，共12分。 12. 如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面开始时，金属棒放在导轨正中间的位置处，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。 （1）闭合开关，观察到金属棒水平向________运动（填“左”或“右”）； （2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是________； A．仅改变电流的方向 B．仅改变磁场的方向 C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器的滑片，减少接入电路的电阻 （3）为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，下列措施可行的是________。 A．增加金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的间距 【答案】 ①. 右 ②. AB ③. AD 【解析】 【详解】（1）[1]根据左手定则，可以判断出此时金属棒受到的安培力方向为水平向右，则可观察到金属棒水平向右运动； （2）[2] 若要改变金属棒的运动方向，则应使安培力的方向发生改变，可改变电流的方向或改变磁场的方向，故选AB； （3）[3]由 可知要使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，则应增大导体棒所受安培力或延迟加速时间；增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度 由 可知，要增大导体棒所受安培力可向左移动滑动变阻器的滑片或增加金属水平导轨的间距，故选AD。 13. 某实验小组做“探究影响感应电流方向的因素”实验的装置如图所示。 （1）闭合开关的瞬间，发现电流表G指针向右偏转。电路稳定后，将线圈A快速从线圈B中抽出，电流表指针将向______（选填“左”或“右”）偏转。 （2）实验准备过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈______中导线的绕制方向。（选填：“A”、“B”或“A和B”） （3）感应电流沿着楞次定律所述的方向，______（选填“是”或“不是”）能量守恒定律的必然结果。 【答案】 ①. 左 ②. A和B ③. 是 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关的瞬间，发现电流表G指针向右偏转，表明穿过线圈的磁通量增大时，电流计指针向右偏转，当将线圈A快速从线圈B中抽出，穿过线圈的磁通量减小，可知，电流表指针将向左偏转。 （2）[2]为了根据楞次定律准确确定感应电流的方向，实验准备过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈A和B中导线的绕制方向。 （3）[3]楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的一种表现，因此感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。 五、计算题：本题共3小题，共39分。 14. 如图所示，宽为L=0.2m的光滑导轨与水平面成a=37°角，处于磁感应强度大小为B=0.6T、方向垂直于导轨面向上的匀强磁场中，导轨上端与电源和电阻箱连接，电源电动势E=3V，内阻。在导轨上水平放置一根金属棒ab，金属棒与导轨接触良好，当电阻箱的电阻调到时，金属棒恰好能静止。忽略金属棒和导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）回路中电流的大小； （2）金属棒受到的安培力； （3）金属杆ab的质量。 【答案】（1）；（2），方向沿斜面向上；（3） 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得 （2）金属棒受到的安培力为 由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上； （3）由于金属棒刚好静止，则有 解得 15. 如图所示，宽为的区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。一带电粒子以速度v从A点垂直于磁场边界进入匀强磁场，已知粒子的质量，电荷量，，粒子重力忽略不计。 （1）求带电粒子在磁场中运动的半径r； （2）画出带电粒子的运动轨迹并标出圆心角； （3）求带电粒子在磁场中运动的时间（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 代入数据解得轨道半径为 （2）带电粒子的运动轨迹如图所示 （3）由图可知偏转角满足 可得 带电粒子的运动周期为 带电粒子在磁场中运动的时间为 代入数据解得 16. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻，水平导体棒MN可沿两侧导轨下滑而不分离，且始终与导轨垂直，导体棒的质量为m，接入电路的电阻为r，装置的其余部分电阻可忽略不计. 在两导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如图所示，将导体棒MN无初速度释放，导体棒下滑h高度时速度达到稳定，重力加速度为g，求： （1）导体棒释放瞬间的加速度大小； （2）导体棒运动稳定时的速度大小； （3）从释放到速度稳定的过程中，回路中产生的热量； （4）从释放到速度稳定的过程中，电阻R上通过的电荷量。 【答案】（1）a=g；（2）；（3）；（4） 【解析】 【分析】 【详解】(1)导体棒释放瞬间，有 所以 (2)导体棒稳定时做匀速运动，有 回路电流 感应电动势 解得 (3)从释放到速度稳定的过程，设回路产生的电热为Q，由能量守恒定律得 回路中产生的热量 (4)平均感应电动势 电流公式 电量公式 解得从释放到速度稳定的过程中，电阻R上通过的电荷量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $