精品解析：湖南长沙市岳麓实验中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题

湖南长沙市岳麓实验中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 物理试题 一、单选题（共7小题，共28分） 1. 静电在我们生活中应用很广泛，下列不属于静电应用的是(　　) A. 利用静电把空气电离，除去烟气中的粉尘 B. 利用静电吸附，将涂料微粒均匀地喷涂在接地金属物体上 C. 利用静电放电产生的臭氧，进行杀菌 D. 利用运油车尾部的铁链将油与油罐摩擦产生的静电导走 2. 如图所示，某无人化现代印染车间采用“空间电场”技术净化空气。直流高压电源与悬挂电极连接，形成空间电场，空气中的尘埃颗粒会在该电场作用下向悬挂电极移动，M、P为电场中的两点，则（　　） A. 空气中的尘埃微粒带正电 B. M、P处电场强度相同 C. 空气中的带电微粒在M点的电势能比在P点的小 D. M点电势等于P点电势 3. 防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害，其装置如图1。其内部结构是一个螺旋状的相互绝缘的细水管道，结构如图2，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3。下列分析正确的是（ ） A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B. 安装“隔电墙”后，则无需注意安全用电了 C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 4. 图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线，若把两元件串联并在两端加上电压U0，如图乙所示则有 A. 电路中电流 B. 电路中电流 C. 元件B分得电压 D. 元件B分得电压 5. 某新能源汽车充电时，手机APP显示实时充电数据如图所示。已知充电过程中，电池内部存在电阻，电能一部分转化为电池的化学能，另一部分因电池内阻发热损耗，通过查阅资料发现，该新能源汽车的电池的容量为，充电时内阻为，下列说法正确的是（　　） A. 若该新能源汽车完全没电，以该充电数据开始充电，充满需1h B. 此时电池每秒钟对外散发热量 C. 此时每秒钟有的电能转换为化学能 D. 此时电池的充电效率 6. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为滑动变阻器，L为小灯泡，C为大电容电容器，电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时，电压表示数变化量的绝对值为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，小灯泡不会烧坏，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数减小 B. 电压表示数增大 C. 电容器电荷量减小 D. 7. 如图1所示，水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域，其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流消失。由上述现象可以推测（　　） A. 金属管线中的电流大小和方向都不变 B. 金属管线沿AC走向，埋覆深度为 C. 金属管线沿BD走向，埋覆深度为 D. 若线圈P在D处，当它与地面的夹角为45°时，P中一定没有感应电流 二、多选题（共3小题，共15分） 8. 真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（　　） A. 点电荷M、N一定为同种点电荷 B. 点电荷M、N一定为异种点电荷 C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1 D. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4：1 9. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为，C为电容器（中间有一带电液滴），和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），V为理想电压表，A为理想电流表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐减小对的光照强度，下列说法正确的是（　　） A. 电容器中液滴带负电 B. 电容器中带电粒子会向下运动 C. 的示数变小 D. 中有从a至b的电流 10. 如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中、的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（　　） A. 若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度不为零 B. 若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度大小相等 C. 若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相同 D. 无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小不相等 三、实验题（共2小题，共22分） 11. 某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。 （1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整_________； （2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为_________； （3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_________状态（填“充电”或“放电”）在_________点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大； （4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值_________C（结果保留两位有效数字）； （5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。 12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路，来测量电源的电动势和内阻，实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻极大的电压表，总阻值为且阻值均匀的半圆形滑动变阻器，变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘，开关、导线若干。回答下列问题： （1）合上开关前，变阻器的触头P应置于_____（选填“A”或“B”）端。 （2）合上开关后，电压表示数如图乙所示，则电阻两端电压大小为_____；当变阻器的触头P由B向A转动时，电压表示数U将_____（选填“变大”或“变小”）。 （3）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），定值电阻的电压与电源电动势之间将满足公式：E=_____（用U、R、θ、π、R0、r表示）；该实验小组的同学利用测得的实验数据，经过Excel处理后，以为纵坐标，为横坐标，作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为，纵截距为，则电源的电动势为_____，内阻_____。（用、、、、表示） 四、解答题（共3小题，共35分） 13. 在探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系时，某同学用两根长均为L的绝缘细线把小球A、B悬挂在同一水平面上相距为L的M、N两点。两球质量均为m且带等量正电荷，静止时A、B的位置如图所示，细线与竖直方向的夹角为30°。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，A、B均视为点电荷，求： （1）B球对A球的库仑力大小； （2）A球所带的电荷量。 14. 如图所示的电路中，R1=3 Ω，R2=6 Ω，R3=1.5 Ω，C=20 μF。当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求： （1）电源的电动势和内电阻； （2）闭合S时，电源的输出功率； （3）S断开和闭合时，流过电容器的电荷量是多少。 15. 环形电流周围有磁场，根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小，其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。 （1）氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，轨道半径为r，电荷量为e，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。 （2）如图，在一个竖直放置一半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处，有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内，并通入电流，小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be，求：线圈两端的电压。 （3）有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，管道内单位长度电荷量q，且d << R，求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南长沙市岳麓实验中学2026-2027学年高二上学期10月阶段检测 物理试题 一、单选题（共7小题，共28分） 1. 静电在我们生活中应用很广泛，下列不属于静电应用的是(　　) A. 利用静电把空气电离，除去烟气中的粉尘 B. 利用静电吸附，将涂料微粒均匀地喷涂在接地金属物体上 C. 利用静电放电产生的臭氧，进行杀菌 D. 利用运油车尾部的铁链将油与油罐摩擦产生的静电导走 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】静电在我们生活中应用很广泛，如静电除尘、静电喷涂、静电杀菌等；运油车尾部的铁链将油与油筒摩擦产生的静电导走是对静电的危害的有效防止。 故选D。 2. 如图所示，某无人化现代印染车间采用“空间电场”技术净化空气。直流高压电源与悬挂电极连接，形成空间电场，空气中的尘埃颗粒会在该电场作用下向悬挂电极移动，M、P为电场中的两点，则（　　） A. 空气中的尘埃微粒带正电 B. M、P处电场强度相同 C. 空气中的带电微粒在M点的电势能比在P点的小 D. M点电势等于P点电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电场线分布可知，悬挂电极带正电，空气中的带电微粒向正极聚集，可知带负电，故A错误； B．电场线的疏密反映电场强度大小，电场线越密，电场强度越大，所以M点电场强度大于P点电场强度，故B错误； C．尘埃微粒带负电，若从P点运动到M点，即由低电势运动到高电势，根据，电势能减小，即带电微粒在M点的电势能比在P点的小，故C正确； D．沿电场线方向电势降低，所以M点电势高于P点电势，故D错误。 故选C。 3. 防漏电装置“隔电墙”，可以在电热水器发生漏电时减少电流对人体的伤害，其装置如图1。其内部结构是一个螺旋状的相互绝缘的细水管道，结构如图2，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3。下列分析正确的是（ ） A. 漏电时“隔电墙”能完全隔断电流 B. 安装“隔电墙”后，则无需注意安全用电了 C. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻来保护人体安全的 D. “隔电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，从而在漏电时可以通过减小电流来保护人体安全，则漏电时“隔电墙”不能完全隔断电流电阻，所以安装“隔电墙”后，仍需需注意安全用电，选项AB错误，C正确； D．由以上分析可知，“隔电墙”是通过增加管道中水的长度来增加电阻，不是改变水的电阻率，选项D错误。 故选C。 4. 图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线，若把两元件串联并在两端加上电压U0，如图乙所示则有 A. 电路中电流 B. 电路中电流 C. 元件B分得电压 D. 元件B分得电压 【答案】D 【解析】 【详解】根据串联电路的电压关系可知U0=UA+UB，由U-I图像可知，元件B分得电压 ，元件A分的电压，选项ABC错误，D正确；故选D. 5. 某新能源汽车充电时，手机APP显示实时充电数据如图所示。已知充电过程中，电池内部存在电阻，电能一部分转化为电池的化学能，另一部分因电池内阻发热损耗，通过查阅资料发现，该新能源汽车的电池的容量为，充电时内阻为，下列说法正确的是（　　） A. 若该新能源汽车完全没电，以该充电数据开始充电，充满需1h B. 此时电池每秒钟对外散发热量 C. 此时每秒钟有的电能转换为化学能 D. 此时电池的充电效率 【答案】D 【解析】 【详解】A．若该新能源汽车完全没电，以该充电数据开始充电，充电实际功率为 充电达到用时间大于，故A错误； B．此时电池每秒钟对外散发热量，故B错误； C．此时每秒钟有的电能转换为化学能，故C错误； D．此时电池的充电效率为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为滑动变阻器，L为小灯泡，C为大电容电容器，电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时，电压表示数变化量的绝对值为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，小灯泡不会烧坏，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数减小 B. 电压表示数增大 C. 电容器电荷量减小 D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．分析可知，闭合开关S后，电源与电流表、、、小灯泡串联形成回路，小灯泡发光，当滑动变阻器的触头向下移动时，电阻减小，电流增大，小灯泡逐渐变亮，理想电压表测量定值电阻两端的电压，示数增大；理想电压表测量电源的路端电压，示数减小，选项AB错误； C．分析可知电容器两端电压减小，根据Q=CU，可知电容器电荷量减小，选项C正确； D．由闭合电路欧姆定律可得 所以，选项D错误。 故选C。 7. 如图1所示，水平地面上有一边长为L的正方形ABCD区域，其下方埋有与地面平行的金属管线。为探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度，先让金属管线载有电流，然后用闭合的试探小线圈P在地面探测。如图2所示，将暴露于地面的金属管接头接到电源的一端，将接地棒接到电源的另一端，这样金属管线中就有沿管线方向的电流。使线圈P在直线AC上的不同位置保持静止（线圈平面与地面平行），线圈中没有感应电流。将线圈P静置于B处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流消失。由上述现象可以推测（　　） A. 金属管线中的电流大小和方向都不变 B. 金属管线沿AC走向，埋覆深度为 C. 金属管线沿BD走向，埋覆深度为 D. 若线圈P在D处，当它与地面的夹角为45°时，P中一定没有感应电流 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由题意知，当线圈静止时存在感应电流，则说明穿过线圈的磁通量是变化的，所以金属管线中的电流应该大小或方向是变化的，故A错误； BC．因为线圈P在直线AC上的不同位置保持静止(线圈平面与地面平行)，线圈中没有感应电流，说明穿过线圈的磁通量为零，即线圈平面与通电导体平行放置，金属管线沿AC方向放置，如下图所示 剖面图的最上面的线圈的磁通量为零，而线圈P静置于B处，当线圈平面与地面平行时，线圈中有感应电流，说明线圈处于右上方的位置时磁通量不为零，而当线圈平面与射线BD成45°角时，线圈中感应电流消失，说明B处与导线的连线与水平方向夹角为45°，故金属管线深度为，故B正确，C错误； D．若线圈P在D处，当它与BD的夹角为45°时，P中一定没有感应电流，但是如果与地面的夹角为45°，则线圈可能有感应电流，故D错误。 故选B。 二、多选题（共3小题，共15分） 8. 真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断正确的是（　　） A. 点电荷M、N一定为同种点电荷 B. 点电荷M、N一定为异种点电荷 C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2：1 D. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4：1 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．由图可知，当x = 2a处，场强为零，可知两个点电荷在此处产生的场强等大反向，故点电荷M、N一定为同种点电荷，故A正确，B错误； CD．由点电荷场强 在x = 2a处 得 故C错，D对。 故选AD。 9. 如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为，C为电容器（中间有一带电液滴），和为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），V为理想电压表，A为理想电流表，G为灵敏电流计。当开关S闭合且电路稳定后，电容器中间的带电液滴恰好静止，现逐渐减小对的光照强度，下列说法正确的是（　　） A. 电容器中液滴带负电 B. 电容器中带电粒子会向下运动 C. 的示数变小 D. 中有从a至b的电流 【答案】AD 【解析】 【详解】A．带电液滴处于平衡状态，由受力分析可知其带负电，故A正确； B．带电粒子带负电，当减小对的光照强度，增大，总电流减小。根据电路串并联关系可知两端的电压增大，电容器两端电压增大，电场强度增加，带电粒子会向上运动。故B错误； C．减小对的光照强度，增大，则总电阻增大，电路总电流减小，则的示数变大，故C错误； D．减小对的光照强度，增大，总电流减小根据电路串并联关系可知两端的电压增大，则电容器两端电压增大，电容器充电，G中有从至的电流，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，E、F、G、M、N是在纸面内圆上的五个点，其中、的连线均过圆心O点，，在M、N两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流，已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。则下列说法中正确的是（　　） A. 若两根导线中电流同向，则O点磁感应强度不为零 B. 若两根导线中电流同向，则E、F两点磁感应强度大小相等 C. 若两根导线中电流反向，则E、G两点磁感应强度相同 D. 无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小不相等 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．若两根导线中电流均向内，由安培定则可知，它们在O点磁感应强度恰好等大、反向，故O点合磁感应强度为零，同理可知，E、F两点磁感应强度如图所示， 故E、F两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，故A错误；B正确； C．设中电流向内N中电流向外分别在E、G的磁感应强度如图所示，可知E、G两点的合磁感应强度相等，故C正确； D．若M、N中电流均向内，分别在E、G的磁感应强度如图所。 可知E、G两点的合磁感应强度大小相等，方向不同，以此类推，可知无论两根导线中电流同向还是反向，E、F、G三点的磁感应强度大小都相等，故D错误。 故选BC。 三、实验题（共2小题，共22分） 11. 某同学用图（a）所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C（，），定值电阻R（阻值）、开关S、导线若干。 （1）电解电容器有正、负电极的区别。根据图（a），将图（b）中的实物连线补充完整_________； （2）设置电源，让电源输出图（c）所示的矩形波，该矩形波的频率为_________； （3）闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压随时间周期性变化，结果如图（d）所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_________状态（填“充电”或“放电”）在_________点时（填“A”或“B”），通过电阻R的电流更大； （4）保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压与频率f关系图像，如图（e）所示。当时电容器所带电荷量的最大值_________C（结果保留两位有效数字）； （5）根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。 【答案】 ①. ②. ③. 充电 ④. B ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示 （2）[2]由图（c）可知周期，所以该矩形波的频率为 （3）[3][4]由图（d）可知，B点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得出，A点为放电快结束阶段，B点为充电开始阶段，所以在B点时通过电阻R的电流更大。 （4）[5]由图（e）可知当时，电容器此时两端的电压最大值约为 根据电容的定义式得此时电容器所带电荷量的最大值为 12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路，来测量电源的电动势和内阻，实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻极大的电压表，总阻值为且阻值均匀的半圆形滑动变阻器，变阻器上有可指示滑片转过角度的刻度盘，开关、导线若干。回答下列问题： （1）合上开关前，变阻器的触头P应置于_____（选填“A”或“B”）端。 （2）合上开关后，电压表示数如图乙所示，则电阻两端电压大小为_____；当变阻器的触头P由B向A转动时，电压表示数U将_____（选填“变大”或“变小”）。 （3）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），定值电阻的电压与电源电动势之间将满足公式：E=_____（用U、R、θ、π、R0、r表示）；该实验小组的同学利用测得的实验数据，经过Excel处理后，以为纵坐标，为横坐标，作出图像如图丙所示，已知图像的斜率为，纵截距为，则电源的电动势为_____，内阻_____。（用、、、、表示） 【答案】（1）B （2） ①. 11.0 ②. 变大 （3） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 开关合上前，应让变阻器以最大阻值接入电路，故需要置于端； 【小问2详解】 [1]电压表量程为，每格表示，估读到本位，读数为； [2]滑片在由向转动过程中，总电阻减小，总电流增大，电压表示数增大； 【小问3详解】 [1]半圆形变阻器接入电路的电阻 由欧姆定律可得 [2]由 整理可得 [3]由 可知图像斜率为 纵截距 计算可得， 四、解答题（共3小题，共35分） 13. 在探究电荷间作用力的大小与距离、电荷量的关系时，某同学用两根长均为L的绝缘细线把小球A、B悬挂在同一水平面上相距为L的M、N两点。两球质量均为m且带等量正电荷，静止时A、B的位置如图所示，细线与竖直方向的夹角为30°。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，A、B均视为点电荷，求： （1）B球对A球的库仑力大小； （2）A球所带的电荷量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）B对A库仑力方向水平向左，设大小为F，以A球为研究对象，由平衡条件有 ① 解得 （2）A、B的距离 ② 设A、B小球所带电荷量为Q，由库仑定律可得 ③ 由①②③解得 ④ 14. 如图所示的电路中，R1=3 Ω，R2=6 Ω，R3=1.5 Ω，C=20 μF。当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求： （1）电源的电动势和内电阻； （2）闭合S时，电源的输出功率； （3）S断开和闭合时，流过电容器的电荷量是多少。 【答案】（1）4V，0.5Ω；（2）3.5W；（3） 【解析】 【详解】（1）S断开，R2、R3串联根据闭合电路欧姆定律可得 总功率为 S闭合，R1、R2并联再与R3串联，总外电阻 根据闭合电路欧姆定律可得 所以总功率为 联立解得 E=4V r=0.5Ω （2）闭合S，总外电阻 R′=3.5Ω 干路电流为 电源输出功率 P出=EI′-I′2r=4×1W-12×0.5W=3.5W （3）S闭合时电容器两端电压为零；S断开时，C两端电压等于电阻R2两端电压 15. 环形电流周围有磁场，根据电磁学理论可知，半径为R、电流强度为I的环形电流中心处的磁感应强度大小，其中K为已知常量。电流的本质是电荷的定向运动，电流可以产生磁场意味着运动的电荷也可以产生磁场。 （1）氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，轨道半径为r，电荷量为e，求该“分子电流”在圆心处的磁感应强度大小B1。 （2）如图，在一个竖直放置一半径为r、电阻为R、匝数为n的圆形线圈的圆心O处，有一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后指向地磁场水平分量方向。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一个竖直平面内，并通入电流，小磁针偏转了θ角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为Be，求：线圈两端的电压。 （3）有人用电流观点解释地磁成因：在地球内部的古登堡面附近集结着绕地轴转动的管状电子群，转动的角速度为ω，该电子群形成的电流产生了地磁场。如图所示，为简化问题，假设古登堡面的半径为R，电子均匀分布在距地心R、直径为d的管道内，管道内单位长度电荷量q，且d << R，求此管状电子群在地心处产生的磁感应强度大小B2。 【答案】（1）；（2）；（3）Kqω 【解析】 【详解】（1）设电子绕核做圆周运动的周期为T，氢原子核外电子以速率v绕核做圆周运动，则 等效的“分子电流”大小为 分子电流I在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 （2）由题意知，线圈平面与地磁场水平分量方向一致，又待测电流在圆心O处产生的磁感应强度方向垂直于线圈平面，则BO与Be方向垂直，即地磁场磁感应强度的水平分量Be与BO的关系如图所示 则 BO = Betanθ 且 联立有 则线圈两端的电压 U = IOR 解得 （3）设管状电子群的总电荷量为Q，则其转动的周期为 定向转动所形成的等效电流为 由于管道内单位长度电荷量q，则 Q = 2πRq 管状电流I1在圆心处的磁感应强度大小为 联立可得 B2= Kqω 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $