精品解析：山西省临汾市平阳中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试题

山西省临汾市平阳中学2025-2026学年高二上学期12月月考 物 理 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 以下说法正确的是（  ） A. 由可知电场中某点的电场强度E与F成正比，与试探电荷电量q成反比 B. 根据库仑定律可知，当r→0时，库仑力F→∞ C. 由Uab = Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D. 根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V 2. 关于下列四幅图中的现象或原理解释合理的是（ ） A. 图甲中人接触带电金属球，头发散开属于感应起电 B. 图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡L变亮 C. 图丙中相互靠近的两导线中通有异向电流 D. 图丁中磁电式电流表的工作原理是磁场对线框的安培力作用 3. 图甲为洛伦兹力演示仪的实物图，乙图为其结构示意图。演示仪中有一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈（励磁线圈），通过电流时，两线圈之间产生沿线圈轴向、方向垂直纸面向内的匀强磁场。圆球形玻璃泡内有电子枪，电子枪发射电子，电子在磁场中做匀速圆周运动。电子速度的大小可由电子枪的加速电压来调节，磁场强弱可由励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（　　） A. 仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子将做匀加速直线运动 B. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小 C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将不变 D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的半径将变大 4. 如图所示，一带正电的小球置于某导体腔内，取无限远处电势为零。a点位于导体腔内，b点位于导体腔内壁上，c点位于导体腔内、外壁之间，d点位于导体腔外。在达到静电平衡时，a、b、c、d四点的电势关系为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a，b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A. 7N B. 7.2N C. 9N D. 12N 6. 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其正上方略偏右处固定一根直导线，导线和磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（ ） A. 磁铁对桌面的压力减小 B. 磁铁对桌面的压力不变 C. 桌面受向左的摩擦力 D. 桌面受向右的摩擦力 7. 下图是由加速电场和偏转电场组成的，不同的带负电的粒子在电压为的电场中由静止加速，从M孔射出后垂直进入电压为的平行金属板间的电场中，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则下列说法错误的是（　　） A. 若不同比荷的负电粒子由O点射入，从偏转电场射出时偏转角度θ相同 B. 无论比荷是否相等，则带负电粒子从偏转电场射出的偏转位移y相等 C. 若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出时动能相等 D. 若电荷量q相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等 8. 圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在圆上A点沿半径方向射入粒子a，粒子a经磁场偏转的偏转角为60°，轨迹如图所示，若仍从A点沿半径方向射入粒子b，粒子经磁场偏转，从磁场出射时，出射速度与a粒子的出射速度方向相反，已知a、b粒子的质量相等，电荷量相等，不计粒子的重力，则 （　　） A. a、b粒子均带正电 B. a、b粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 C. a、b粒子在磁场中运动的速度大小之比为3：1 D. a、b粒子在磁场中运动的时间之比为2：1 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 9. 如图所示电路，，，是最大阻值为的滑动变阻器V1、V2、A均为理想电表,示数分别为、和I，示数的变化量分别为、、。现将滑动变阻器的触头从最左端缓慢向右滑动，则下列说法正确的是（　　） A. B. 保持不变 C. 当时，消耗的电功率达到最大值 D. 当时，消耗的电功率达到最大值 10. 压力传感器在物理实验中应用非常广泛，它是将压力转化为电信号，内部简化原理图如图所示，电容的两个平行极板A、B分别与一个灵敏电流计和电源串联，下列说法正确的是（　　） A. 若开关闭合，增大待测压力，电容器的电容减小 B. 若开关闭合，增大待测压力，电流表中的电流方向向左 C. 若将开关断开再增大压力，电容器极板间的电压减小 D. 若将开关断开再增大压力，电流表中的电流方向向右 11. 某电场沿x轴方向上的电场强度E随x变化的关系图像如图所示，以x轴正方向为电场强度的正方向，图中、均已知。现将电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O处由静止释放，粒子在仅受电场力作用的情况下开始运动。下列说法正确的是（ ） A. 粒子将在O和间往返运动 B. 粒子释放后会做匀加速直线运动 C. 粒子在运动过程中的最大动能为 D. 粒子在从O运动到的过程中电势能逐渐减小 12. 如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数．设电流I（方向如图）是由电子的定向流动形成的，导体单位体积中电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e．下列说法正确的是（ ） A. 上表面的电势比下表面低 B. 洛伦兹力对电子做正功 C. 导体板之间的电场强度 D. 霍尔系数K的大小与d、h、n、e都没有关系 三、实验题（本题每空2分，共14分） 13. 实验小组利用如下器材测量某合金丝的电阻率： 待测合金丝： 电流表：（量程，内阻） 电流表：（量程，内阻） 学生电源：E（电动势，内阻不计） 滑动变阻器：（最大阻值为）、（最大阻值为） 电阻箱R（最大阻值为9999Ω）、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线。 （1）首先利用多用电表欧姆挡粗测，把欧姆挡调到“×1”挡，如图1所示，测量结果为________Ω。 （2）用毫米刻度尺测出合金丝的长度，再用螺旋测微器测量合金丝的直径，其示数如图2所示，则该合金丝的直径________mm。 （3）用图3电路测合金丝的电阻，为方便调节，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片置于最________（选填“左”或“右”）端；实验器材中没有电压表，为了测量电压，需要将电流表改装成 的电压表，则电阻箱的阻值应调为________Ω。 （4）若某次实验电流表的读数为，电流表的读数为，则待测合金丝的阻值________，求得合金丝的电阻率________（结果用、、表示）。 四、解答题（共30分） 14. 如图甲所示，等腰直角中，，现有一个匀强电场，方向与等腰直角所在的平面平行，以的O点为坐标原点建立平面直角坐标系，其中OA所在直线为x轴，OB所在直线为y轴，两个坐标轴方向上的电势变化如图乙所示，求： （1）匀强电场的电场强度E； （2）将电荷量为的点电荷由电场中的A点移动到O点，静电力做的功W。 15. 如图所示，倾角，宽为的金属框架上放一质量为，电阻的导体棒，导体棒与框架间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知电源电动势，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为，，方向竖直向上，当合上K后，导体棒在斜面上处于静止状态。金属框架电阻不计，取，。求： （1）当时，金属棒受到的安培力大小； （2）当时，金属棒受到的摩擦力大小； （3）若磁场方向变为垂直斜面向上，大小不变，为了使金属棒恰好不下滑，滑动变阻器的阻值。 16. 如图所示，在空间有坐标系，第三象限有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场. 一个质量为、电荷量为的正离子，从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在轴上距点的处. 不计离子重力，求： （1）此离子在磁场中做圆周运动的半径； （2）离子从处运动到处所需的时间； （3）电场强度的大小. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西省临汾市平阳中学2025-2026学年高二上学期12月月考 物 理 一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 以下说法正确的是（  ） A. 由可知电场中某点的电场强度E与F成正比，与试探电荷电量q成反比 B. 根据库仑定律可知，当r→0时，库仑力F→∞ C. 由Uab = Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D. 根据电势差的定义式可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为－1V 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场中某点的电场强度只与场源电荷有关，此公式为定义式，电场强度与F、q无关。A错误； B．库仑定律，适用于点电荷之间的相互作用。当r→0时，电荷不能看成是点电荷，此时库仑定律不适用，B错误； C．由 Uab = Ed d为沿电场线方向的位移，故在匀强电场中若沿电场线方向两点a、b间的距离越大，则两点间的电势越大；在匀强电场中若没有沿电场线方向两点a、b间的距离越大，两点间的电势差不一定越大，如a、b两点在垂直于电场线的方向上，两点间的电势差为零，C错误； D．根据电势差的定义式 可知，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差为−1V，D正确。 故选D。 【点睛】掌握电场强度、库仑定律、电势及电势差和电场力做功的定义和内容，熟悉各概念的适用范围。 2. 关于下列四幅图中的现象或原理解释合理的是（ ） A. 图甲中人接触带电金属球，头发散开属于感应起电 B. 图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡L变亮 C. 图丙中相互靠近的两导线中通有异向电流 D. 图丁中磁电式电流表的工作原理是磁场对线框的安培力作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中人接触起电机头发散开属于接触起电，故A错误； B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，灯丝电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电流减小，故发现小灯泡变暗，故B错误； C．根据安培定则和左手定则可知，图丙中相互靠近的导线中通有同向电流，故C错误； D．图丁中磁电式电流表的工作原理是安培力对线框的转动作用，故D正确。 故选D。 3. 图甲为洛伦兹力演示仪的实物图，乙图为其结构示意图。演示仪中有一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈（励磁线圈），通过电流时，两线圈之间产生沿线圈轴向、方向垂直纸面向内的匀强磁场。圆球形玻璃泡内有电子枪，电子枪发射电子，电子在磁场中做匀速圆周运动。电子速度的大小可由电子枪的加速电压来调节，磁场强弱可由励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（　　） A. 仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子将做匀加速直线运动 B. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变小 C. 仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将不变 D. 仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的半径将变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．若励磁线圈中电流为零，则磁感应强度为0，电子枪中飞出的电子将做匀速直线运动，故A错误； B．电子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 ， 解得 可知，电子圆周运动的周期与加速电压无关，则提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将不变，故B错误； C．增大励磁线圈中电流，磁感应强度增大，结合上述，电子做圆周运动的周期将变小，故C错误； D．结合上述，解得粒子圆周运动的半径 电子加速过程，根据动能定理有 若提高电子枪加速电压，粒子圆周运动的线速度增大，则电子做圆周运动的半径将变大，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，一带正电的小球置于某导体腔内，取无限远处电势为零。a点位于导体腔内，b点位于导体腔内壁上，c点位于导体腔内、外壁之间，d点位于导体腔外。在达到静电平衡时，a、b、c、d四点的电势关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据静电感应原理可知，导体腔内壁带负电荷，外壁带正电荷，导体腔内的场强方向由带正电的小球指向内壁，整个导体腔为等势体，导体腔外的场强方向由外壁指向无限远处；根据沿电场方向电势降低，且b、c两点在等势体导体腔上，则a、b、c、d四点的电势关系为 故选D。 5. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a，b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（　　） A. 7N B. 7.2N C. 9N D. 12N 【答案】B 【解析】 【详解】设ab的电阻为R，由电阻定律可知afedcb的电阻为5R，若ab中的电流为I，则afedcb中的电流为，ab棒受到的安培力大小 整个六边形线框受到的安培力大小 故选B。 6. 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，其正上方略偏右处固定一根直导线，导线和磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，则（ ） A. 磁铁对桌面的压力减小 B. 磁铁对桌面的压力不变 C. 桌面受向左的摩擦力 D. 桌面受向右的摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，导线所在处磁场向右斜向下，导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力向右斜向上，由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力向左斜向下，磁铁保持静止，故磁铁对桌面的压力增大，有向左的运动趋势，磁铁受到向右摩擦力。根据牛顿第三定律可知，桌面受向左的摩擦力。 故选C。 7. 下图是由加速电场和偏转电场组成的，不同的带负电的粒子在电压为的电场中由静止加速，从M孔射出后垂直进入电压为的平行金属板间的电场中，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则下列说法错误的是（　　） A. 若不同比荷的负电粒子由O点射入，从偏转电场射出时偏转角度θ相同 B. 无论比荷是否相等，则带负电粒子从偏转电场射出的偏转位移y相等 C. 若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出时动能相等 D. 若电荷量q相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．如图所 设偏转电场的板间距离为，在偏转电场中有 tanθ= 偏转角度θ与粒子的比荷无关，所以不同比荷的带负电粒子从O点射入，偏转角度θ相同，故A正确，不符合题意； B．由动能定理得，粒子经电压为的电场中由静止开始加速后，满足 进入电压为的平行金属板间的电场后，粒子做类平抛运动，则 联立解得 粒子射出平行板电场时偏移量y与比荷均无关，故B正确，不符合题意； C．粒子从M孔射出时的动能 所以当带负电粒子的电荷量q相等时，它们从M孔射出时的动能相等，故C正确，不符合题意； D．设加速电场的板间距离为d，由牛顿第二定律得 由于粒子的质量未知，所以无法确定带负电粒子在板间的加速度大小关系，故D错误，符合题意。 故选D。 8. 圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在圆上A点沿半径方向射入粒子a，粒子a经磁场偏转的偏转角为60°，轨迹如图所示，若仍从A点沿半径方向射入粒子b，粒子经磁场偏转，从磁场出射时，出射速度与a粒子的出射速度方向相反，已知a、b粒子的质量相等，电荷量相等，不计粒子的重力，则 （　　） A. a、b粒子均带正电 B. a、b粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 C. a、b粒子在磁场中运动的速度大小之比为3：1 D. a、b粒子在磁场中运动的时间之比为2：1 【答案】C 【解析】 【详解】A．两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，根据左手定则可以判断，a粒子带正电，b粒子带负电。故A错误； B．设圆形有界磁场圆的半径为R，根据几何关系可知 ， 因此 故B错误； C．根据牛顿第二定律 得 得到 故C正确； D．由 可知，两粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，由几何关系可知，a、b粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角分别为60°、120°，由此可知，a、b两粒子在磁场中运动的时间之比为1：2。故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 9. 如图所示电路，，，是最大阻值为的滑动变阻器V1、V2、A均为理想电表,示数分别为、和I，示数的变化量分别为、、。现将滑动变阻器的触头从最左端缓慢向右滑动，则下列说法正确的是（　　） A. B. 保持不变 C. 当时，消耗的电功率达到最大值 D. 当时，消耗的电功率达到最大值 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．因为电路的总电动势不变，所以的大小等于外电压的变化，也等于内电阻的电压变化，即 等于滑动变阻器的电压变化，也等于内电阻和的总电压变化，即 所以 由于 故A错误，B正确； C．将看作内电阻，所以当外电阻等于内电阻时，外电阻消耗的功率最大，即当时，消耗的电功率达到最大值，故C正确； D．对于定值电阻来说，当然是电流越大，功率越大，所以当等于0时，消耗的电功率达到最大值，故D错误。 故选BC。 10. 压力传感器在物理实验中应用非常广泛，它是将压力转化为电信号，内部简化原理图如图所示，电容的两个平行极板A、B分别与一个灵敏电流计和电源串联，下列说法正确的是（　　） A. 若开关闭合，增大待测压力，电容器的电容减小 B. 若开关闭合，增大待测压力，电流表中的电流方向向左 C. 若将开关断开再增大压力，电容器极板间的电压减小 D. 若将开关断开再增大压力，电流表中的电流方向向右 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当开关闭合时，电容器两端的电压不变，当极板间距离减小时，根据平行板电容器决定式，可知电容增大，故A错误； B．根据电容的定义式，电容增大，电荷量增大，电容需要充电，电流方向向左，故B正确； CD．当开关断开时，电容的电荷量不变，同上分析，电容增大，极板间电压减小，开关断开，没有形成闭合回路，此时电路中没有电流，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 某电场沿x轴方向上的电场强度E随x变化的关系图像如图所示，以x轴正方向为电场强度的正方向，图中、均已知。现将电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O处由静止释放，粒子在仅受电场力作用的情况下开始运动。下列说法正确的是（ ） A. 粒子将在O和间往返运动 B. 粒子释放后会做匀加速直线运动 C. 粒子在运动过程中的最大动能为 D. 粒子在从O运动到的过程中电势能逐渐减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因E-x图像的面积等于电势差，可知O点与2x0之间的电势差为零，则粒子从O点释放能到达2x0位置，然后返回做往复运动，可知粒子将在O和间往返运动，A正确； B．粒子释放后，因场强不断变化，则粒子受电场力不断变化，不是做匀加速直线运动，B错误； C．粒子在0-x0之间电场力做正功，则运动到x0位置时动能最大，即在运动过程中的最大动能为，C正确； D．粒子在从O运动到的过程中电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增加，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数．设电流I（方向如图）是由电子的定向流动形成的，导体单位体积中电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e．下列说法正确的是（ ） A. 上表面的电势比下表面低 B. 洛伦兹力对电子做正功 C. 导体板之间的电场强度 D. 霍尔系数K的大小与d、h、n、e都没有关系 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据左手定则，电子向上表面偏转，则上表面的电势低于下表面的电势，故A正确； B．根据左手定则，洛伦兹力的方向始终与电子运动的方向垂直，对电子不做功，故B错误； C．电子在磁场中受洛伦兹力的作用，向上极板偏转，极板间形成电场，由电场强度公式得，故C正确； D．电子在磁场中受洛伦兹力的作用，向上极板偏转，稳定后，极板间形成电场，后续电子在电场力和洛伦兹力的作用下，处于平衡状态，即 解得 根据电流得微观表达式可知 联立解得 由电势差U、电流I和B的关系和上式可知 则霍尔系数K的大小与n、e有关系，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本题每空2分，共14分） 13. 实验小组利用如下器材测量某合金丝的电阻率： 待测合金丝： 电流表：（量程，内阻） 电流表：（量程，内阻） 学生电源：E（电动势，内阻不计） 滑动变阻器：（最大阻值为）、（最大阻值为） 电阻箱R（最大阻值为9999Ω）、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线。 （1）首先利用多用电表欧姆挡粗测，把欧姆挡调到“×1”挡，如图1所示，测量结果为________Ω。 （2）用毫米刻度尺测出合金丝的长度，再用螺旋测微器测量合金丝的直径，其示数如图2所示，则该合金丝的直径________mm。 （3）用图3电路测合金丝的电阻，为方便调节，滑动变阻器应选________（选填“”或“”），闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片置于最________（选填“左”或“右”）端；实验器材中没有电压表，为了测量电压，需要将电流表改装成 的电压表，则电阻箱的阻值应调为________Ω。 （4）若某次实验电流表的读数为，电流表的读数为，则待测合金丝的阻值________，求得合金丝的电阻率________（结果用、、表示）。 【答案】（1）10## 10.0 （2）1.780##1.781##1.779 （3） ①. ②. 左 ③. 5970 （4） ①. 10.3 ②. 【解析】 【小问1详解】 欧姆表的读数为 【小问2详解】 螺旋测微器读数为： 【小问3详解】 本实验使用分压式控制电路，应采用滑动变阻器，由电路结构可知，闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于最左端；要将电流表改装为6V电压表，需满足：，解得：。 【小问4详解】 和电流表两端总电压为，根据欧姆定律有,可得，由及，可得。 四、解答题（共30分） 14. 如图甲所示，等腰直角中，，现有一个匀强电场，方向与等腰直角所在的平面平行，以的O点为坐标原点建立平面直角坐标系，其中OA所在直线为x轴，OB所在直线为y轴，两个坐标轴方向上的电势变化如图乙所示，求： （1）匀强电场的电场强度E； （2）将电荷量为的点电荷由电场中的A点移动到O点，静电力做的功W。 【答案】（1）200V/m，方向由AB的中点D指向O点 （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，O点电势为0，A点和B点的电势均为4V，故AB为一个等势面，由O向AB作垂线，垂足为D，如图所示 根据几何关系可知OD的长度为 根据匀强电场中电场强度公式有 沿着电势降低最快的方向，即电场强度方向由AB的中点D指向O点。 【小问2详解】 根据电场力做功的表达式 15. 如图所示，倾角，宽为的金属框架上放一质量为，电阻的导体棒，导体棒与框架间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知电源电动势，内阻不计，滑动变阻器的最大阻值为，，方向竖直向上，当合上K后，导体棒在斜面上处于静止状态。金属框架电阻不计，取，。求： （1）当时，金属棒受到的安培力大小； （2）当时，金属棒受到的摩擦力大小； （3）若磁场方向变为垂直斜面向上，大小不变，为了使金属棒恰好不下滑，滑动变阻器的阻值。 【答案】（1）；（2）0；（3） 【解析】 【详解】（1）K闭合后，金属棒受安培力如图所示 当时，根据闭合电路欧姆定律可得 则金属棒受到的安培力大小为 （2）当时，安培力F沿斜面分力大小为 棒重力沿斜面分力大小为 所以棒不受摩擦力，即 （3）若B方向垂直斜面向上，则安培力沿斜面向上，如图所示 当棒恰好不下滑时有 又 联立解得 16. 如图所示，在空间有坐标系，第三象限有磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，第四象限有竖直向上的匀强电场. 一个质量为、电荷量为的正离子，从处沿与轴负方向成角垂直射入匀强磁场中，结果离子正好从距点为的处沿垂直电场方向进入匀强电场，最后离子打在轴上距点的处. 不计离子重力，求： （1）此离子在磁场中做圆周运动的半径； （2）离子从处运动到处所需的时间； （3）电场强度的大小. 【答案】(1)(2)(3) 【解析】 【详解】(1)正离子的运动轨迹如图所示. 由几何知识可得， 解得半径. (2)洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得， 解得离子在磁场中运动的速度大小为， 离子在磁场中运动的周期为， 根据轨迹得到离子在磁场中做圆周运动的时间为， 离子从运动到做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,所需要的时间， 故离子从的总时间为. (3)在电场中，由类平抛运动知识得， ， 电场强度的大小为. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $