精品解析：山东省威海市乳山市银滩高级中学2025-2026学年高二上学期9月月考物理试题

2025-2026学年度第一学期高二9月模块考试 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1、答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2、第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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，答案不能答在试卷上。 3、第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题（1-8题有一个正确选项 每小题3分，9-12有多个正确选项每题4分，漏选2分） 1. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 3. 如图所示，矩形线圈放置在水平面内，磁场方向与水平方向夹角，已知，，矩形线圈面积为，磁感应强度大小为，现将线圈绕顺时针旋转，则通过线圈的磁通量变化量为（　　） A. B. C. D. 4. 图甲是实验中常用的磁电式电流表的结构。它主要是由磁体（极靴）和放在磁体两极之间的线圈构成，当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，于是安装在轴上的线圈就要转动。图乙是该磁电式电表原理示意图，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，图乙中线圈通过恒定电流时，左侧通电导线受到的安培力向上，下列说法正确的是（　　） A. 右侧通电导线也受到向上的安培力 B. 右侧导线中电流方向垂直纸面向外 C. 线圈将会逆时针转动 D. 无论线圈转到任何位置，线圈平面都与磁感线垂直 5. 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 6. 通有电流I的直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图所示，O为直导线的中心，下列说法正确的是（　　） A. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动 B. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动 C. 导线受磁场力的作用，绕O点在纸面内逆时针方向转动 D. 导线不受磁场力的作用，故不转动 7. 磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（　　） A. 按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高 B. 按下按键的速度越快，霍尔电压越大 C. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b 8. 如图，为范围足够大的匀强磁场的下边界，垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度为。质量为、电荷量为带正电的粒子从点以速度与成角垂直射入磁场中，经过一段时间从点（图中没有标出）离开磁场，只考虑粒子所受的洛伦兹力作用。粒子从点运动到点的过程中（ ） A. 粒子做圆周运动的半径 B. 粒子运动的时间最长为 C. 时粒子运动的轨迹长为 D. 时两点间距离大于时两点间距离 9. 如图所示，带负电的小球由静止释放，一段时间后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，关于小球在磁场中运动的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球做圆周运动 B. 洛伦兹力对小球不做功 C. 小球的速度保持不变 D. 小球的机械能保持不变 10. 如图所示，在正六边形ABCDEF区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两个质子以不同的速率，先后从A点沿AD方向射入磁场，其中甲质子从F点射出，乙质子从E点射出。不计质子的重力，则甲、乙两质子（　　） A. 速率之比为1：3 B. 速率之比为3：1 C. 在磁场中运动的时间之比为1：2 D. 在磁场中运动的时间之比为2：1 11. 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0，在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 直杆对小球的弹力方向不变 B. 直杆对小球的摩擦力先减小再增大 C. 小球运动的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 12. 如图所示，竖直平面内半径为R、圆心为O的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的收集板。三角形MON为边长为2R的等边三角形，从圆形磁场最高点P沿PO方向向圆形区域内射入大量速率不同的同种粒子，粒子所带电荷量为，质量为m。不计粒子之间的相互作用力及粒子重力，关于打在MN区域的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在磁场中运动时间最长的粒子速率为 B. 速率最大的粒子的速率 C. 整个过程中位移最小的粒子速率 D. 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 二、实验题（14分） 13. 为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验。 （1）小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究 ①请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整______。 ②正确连接电路后，下列说法正确的是______（多选，填正确答案前的标号）。 A.开关闭合，拔出线圈B中的线圈A的过程中，电表的指针发生偏转 B.开关闭合，线圈A中电流稳定后，电表的指针稳定偏转 C.开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈A中出现感应电流 D.开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈B中出现感应电流 E.断开开关的瞬间，电表的指针有明显偏转 （2）南宁市某学校的同学在操场上将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路，两同学沿南北方向面对面站立摇动这条导线，______（填“能”或“不能”）观察到“摇绳发电”的现象。 14. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 三、计算题（共46分） 15. 如图所示，直角三角形中，，点为斜边的中点，点为水平直角边的中点。两通电长直导线垂直纸面分别放置在、两顶点处，导线中的电流大小均为，方向均垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小（为电流大小，为该点到导线的垂直距离，为常量），点处电流在点产生的磁感应强度大小为。 （1）求点的磁感应强度； （2）若在点处垂直纸面放置一通电直导线，使点的磁感应强度为0，求该导线中的电流的大小和方向。 16. 如图所示，左、右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量绝对值为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射出，求粒子入射速度v0的最大值？（粒子不计重力） 17. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.25m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ=30°，金属导轨的一端接有电动势E=12V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.2kg的导体棒ab放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小B=0.8T、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=3.5Ω，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的安培力及摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。 18. 芯片制造中的重要工序之一是离子的注入，实际生产中利用电场和磁场来控制离子的运动。如图所示，MN为竖直平面内的一条水平分界线，MN的上方有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，MN的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q（）的带正电粒子从MN上的A点射入电场，从MN上的C点射入磁场，此后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。粒子射入电场时的速度方向与MN的夹角，速度大小为，不计带电粒子受到的重力。 （1）求A、C两点间的距离L； （2）求电场强度与磁感应强度大小之比； （3）若只通过减小电场强度的大小，使粒子能从下往上经过C点，求电场强度的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第一学期高二9月模块考试 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1、答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2、第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上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，答案不能答在试卷上。 3、第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题（1-8题有一个正确选项 每小题3分，9-12有多个正确选项每题4分，漏选2分） 1. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】C 【解析】 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【解析】 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。 3. 如图所示，矩形线圈放置在水平面内，磁场方向与水平方向夹角，已知，，矩形线圈面积为，磁感应强度大小为，现将线圈绕顺时针旋转，则通过线圈的磁通量变化量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线圈水平放置时的磁通量为 线圈竖直放置时的磁通量为 则磁通量变化量为 故选B。 4. 图甲是实验中常用的磁电式电流表的结构。它主要是由磁体（极靴）和放在磁体两极之间的线圈构成，当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，于是安装在轴上的线圈就要转动。图乙是该磁电式电表原理示意图，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，图乙中线圈通过恒定电流时，左侧通电导线受到的安培力向上，下列说法正确的是（　　） A. 右侧通电导线也受到向上的安培力 B. 右侧导线中电流方向垂直纸面向外 C. 线圈将会逆时针转动 D. 无论线圈转到任何位置，线圈平面都与磁感线垂直 【答案】B 【解析】 【详解】B．因为左侧通电导线受到的安培力向上，根据左手定则可知，左侧导线的电流方向垂直纸面向内，则右侧导线中电流方向垂直纸面向外，故B正确； A．根据左手定则可知，右侧通电导线受到向下的安培力，故A错误； C．因为左侧通电导线受到的安培力向上，右侧通电导线受到的安培力向下，所以线圈将会顺时针转动，故C错误； D．由题意可知，无论线圈转到任何位置，线圈平面都与磁感线平行，故D错误。 故选B。 5. 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。 6. 通有电流I的直导线竖直放置，且可绕O点向各个方向转动，电流方向如图所示，O为直导线的中心，下列说法正确的是（　　） A. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向里，下端向外转动 B. 导线受磁场力的作用，绕O点上端向外，下端向里转动 C. 导线受磁场力的作用，绕O点在纸面内逆时针方向转动 D. 导线不受磁场力的作用，故不转动 【答案】B 【解析】 【详解】条形磁体产生的磁场在导线位置的磁场方向水平向右，沿导线向上磁感应强度逐渐减小，即导线O点下侧所受安培力大一些，导线的运动由下侧安培力决定，垂直于纸面向里，则根据左手定则可知，安培力方向绕O点上端向外，下端向里转动。 故选B。 7. 磁轴键盘是一种新型的机械键盘结构，磁轴包括轴心、永磁铁、霍尔传感器和弹簧，其结构简图如图所示。轴心可保证按键和弹簧只在竖直方向运动，永磁铁（N极在下、S极在上）固定在按键上，长、宽、高分别为l、b、h的霍尔传感器通有由前向后的恒定电流I。当按键被按下时，开始输入信号。当松开按键时，输入信号停止。下列说法正确的是（　　） A. 按下按键后，霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势高 B. 按下按键的速度越快，霍尔电压越大 C. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以减小h D. 要使该磁轴键盘更加灵敏，可以增加b 【答案】C 【解析】 【详解】A．按下按键后，永磁体在霍尔传感器处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知自由电子在左表面聚集，所以霍尔传感器的左表面的电势比右表面的电势低，故A错误； BCD．最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有 结合电流的微观定义式I=neSv=nebhv 有 可见按下按键的速度快慢，对霍尔电压没有影响，减小h，使该磁轴键盘更加灵敏，b对霍尔电压无影响，对该磁轴键盘的灵敏度无影响，故C正确；BD错误。 故选C。 8. 如图，为范围足够大的匀强磁场的下边界，垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度为。质量为、电荷量为带正电的粒子从点以速度与成角垂直射入磁场中，经过一段时间从点（图中没有标出）离开磁场，只考虑粒子所受的洛伦兹力作用。粒子从点运动到点的过程中（ ） A. 粒子做圆周运动的半径 B. 粒子运动的时间最长为 C. 时粒子运动的轨迹长为 D. 时两点间距离大于时两点间距离 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得，故A错误； B．粒子在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 由于，粒子运动的时间最长大于，故B错误； C．当时粒子运动的轨迹为半个圆周，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 粒子运动的轨迹长为，故C正确； D．由几何关系可知，当时PQ两点间距离等于 当时PQ两点间距离等于 可见，时两点间距离等于时两点间距离，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，带负电的小球由静止释放，一段时间后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，关于小球在磁场中运动的过程，下列说法正确的是（　　） A. 小球做圆周运动 B. 洛伦兹力对小球不做功 C. 小球的速度保持不变 D. 小球的机械能保持不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．带负电的小球由静止释放，一段时间后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，所以小球受重力和洛伦兹力作用，速度方向与合力方向夹角不是，故小球做曲线运动，故A错误； BD．洛伦兹力方向与速度方向垂直，故洛伦兹力对小球不做功，故重力作用下，小球机械能保持不变，故BD正确； C．小球在重力与洛伦兹力作用下，小球的速度发生变化，故C错误。 故选BD。 10. 如图所示，在正六边形ABCDEF区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两个质子以不同的速率，先后从A点沿AD方向射入磁场，其中甲质子从F点射出，乙质子从E点射出。不计质子的重力，则甲、乙两质子（　　） A. 速率之比为1：3 B. 速率之比为3：1 C. 在磁场中运动的时间之比为1：2 D. 在磁场中运动的时间之比为2：1 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．如图所示，设正六边形的边长为L，甲、乙两个质子在磁场中均做匀速圆周运动，由几何关系可得， 由 可得 故甲、乙两质子的速率之比为，A正确，B错误； CD．甲、乙两个质子在磁场中做匀速圆周运动的根据周期公式 可得甲、乙两个质子在磁场中做匀速圆周运动的周期相等，由图可得 甲、乙两质子在磁场中运动的时间之比为，C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0，在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 直杆对小球的弹力方向不变 B. 直杆对小球的摩擦力先减小再增大 C. 小球运动的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对小球受力分析，竖直方向上，根据平衡条件，则有 初始时，洛伦兹力为零，弹力方向向上，此时小球加速，则有 速度达到最大时，摩擦力与拉力平衡，此时弹力必然大于重力，此时洛伦兹力必然大于重力，且有 此时弹力方向向下，故A错误； BC．小球开始运动时，根据牛顿第二定律可得 可知，随着速度v增大，加速度a增大，当时，加速度达到最大值 摩擦力 可知，随着速度v增大，摩擦力f逐渐减小，当加速度达到最大后，速度增大时，洛伦兹力增大，支持力反向增大，则有 可见，随着速度v增大，加速度a减小，摩擦力 随速度v增大而增大，因此整个过程中，直杆对小球的摩擦力先减小再增大，小球的最大加速度为，故BC正确； D．当小球受力平衡时，速度达到最大，则有 解得，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，竖直平面内半径为R、圆心为O的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，MN是一竖直放置的收集板。三角形MON为边长为2R的等边三角形，从圆形磁场最高点P沿PO方向向圆形区域内射入大量速率不同的同种粒子，粒子所带电荷量为，质量为m。不计粒子之间的相互作用力及粒子重力，关于打在MN区域的粒子，下列说法正确的是（　　） A. 在磁场中运动时间最长的粒子速率为 B. 速率最大的粒子的速率 C. 整个过程中位移最小的粒子速率 D. 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中运动的周期为 由可知，在磁场中运动时间最长的粒子轨迹对应的圆心角最大，如图所示 设出射点为，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，根据几何关系有 则粒子射到M点时，最小，最大，粒子在磁场中运动的时间最长，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力 可得在磁场中运动时间最长的粒子速率为 故A正确； B．根据洛伦兹力提供向心力，有 可得 可知轨迹半径r越大的粒子，速度v越大，故射到N点的粒子速度最大，由几何关系可知 解得 故B正确； C．点、点在同一高度上，整个过程中粒子位移最小的粒子打在M点，轨迹半径为 位移最小的粒子速率为 故C错误； D．速率最大的粒子打在N点，粒子在磁场中运动的时间为 粒子在磁场外运动的时间为 速率最大的粒子在整个过程中的运动时间 故D正确。 故选ABD。 二、实验题（14分） 13. 为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验。 （1）小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究 ①请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整______。 ②正确连接电路后，下列说法正确的是______（多选，填正确答案前的标号）。 A.开关闭合，拔出线圈B中的线圈A的过程中，电表的指针发生偏转 B.开关闭合，线圈A中电流稳定后，电表的指针稳定偏转 C.开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈A中出现感应电流 D.开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，电表的指针偏转，线圈B中出现感应电流 E.断开开关的瞬间，电表的指针有明显偏转 （2）南宁市某学校的同学在操场上将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路，两同学沿南北方向面对面站立摇动这条导线，______（填“能”或“不能”）观察到“摇绳发电”的现象。 【答案】（1） ①. ②. ADE （2）能 【解析】 【小问1详解】 [1]根据实验要求，电路连接情况如图所示 [2] A．开关闭合，拔出线圈B中的线圈A的过程中，通过线圈B中的磁通量减少，故电表的指针发生偏转，故A正确； B．开关闭合，线圈A中电流稳定后，通过线圈B的磁通量不变，表的指针不偏转，故B错误； CD．开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，流过线圈A的电流发生变化，则线圈A产生的磁场发生变化，故通过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中出现感应电流，电表的指针偏转，故C错误，故D正确； E．断开开关的瞬间，通过B线圈的磁通量迅速减小，电表的指针有明显偏转，故E正确。 故选ADE。 【小问2详解】 因地磁场沿南北方向，所以当两同学沿南北方向面对面站立，只有在赤道附近磁场水平分量主导的区域摇动这条导线，不会切割磁感线，不能观察到“摇绳发电”的现象，地磁场包含南北向水平分量和竖直分量，南宁市不属于赤道附近区域，存在地磁场竖直分量，当两同学沿南北方向面对面站立摇动导线时，闭合回路磁通量发生变化，产生感应电流，因此能观察到“摇绳发电”的现象。 14. 某同学在学习安培力后，设计了如图甲所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。已知矩形线框的匝数为n，用刻度尺测出矩形线框短边的长度为L，根据实验主要步骤完成填空： （1）将矩形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框的下短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面______（填“平行”或“垂直”）； （2）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，记录线框静止时弹簧测力计的读数F1，线框所受安培力的方向竖直向下；仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，记录线框静止时弹簧测力计的读数F2（F2>F1），此时线框所受安培力的方向______； （3）某次实验电流表接线和表盘如图乙所示，该电流表的读数是______A； （4）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度大小。B=______。（用n、L、I1、I2、F1和F2表示） 【答案】（1）垂直 （2）竖直向下 （3）0.40 （4） 【解析】 【小问1详解】 应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出弹簧的拉力； 【小问2详解】 第一次调节滑动变阻器使电流表的读数为I1，线框所受安培力的方向竖直向下；第二次仅调节滑动变阻器使电流表的读数为I2，则通过线框的电流方向不变，因磁场方向也不变，根据左手定则可知，第二次调节滑动变阻器时，线框所受安培力的方向仍然竖直向下。 【小问3详解】 电流表接线柱接“−”和“0.6”，量程为0~0.6，分度值为0.02A，指针指在0.40A处，所以读数是0.40A。 【小问4详解】 当电流为I1时，安培力竖直向下，则 当电流为I2时，安培力竖直向下，则 两式相减消去G后得 解得 三、计算题（共46分） 15. 如图所示，直角三角形中，，点为斜边的中点，点为水平直角边的中点。两通电长直导线垂直纸面分别放置在、两顶点处，导线中的电流大小均为，方向均垂直纸面向里。已知长直电流在其周围空间某点产生的磁感应强度大小（为电流大小，为该点到导线的垂直距离，为常量），点处电流在点产生的磁感应强度大小为。 （1）求点的磁感应强度； （2）若在点处垂直纸面放置一通电直导线，使点的磁感应强度为0，求该导线中的电流的大小和方向。 【答案】（1） （2），方向垂直纸面向外 【解析】 【小问1详解】 由几何关系知，，故、两点处导线在点产生的磁感应强度大小 根据安培定则判断、方向如图所示，由几何关系知，、夹角为，由平行四边形定则得，点的磁感应强度大小 方向水平向右 【小问2详解】 要使点的磁感应强度为0，点处电流在点产生的磁感应强度大小 方向水平向左 由几何关系知，，又由 点处导线中电流大小 方向垂直纸面向外 16. 如图所示，左、右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量绝对值为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射出，求粒子入射速度v0的最大值？（粒子不计重力） 【答案】若粒子带正电，最大速度为；若粒子带负电，最大速度为 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力 解得半径为 若粒子带正电，最大半径的轨迹如图 根据几何关系可知 解得半径为 则粒子入射速度最大值为 若粒子带负电，运动轨迹如图 根据几何关系可知 同理解得速度最大值为 17. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.25m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ=30°，金属导轨的一端接有电动势E=12V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.2kg的导体棒ab放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小B=0.8T、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=3.5Ω，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2。求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的安培力及摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度大小B的取值范围。 【答案】（1） （2），方向沿斜面向上；，方向沿斜面向上 （3） 【解析】 【小问1详解】 回路电流为 导体棒两端的电压为 【小问2详解】 安培力大小为 由电路电流方向及左手定则可知，安培力方向沿斜面向上。 根据平衡条件可得 解得 摩擦力方向沿斜面向上。 【小问3详解】 最大静摩擦力为 当最大静摩擦力沿斜面向上时，由 解得 当最大静摩擦力沿斜面向下时，由 解得 则磁感应强度大小的取值范围为 18. 芯片制造中的重要工序之一是离子的注入，实际生产中利用电场和磁场来控制离子的运动。如图所示，MN为竖直平面内的一条水平分界线，MN的上方有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，MN的下方有垂直于竖直平面向外的匀强磁场。一质量为m，电荷量为q（）的带正电粒子从MN上的A点射入电场，从MN上的C点射入磁场，此后在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动。粒子射入电场时的速度方向与MN的夹角，速度大小为，不计带电粒子受到的重力。 （1）求A、C两点间的距离L； （2）求电场强度与磁感应强度大小之比； （3）若只通过减小电场强度的大小，使粒子能从下往上经过C点，求电场强度的最小值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带正电粒子在电场中做类斜抛运动，则水平方向有 竖直方向 由牛顿第二定律 联立可得，A、C两点间的距离为 【小问2详解】 如图 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系 由洛伦兹力提供向心力 联立可得电场强度与磁感应强度大小之比为 【小问3详解】 如图 粒子第一次从磁场返回电场时经过C点，此时电场强度最小，则电场中从A点到D点，有 由牛顿第二定律 粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径不变，则有 由几何关系 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $