精品解析：广东省惠州市实验中学2025-2026学年高二上学期12月期中物理试题

惠州市实验中学2025-2026学年高二年级上学期期中考试试题 （物理） 考试时长：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 关于磁场，下列说法正确的是（　　） A. 通电导线在磁场中受到的安培力越大，该位置的磁感应强度越大 B. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．安培力公式为，安培力大小与磁感应强度、电流、导线长度及电流与磁场的夹角均有关。若（导线与磁场平行），即使很大，仍为零。因此安培力大不能直接说明大，故A错误； B．当导线与磁场方向平行时（或），，此时，但可能不为零。因此不受力不代表为零，故B错误； C．根据左手定则，安培力方向垂直于磁场方向和电流方向构成的平面。当导线垂直磁场放置时，安培力方向与磁场方向垂直，而非相同，故C错误； D．物理学上磁场中某点的磁感应强度方向规定为小磁针N极静止时所指的方向，故D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则（　　） A. 在t=0.2s时，振子的加速度为零 B. 在t=0.4s时，弹簧的弹性势能最小 C. 在t=0.6s时，振子位于B点 D. 0.3~0.5s时间内，振子的路程为5cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在t=0.2s时，振子位移正向最大，根据知回复力负向最大，所以振子的加速度为负向最大，A错误； B．在t=0.4s时，振子位移为零，处于平衡位置处，弹簧的弹性势能最小，B正确； C．在t=0.6s时，振子位移负向最大，位于A点，C错误； D．由图乙可知，振子的周期T=0.8s，在t=0.3s时，振子正在向平衡位置处运动，在0.3~0.5s时间（即）内，振子的路程大于一个振幅，即大于5cm，D错误。 故选B。 3. 如图所示，真空中正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电场强度相同 B. M、N两点电势相同 C. 正电荷在M点电势能比在O点时要小 D. 负电荷在N点电势能比在O点时要大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，故A错误； B．因在AB处的正电荷在MN两点的合电势相等，在C点的负电荷在MN两点的电势也相等，则MN两点电势相等，故B正确； CD．因负电荷从M到O，因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小；同理正电荷在M点的电势能比在O点大；同理可知负电荷在N点的电势能比在O点小；故CD错误。 故选B。 4. 如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器（　　） A. 电容变小 B. 处于充电状态，电荷量增加 C. 存储的电能减少 D. 内部电场强度不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离d减小，根据可知电容变大，故A错误； BD．两极板电压不变，根据可知电容器所带电荷量变大，处于充电状态，存储的电能变多，故B正确，C错误； C．根据，因U不变，d变小，可知内部电场强度变大，故D错误。 故选B。 5. 有关下列四幅图的描述正确的是（ ） A. 图1中，交流电压U越大，粒子出射速度越大 B. 图2中，粒子a的比荷大于b的比荷 C. 图3中，避雷针通过尖端放电，将金属棒内电荷和空气中的电荷中和，减少建筑物表面的静电积累。 D. 图4中，电源通过静电力做功将其他形式的能转化为电势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．当粒子的速度达到最大时有 则 由此可知，粒子的最大速度与交流电压无关，与D形盒子的半径有关，故A错误； B．粒子在加速电场中有 粒子在偏转磁场中有 联立可得 由图2可知，粒子a运动的半径较大，则粒子a的比荷小，故B错误； C．当地面物体带有静电荷时，电荷会优先分布在导体表面曲率最大的尖端部位。雷云接近地面时，会在地面形成强电场。避雷针尖端因电场集中，会率先感应出与雷云相反的电荷，通过尖端放电形成“向上先导通道”，主动与雷云的“向下先导”连接，中和地面物体和空气中的电荷，减少建筑物表面的电荷积累，降低被雷击的概率。C正确； D．电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能，故D错误。 故选C。 6. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素。让氢的三种同位素原子核（、和（电荷量相同，质量不同）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，分别落在A、B、C三点，如图所示。不计粒子的重力，则（　　） A. 三种粒子在电场中运动的时间相同 B. 三种粒子在电场中运动的过程中电势能的变化量相同 C. 落在A点的是 D. 到达负极板时，落在C点的粒子的动能等于落在A点的粒子的动能 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，运动的加速度为 在垂直极板的方向上三个粒子运动距离相同，即 由于粒子的比荷不同，加速度不同，根据公式可知时间是不同的，故A错误； B．粒子在电场中运动的过程中电势能均减小，减小量为 三个粒子电荷量相同，所以电势能的变化量相同，故B正确； C．根据上述计算可知，在极板之间的运动时间最长，在极板上的水平距离 可知粒子会落在A点，故C错误； D．落在极板上的粒子，动能应为 由于粒子电荷量相同，质量不同，所以质量大的粒子动能更大，落点也更远，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上O点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向（均平行于纸面）且速度大小相等的带正电的粒子（重力不计），已知粒子质量为m，电荷量大小为q，速度大小为。则粒子在磁场中运动的最长时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由洛伦兹力提供向心力得 解得 粒子在磁场中的运动周期为 当粒子在磁场中运动时间最长时，其轨迹对应的圆心角最大，此时弦长最大，其最大值为磁场圆的直径2r，根据几何关系可知，最大圆心角为，则粒子在磁场中运动的最长时间为 故选B。 二、多选题（每题6分，共18分，漏选少选得3分，错选多选不得分） 8. 如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，小球的运动轨迹是往复运动的一段线段。下列说法正确的是（　　） A. 如果纸带不动，作出的振动图像仍然是曲线 B. 如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C. 图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D. 图示时刻，振子正经过平衡位置向左运动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当纸带不动时，振子在平衡位置两侧往复运动，运动轨迹为一条线段，故A错误，B正确； CD．由图可以看出，振子正在由平衡位置向右运动，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强磁场垂直于甲轨道平面向里，匀强电场平行于乙轨道平面向右，两个完全相同的带正电小球a、b分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a球在M点的动能小于b球在N点的动能 B. a球的机械能守恒、b球的机械能减小 C. a球受到的洛伦兹力和b球受到的静电力均逐渐增大 D. a球对M点的压力大于b球对N点的压力 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由于小球在磁场中运动，受到的洛伦兹力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；而小球在电场中运动，受到的静电力对小球做负功，机械能减小，到达最低点时的动能较小，故A错误，B正确； C．小球a在磁场中运动的速度逐渐增大，则受到的洛伦兹力逐渐增大，小球b在匀强电场中运动，则受到的静电力大小不变，故C错误； D．小球a在磁场中运动，在最低点，对小球a，根据向心力公式可得 解得 小球b在电场中运动，在最低点，对小球b，根据向心力公式可得 解得 因为 且小球a多受一个竖直向下的洛伦兹力，所以 结合牛顿第三定律可知a球对M点的压力大于b球对N点的压力，故D正确。 故选BD。 10. 军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”，具有很强的环境适应性，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力。如图所示，某款军用机器狗的直流电机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它与电动势为E，内阻为r的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作。机器狗质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 电源消耗的热功率为EI B. 电动机的效率为 C. 电源的输出功率为 D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑，受到的阻力恒为重力的k倍，则机器狗能达到的最大速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电源消耗的热功率为，故A错误； B．电动机正常工作，其额定电压为U，通过的电流为I，则电动机的效率为，故B正确； C．电源的输出功率为，故C错误； D．机器狗达到最大速度时加速度为零，有 而稳定后电动机的输出功率为 解得，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 广东惠州某学习小组用细线和小球做了一个“单摆”，进行了以下实验：如图所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置。为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过____（选填“O”“P”或“Q”）时开始计时；测出悬点到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=____（用L，n，t表示）。 【答案】 ①. O ②. 【解析】 【详解】[1]为了减小测量周期的误差，测量时间应从摆球经过平衡位置时开始计时，因为摆球在平衡位置时速度最大，经过该位置的时间最短，计时误差最小，由图可知平衡位置为O点。 [2]单摆完成n次全振动所用的时间为t，则单摆的周期为 根据单摆的周期公式 可得 解得重力加速度 12. 广东惠州某学习小组用水果和两种金属电极做了一个“水果电池”，进行了以下实验： （1）粗测水果电池电动势，某同学将多用电表直流电压2.5V量程直接进行测量，读数如图甲所示，读数为____V。 （2）按图乙所示电路图，测量水果电池的电动势和内阻，其中电压表和电流表均为数字电表，可认为是理想电表。连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数。作出U-I图像，如图丙中曲线所示。由图像求得水果电池的电动势E=____V，内阻r=____kΩ（结果保留两位有效数字）； （3）该同学用三个一样的水果电池串联形成一个电池组，能使某发光二极管（LED）正常发光，LED的I-U图像如图丁中曲线所示，则LED正常发光时的电压U=______V（保留两位有效数字）； 【答案】（1）1.00 （2） ①. 0.98 ②. 0.75 （3）2.1 【解析】 【小问1详解】 多用电表选择直流电压2.5V量程，该量程的最小分度值为0.05V，故读数为1.00V。 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 图像的纵轴截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻。由图丙可知，图像纵轴截距为0.98V，故 内阻 【小问3详解】 三个相同的水果电池串联，总电动势 总内阻 电池组的路端电压与电流的关系为（其中单位为，单位为） 在图丁中作出该电源的伏安特性曲线 两曲线交点即为工作点，故LED正常发光时的电压约为2.1V。 13. 为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用的器材：电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示，其读数为D＝______mm。 （2）采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接______（选填“B”或“C”）点。 （3）根据实验数据作出U－I图线，如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L，利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ＝______（用字母D、a、b、π、L表示） 【答案】（1）0.538##0.539##0.540##0.541##0.542 （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 固定刻度部分有0毫米线，半毫米线露出，活动刻度部分第4小格对齐，再估读一位， 读数结果 【小问2详解】 换接不同的位置，发现电压表读数变化比较大，说明被测电阻为小电阻，应使用电流表外接法，所以电压表的另一端接B点。 【小问3详解】 电阻定律 ，， 由以上各式可得 四、解答题（36分） 14. 光滑的金属导轨相互平行，它们所在平面与水平面夹角为45°，磁感应强度为B=1T的匀强磁场竖直向上穿过导轨，此时导轨上放一重0.1N、电阻5Ω的金属棒，导轨间距L=0.5m，导轨中所接电源的电动势为6V，内阻1Ω，电阻R阻值未知，其它的电阻不计，则欲使金属棒在导轨上保持静止，求： （1）电阻的阻值R的大小； （2）若只改变磁感应强度的方向和大小，金属棒在导轨上仍保持静止，求磁感应强度的最小值及方向。 【答案】（1）24Ω （2），方向垂直金属导轨斜向左上 【解析】 【小问1详解】 使金属棒在导轨上保持静止，根据受力平衡可得 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 【小问2详解】 若只改变磁感应强度的方向和大小，金属棒在导轨上仍保持静止，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，即磁感应强度最小，根据左手定则可知磁感应强度方向垂直金属导轨斜向左上；根据平衡条件可得 解得 15. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板之间的距离d＝50cm，形成了电容为C＝6μF的平行板电容器。电源电动势E＝15V、内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到某一位置，待电路稳定后，将一带负电小球放入板间恰能保持静止。已知带电小球的质量，所带电荷量，取重力加速度。求： （1）此时电容器两端的电压； （2）滑动变阻器接入电路的阻值； （3）将开关S迅速断开后，通过滑动变阻器的电荷量。 【答案】（1）10V （2）20Ω （3） 【解析】 【小问1详解】 带负电小球放入板间恰能保持静止，则 解得 U=10V 【小问2详解】 回路中电流 滑动变阻器接入电路的阻值 【小问3详解】 电路闭合时电容器带电量 则将开关S迅速断开后，电容器通过滑动变阻器放电，通过滑动变阻器的电荷量。 16. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点处开有一小孔C，在外圆绝缘薄板上再开小孔D，COD在同一条直线上。一个α粒子从左板内侧的A点由静止释放，经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹，最终从D点离开磁场，已知质子的质量为m、元电荷电量e、不计重力，两板间电压为U，求： （1）粒子通过C点时的速度大小v； （2）磁感应强度的大小B； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 α粒子的电荷量为2e，质量为4m。粒子从A点运动到C点，根据动能定理有 解得粒子通过C点时的速度 【小问2详解】 设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，作出粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系有 解得r＝R 根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，根据几何关系有 解得 粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从C点进入磁场到从D点出磁场，共偏转了3次 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市实验中学2025-2026学年高二年级上学期期中考试试题 （物理） 考试时长：75分钟 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 关于磁场，下列说法正确的是（　　） A. 通电导线在磁场中受到的安培力越大，该位置的磁感应强度越大 B. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 C. 垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向 D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 2. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则（　　） A. 在t=0.2s时，振子的加速度为零 B. 在t=0.4s时，弹簧的弹性势能最小 C. 在t=0.6s时，振子位于B点 D. 0.3~0.5s时间内，振子的路程为5cm 3. 如图所示，真空中正三角形三个顶点固定三个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电场强度相同 B. M、N两点电势相同 C. 正电荷在M点电势能比在O点时要小 D. 负电荷在N点电势能比在O点时要大 4. 如图为指纹锁示意图，当手指的指纹一面与锁表面接触时，指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器两端电压保持不变，手指挤压锁表面的过程中，指纹与小极板之间的距离变小，电容器（　　） A. 电容变小 B. 处于充电状态，电荷量增加 C. 存储的电能减少 D. 内部电场强度不变 5. 有关下列四幅图的描述正确的是（ ） A. 图1中，交流电压U越大，粒子出射速度越大 B. 图2中，粒子a的比荷大于b的比荷 C. 图3中，避雷针通过尖端放电，将金属棒内电荷和空气中的电荷中和，减少建筑物表面的静电积累。 D. 图4中，电源通过静电力做功将其他形式的能转化为电势能 6. 具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素。让氢的三种同位素原子核（、和（电荷量相同，质量不同）以相同的速度从带电平行板间的P点沿垂直于电场的方向射入电场，分别落在A、B、C三点，如图所示。不计粒子的重力，则（　　） A. 三种粒子在电场中运动的时间相同 B. 三种粒子在电场中运动的过程中电势能的变化量相同 C. 落在A点的是 D. 到达负极板时，落在C点的粒子的动能等于落在A点的粒子的动能 7. 如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界上O点有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向（均平行于纸面）且速度大小相等的带正电的粒子（重力不计），已知粒子质量为m，电荷量大小为q，速度大小为。则粒子在磁场中运动的最长时间为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每题6分，共18分，漏选少选得3分，错选多选不得分） 8. 如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，小球的运动轨迹是往复运动的一段线段。下列说法正确的是（　　） A. 如果纸带不动，作出的振动图像仍然是曲线 B. 如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段 C. 图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动 D. 图示时刻，振子正经过平衡位置向左运动 9. 如图所示，甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强磁场垂直于甲轨道平面向里，匀强电场平行于乙轨道平面向右，两个完全相同的带正电小球a、b分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. a球在M点的动能小于b球在N点的动能 B. a球的机械能守恒、b球的机械能减小 C. a球受到的洛伦兹力和b球受到的静电力均逐渐增大 D. a球对M点的压力大于b球对N点的压力 10. 军用机器狗已成为辅助步兵作战的“新宠”，具有很强的环境适应性，可在山地、丘陵等复杂地形行走，有效提升了综合作战能力。如图所示，某款军用机器狗的直流电机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它与电动势为E，内阻为r的直流电源构成闭合回路，电机恰好能正常工作。机器狗质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 电源消耗的热功率为EI B. 电动机的效率为 C. 电源的输出功率为 D. 若该机器狗以额定功率在水平路面上奔跑，受到的阻力恒为重力的k倍，则机器狗能达到的最大速度 三、实验题（每空2分，共18分） 11. 广东惠州某学习小组用细线和小球做了一个“单摆”，进行了以下实验：如图所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置。为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过____（选填“O”“P”或“Q”）时开始计时；测出悬点到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=____（用L，n，t表示）。 12. 广东惠州某学习小组用水果和两种金属电极做了一个“水果电池”，进行了以下实验： （1）粗测水果电池电动势，某同学将多用电表直流电压2.5V量程直接进行测量，读数如图甲所示，读数为____V。 （2）按图乙所示电路图，测量水果电池的电动势和内阻，其中电压表和电流表均为数字电表，可认为是理想电表。连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数。作出U-I图像，如图丙中曲线所示。由图像求得水果电池的电动势E=____V，内阻r=____kΩ（结果保留两位有效数字）； （3）该同学用三个一样的水果电池串联形成一个电池组，能使某发光二极管（LED）正常发光，LED的I-U图像如图丁中曲线所示，则LED正常发光时的电压U=______V（保留两位有效数字）； 13. 为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验中所用的器材：电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干。 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示，其读数为D＝______mm。 （2）采用伏安法测金属丝电阻时，为减小系统误差，需考虑电流表内接还是外接。如图乙所示，某同学采用试触法：让电压表的一端接在A点，另一端先后接B点和C点。结果发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接______（选填“B”或“C”）点。 （3）根据实验数据作出U－I图线，如图丙所示。若接入电路的金属丝长度为L，利用上述物理量可得出该金属丝的电阻率ρ＝______（用字母D、a、b、π、L表示） 四、解答题（36分） 14. 光滑的金属导轨相互平行，它们所在平面与水平面夹角为45°，磁感应强度为B=1T的匀强磁场竖直向上穿过导轨，此时导轨上放一重0.1N、电阻5Ω的金属棒，导轨间距L=0.5m，导轨中所接电源的电动势为6V，内阻1Ω，电阻R阻值未知，其它的电阻不计，则欲使金属棒在导轨上保持静止，求： （1）电阻的阻值R的大小； （2）若只改变磁感应强度的方向和大小，金属棒在导轨上仍保持静止，求磁感应强度的最小值及方向。 15. 如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板之间的距离d＝50cm，形成了电容为C＝6μF的平行板电容器。电源电动势E＝15V、内阻r＝1Ω，定值电阻R＝9Ω。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P调到某一位置，待电路稳定后，将一带负电小球放入板间恰能保持静止。已知带电小球的质量，所带电荷量，取重力加速度。求： （1）此时电容器两端的电压； （2）滑动变阻器接入电路的阻值； （3）将开关S迅速断开后，通过滑动变阻器的电荷量。 16. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面图如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点处开有一小孔C，在外圆绝缘薄板上再开小孔D，COD在同一条直线上。一个α粒子从左板内侧的A点由静止释放，经电场加速后从C点沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后原速反弹，最终从D点离开磁场，已知质子的质量为m、元电荷电量e、不计重力，两板间电压为U，求： （1）粒子通过C点时的速度大小v； （2）磁感应强度的大小B； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $