精品解析：安徽省马鞍山中加双语学校（高中部）2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

马鞍山中加双语学校2024-2025学年第二学期第一次月考 高二物理试卷 注意事项 1．答题前请将姓名、班级、考场、座号和准考证号填写清楚。 2．客观题答题，必须使用2B铅笔填涂，修改时用橡皮擦干净。 3．主观题必须使用黑色签字笔书写。 4．必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效。 一、选择题（本题共10小题，共42分。第1~8题为单选，每小题4分；第9~10题为多选，每小题5分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 2. 如图所示，在竖直面内的正方形四个顶点处分别放置四根通电直导线A、B、C、D，A、B中电流方向垂直纸面向外，C、D中电流方向垂直纸面向里，每根通电直导线在对角线交点O处产生的磁感应强度大小均为，现在O处放置一根长为L的通电直导线，电流大小为I、方向垂直于纸面向里，则该直导线所受的安培力大小和方向分别为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向上 C. ，竖直向下 D. ，竖直向下 3. 如图所示，平行长直金属导轨AB、CD水平放置，间距为d，电阻不计。左侧接电动势为E、内阻r的电源。导体棒静止放在导轨上，与轨道CD间的夹角θ=30°，MN两点间电阻为R且与轨道接触良好。导轨所在区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则导体棒所受安培力的大小为（　　） A. B. C. D. 4. 回旋加速器的原理图如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（He）进行加速，所加的高频电源的电压为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度为B。已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A. 氦核能够从磁场中获得能量 B. 仅增大电压U，氦核最终获得的动能变大 C. 所有量不变，该回旋加速器能对氘核进行加速 D. 被加速的氦核质量为 5. 如图甲粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电物块A静置于水平面上，其所带电荷量q=0.1C。t=0时水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力FN随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 物块A的质量为5kg B. 物块A带负电 C. 水平力F增大 D. 物块A的加速度变小 6. 如图所示，平面直角坐标系的第一象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。轴上的点有一粒子源，可沿纸面向磁场内各个方向发射大量速率相等、带正电的相同粒子，不计粒子重力及粒子间相互作用。当粒子从点沿与轴负方向成角进入磁场时，粒子刚好从原点离开磁场，则粒子离开磁场时到点的最大距离为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场强度为E，方向沿竖直方向，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m的带电微粒，在该场区内沿竖直平面做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，则可判断该微粒（　　） A. 一定沿逆时针方向运动 B. 一定是带电量为的负电荷 C. 运动的速率一定为 D. 运动到最低点时电势能一定最小 8. 电磁流量计常用来测量导电流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图甲，在排污管a处安装一电磁流量计，排污管a处和b处的管道直径分别为100mm和200mm。当导电污水流过竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，a处管壁M、N两点间的电势差为U，如图乙所示。污水流量为280m3/h时，通过a处速度约为10m/s；若流量为70m3/h时，则（　　） A. M点电势始终高于N点电势 B. b处流量约为140m3/h C. 通过b处速度约为0.62m/s D. U与B之比约为2.5m2/s 9. 据报道，图甲是我国空间站安装的现代最先进的霍尔推进器，用以维持空间站的轨道。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e、质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场2垂直于环平面向里 B. 电场方向垂直于环平面向外 C. 电子运动周期为 D. 电场强度大小为 10. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场。电场强度大小为E，方向竖直向下；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场B的大小为 B. 粒子从O点运动到P点的时间为 C. 粒子经过N点时速度大小为 D. MN两点的竖直距离为 二、实验题（本题共10空，每空2分，共20分） 11. 某小组在做“研究带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期”的实验，装置如图所示。若此时玻璃泡中的磁场方向为垂直纸面向外，如图方向观察励磁线圈中的电流为_______，若水平向右发射的粒子的运动轨迹是_______（以上两空均选填“顺时针”或“逆时针”）做圆周运动，若使粒子的轨迹半径变大，该小组同学可采用的方法为_______（多选）。 A.增大励磁线圈的电流 B.减小励磁线圈的电流 C.增大电子枪接入的电压 D.减小电子枪接入的电压 12. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 13. 某校物理学习小组在测某霍尔元件时，如图甲所示，在一矩形金属薄片的、间通入电流，同时外加与薄片垂直的磁场，在、两侧面间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中为薄片的厚度，k为霍尔系数，将P、Q间通入电流I，同时把外加与薄片垂直向下的磁场B的霍尔元件当成电源连接成如图乙所示电路图，则 （1）用螺旋测微器测出霍尔元件厚度如图丙所示，则________mm； （2）M面的电势__________（填“高”“低”或“等”）于N面的电势； （3）按照图丁连接实物图： 改变电阻箱的阻值R。记录相应电压表的读数U，多次进行实验，得出图像如图戊所示，截距为b，则霍尔电压________，霍尔系数________（用题中的符号表示）。 三、计算题（本题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.6 m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ = 30°，空间中存在磁感应强度大小B = 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 9 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.1 kg的导体棒ab放在金属导轨上，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 = 3.5 Ω，金属导轨电阻不计，取重力加速度大小g = 10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）导体棒受到的安培力的大小FA； （2）导体棒与导轨间的动摩擦因数的最小值μ0。 15. 如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中的运动半径r； （2）磁感应强度B的大小： （3）粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t。 16. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。第一象限中有沿y轴正方向的匀强电场（电场强度大小未知）及某未知矩形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小也为B）。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做匀速直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，离开矩形磁场区域后垂直打在y轴上的P点（图中未标出），已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g（取，）。求： （1）小球所带电荷量与质量的比值和第一象限内匀强电场的大小； （2）矩形匀强磁场区域面积S的最小值； （3）小球从M点运动到P点所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 马鞍山中加双语学校2024-2025学年第二学期第一次月考 高二物理试卷 注意事项 1．答题前请将姓名、班级、考场、座号和准考证号填写清楚。 2．客观题答题，必须使用2B铅笔填涂，修改时用橡皮擦干净。 3．主观题必须使用黑色签字笔书写。 4．必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效。 一、选择题（本题共10小题，共42分。第1~8题为单选，每小题4分；第9~10题为多选，每小题5分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】水平导线中通有稳定电流，根据安培定则判断可知，导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线下面的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，其速率不变，而离导线越近，磁场越强，磁感应强度越大，由公式 可知电子的轨迹半径逐渐变小； 故选B。 2. 如图所示，在竖直面内的正方形四个顶点处分别放置四根通电直导线A、B、C、D，A、B中电流方向垂直纸面向外，C、D中电流方向垂直纸面向里，每根通电直导线在对角线交点O处产生的磁感应强度大小均为，现在O处放置一根长为L的通电直导线，电流大小为I、方向垂直于纸面向里，则该直导线所受的安培力大小和方向分别为（　　） A. ，竖直向上 B. ，竖直向上 C. ，竖直向下 D. ，竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】每根通电直导线在O处产生的磁感应强度均为， 由安培定则知，合磁场方向为水平向右，由左手定则知，安培力方向竖直向下，故选C。 3. 如图所示，平行长直金属导轨AB、CD水平放置，间距为d，电阻不计。左侧接电动势为E、内阻r的电源。导体棒静止放在导轨上，与轨道CD间的夹角θ=30°，MN两点间电阻为R且与轨道接触良好。导轨所在区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则导体棒所受安培力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】导体棒连入电路的实际阻值为R，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流 导体棒MN的长度 故导体棒所受安培力 故选C。 4. 回旋加速器的原理图如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（He）进行加速，所加的高频电源的电压为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度为B。已知元电荷为e，下列说法正确的是（　　） A. 氦核能够从磁场中获得能量 B. 仅增大电压U，氦核最终获得的动能变大 C. 所有量不变，该回旋加速器能对氘核进行加速 D. 被加速的氦核质量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．氦核仅在电场中加速，在磁场中洛伦兹力对粒子不做功，不能从磁场中获得能量，故A错误； B．设D形盒的半径为R，则最终射出回旋加速器的速度满足 即有 动能为，最终射出回旋加速器的动能与电压无关，故B错误； C．因为氘核（）与氦核（）的比荷相同，由可知它们的运动周期相同，所以可以用来加速氘核（），故C正确； D．根据周期公式，可知，故D错误。 故选C。 5. 如图甲粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小B=1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电物块A静置于水平面上，其所带电荷量q=0.1C。t=0时水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力FN随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 物块A的质量为5kg B. 物块A带负电 C. 水平力F增大 D. 物块A的加速度变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．初始时刻压力为20N，根据 解得m=2kg，故A错误； B．物块向左运动，压力增大，说明洛伦兹力向下，根据左手定则可知物块带正电，故B错误； CD．图中压力随时间均匀变化，根据牛顿第三定律可知，物块A对水平面的压力大小为 可知加速度恒定。水平方向有 解得 可知水平力F增大，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，平面直角坐标系的第一象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。轴上的点有一粒子源，可沿纸面向磁场内各个方向发射大量速率相等、带正电的相同粒子，不计粒子重力及粒子间相互作用。当粒子从点沿与轴负方向成角进入磁场时，粒子刚好从原点离开磁场，则粒子离开磁场时到点的最大距离为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当粒子从点沿与轴负方向成角进入磁场时，如图1所示 粒子运动的半径。当粒子离开磁场到点的距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图2所示，由几何关系得，最大距离。 故选C。 7. 如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场强度为E，方向沿竖直方向，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m的带电微粒，在该场区内沿竖直平面做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，则可判断该微粒（　　） A. 一定沿逆时针方向运动 B. 一定是带电量为的负电荷 C. 运动的速率一定为 D. 运动到最低点时电势能一定最小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，则有 可得微粒的电荷量大小为 由于电场方向不确定，所以微粒的电性不能确定，小球的运动方向不能确定，故AB错误； C．粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 联立解得，故C正确； D．由于带电微粒受到的电场力竖直向上，所以带电微粒从最低点向最高点运动过程，电场力一直做正功，电势能一直减小，则带电微粒运动到最低点时电势能最大，故D错误。 故选C。 8. 电磁流量计常用来测量导电流体的流量Q（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。如图甲，在排污管a处安装一电磁流量计，排污管a处和b处的管道直径分别为100mm和200mm。当导电污水流过竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场时，a处管壁M、N两点间的电势差为U，如图乙所示。污水流量为280m3/h时，通过a处速度约为10m/s；若流量为70m3/h时，则（　　） A. M点电势始终高于N点电势 B. b处流量约为140m3/h C. 通过b处速度约为0.62m/s D. U与B之比约为2.5m2/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，正电荷进入竖直向下的磁场区域时会向右偏转，负电荷向左偏转，所以M点电势始终低于N点电势，故A错误； B．当流量为，因管内的污水流速稳定，即管道中各处的流量均为70m3/h，故B错误； C． b处的管道直径为，由流量为 可得通过b处速度约为，故C正确； D．若流量为70m3/h时，a处的流量计内污水的速度约为 当粒子在电磁流量计中受力平衡时，有 可得，故D错误。 故选C。 9. 据报道，图甲是我国空间站安装的现代最先进的霍尔推进器，用以维持空间站的轨道。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e、质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场2垂直于环平面向里 B. 电场方向垂直于环平面向外 C. 电子运动周期为 D. 电场强度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】B．根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力，方向垂直环平面向里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面向里，故B错误； A．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，根据左手定则可知，匀强磁场2应垂直于环平面向里，故A正确； C．电子运动周期为 故C正确； D．根据洛伦兹力提供向心力 电子在垂直环平面方向受力平衡，则有 联立解得 故D正确。 故选ACD。 10. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场。电场强度大小为E，方向竖直向下；磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场B的大小为 B. 粒子从O点运动到P点的时间为 C. 粒子经过N点时速度大小为 D. MN两点的竖直距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设粒子在磁场中的速率为v，运动半径为R，对在电场中的运动过程由动能定理得 在磁场中运动过程由洛伦兹力充当向心力得 粒子在磁场中的运动轨迹为半个圆周，可知运动的半径为 解得 故A正确； B．粒子在电场中的运动时间为 在磁场中的运动时间为 粒子从O运动到P的时间为 故B错误； CD．将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量，分别为vx、vy，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为 ， 设粒子在最低点N的速度大小为v1，MN的竖直距离为y。以向右为正方向，水平方向上由动量定理可得 由动能定理得 解得 ， 故C正确，D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共10空，每空2分，共20分） 11. 某小组在做“研究带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期”的实验，装置如图所示。若此时玻璃泡中的磁场方向为垂直纸面向外，如图方向观察励磁线圈中的电流为_______，若水平向右发射的粒子的运动轨迹是_______（以上两空均选填“顺时针”或“逆时针”）做圆周运动，若使粒子的轨迹半径变大，该小组同学可采用的方法为_______（多选）。 A.增大励磁线圈的电流 B.减小励磁线圈的电流 C.增大电子枪接入的电压 D.减小电子枪接入的电压 【答案】 ①. 逆时针 ②. 逆时针 ③. BC 【解析】 【详解】[1]根据右手螺旋定则可以判断，此时励磁线圈中的电流为逆时针方向。 [2]根据左手定则判断，此时电子枪发出的电子所受的洛伦兹力方向向上。故电子也逆时针偏转。[3]根据 得粒子的半径 可知，需要增大粒子的出射速度和减小磁感应强度。 A．增大励磁线圈的电流，磁感应强度会增大，粒子的轨迹半径会变小，故A错误； B．减小励磁线圈的电流，磁感应强度会减小，粒子的轨迹半径会变大，故B正确； C．增大电子枪接入的电压，由 得 会增大粒子的出射速度，粒子的轨迹半径会变大，故C正确； D．减小电子枪接入的电压，由 得 会减小粒子的出射速度，粒子的轨迹半径会变小，故D错误。 故选BC。 12. 学校兴趣小组的同学在学习了磁场的知识后设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，设计的原理图如图所示，天平的左臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，天平左右悬点关于支点对称，当地重力加速度为g，实验步骤如下： （1）未通电流时，在天平右盘内放入质量为m1的砝码，使天平平衡； （2）当给线圈通以顺时针方向大小为I的电流（如图所示）时，发现需要在砝码盘中再加入质量为m2的砝码，天平才重新平衡，则磁场方向垂直于纸面______（选填“向里”或“向外”），用所测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=______。 （3）只改变线圈通入电流I的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量m，比较磁场力与电流大小的关系。 （4）小组同学得出多组m、I数据后，作出了m—I图像，该图像是一条直线，斜率为k，则匀强磁场磁感应强度的大小为______（用g、k、L、N表示）。 【答案】 ①. 向里 ②. ③. 【解析】 【详解】（2）[1]当给线圈通以顺时针方向流动大小为I的电流（如图所示）时，需在天平右盘中再加入质量为m2的砝码，天平才能重新平衡。可知线圈受到的安培力向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里。 [2]根据左右两边的平衡条件可知 解得 （4）根据平衡条件整理可得 则图像的斜率为 解得 13. 某校物理学习小组在测某霍尔元件时，如图甲所示，在一矩形金属薄片的、间通入电流，同时外加与薄片垂直的磁场，在、两侧面间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中为薄片的厚度，k为霍尔系数，将P、Q间通入电流I，同时把外加与薄片垂直向下的磁场B的霍尔元件当成电源连接成如图乙所示电路图，则 （1）用螺旋测微器测出霍尔元件厚度如图丙所示，则________mm； （2）M面的电势__________（填“高”“低”或“等”）于N面的电势； （3）按照图丁连接实物图： 改变电阻箱的阻值R。记录相应电压表的读数U，多次进行实验，得出图像如图戊所示，截距为b，则霍尔电压________，霍尔系数________（用题中的符号表示）。 【答案】（1）0.520 （2）低 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由丙图可知霍尔元件的厚度为 【小问2详解】 根据左手定则，可知负电荷向M板移动，所以M面的电势低于N面的电势。 【小问3详解】 [1]图戊所示，当时R为，此时电压表测的是电源电动势，由图可得 [2]根据 解得 三、计算题（本题共3小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.6 m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ = 30°，空间中存在磁感应强度大小B = 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 9 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.1 kg的导体棒ab放在金属导轨上，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 = 3.5 Ω，金属导轨电阻不计，取重力加速度大小g = 10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）导体棒受到的安培力的大小FA； （2）导体棒与导轨间的动摩擦因数的最小值μ0。 【答案】（1）0.6 N （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流 导体棒受到的安培力大小为 解得 【小问2详解】 对导体棒受力分析，根据受力平衡有 根据题意有 解得 15. 如图，在xoy坐标系所在的平面内，第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第二象限内有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子从x轴上的点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入磁场，恰好垂直于y轴射出磁场进入电场，不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中的运动半径r； （2）磁感应强度B的大小： （3）粒子从P点射入到第三次到达y轴的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中的运动情况如图所示 由几何关系得 解得 【小问2详解】 根据洛伦兹力提供向心力 解得 【小问3详解】 粒子在磁场做匀速圆周运动 粒子在磁场中运动时间 粒子从轴进入电场至速度为0过程中，可得 解得 粒子从点从第二次到达轴后向上偏转，经半个周期第三次到达轴，时间为 粒子从点射入到第三次到达轴的时间 解得 16. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。第一象限中有沿y轴正方向的匀强电场（电场强度大小未知）及某未知矩形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小也为B）。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做匀速直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，离开矩形磁场区域后垂直打在y轴上的P点（图中未标出），已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g（取，）。求： （1）小球所带电荷量与质量的比值和第一象限内匀强电场的大小； （2）矩形匀强磁场区域面积S的最小值； （3）小球从M点运动到P点所用的时间。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如向下如 因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得 解得 要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡 联立解得 （2）由（１）可知 即 由 可知 由下图可知矩形的最小面积 （３）在第四象限运动的时间 在第一象限矩形磁场区域运动的时间 在第一象限做匀减速直线运动的时间 联立解得小球从M到P的总时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $