精品解析：辽宁大连市第二十四中学2026-2027学年高二上学期期中考试物理试题

大连市第二十四中学2026-2027学年度高二年级上学期期中考试 物理试题 一 、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（ ） A. 电压表的读数增大 B. R1消耗的功率减小 C. 电容器C带电荷量增大 D. 不变 2. 如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 3. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。当励磁线圈电流为0时，电子枪发出的电子束的径迹是一条直线。通入励磁电流后，电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是（　　） A. 若增大励磁电流，径迹圆的半径将增大 B. 若增大电子枪电压，径迹圆的半径将增大 C. 若电子束沿顺时针运动，则励磁电流为逆时针 D. 沿行进方向电子束径迹变暗，表明电子速度减小 4. 医生常用CT扫描机给病人检查病灶，CT机的部分工作原理如图所示。电子从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入垂直纸面的矩形匀强磁场，最后打在靶上的P点，产生X射线。已知间的电压为，磁场的宽度为，电子的比荷为，电子离开磁场时的速度偏转角为，偏转磁场的磁感应强度为（　　） A. B. C. D. 5. 如图，回旋加速器两个形金属盒分别与高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源位于盒的圆心，两形盒的半径为，两盒间的狭缝很小。粒子源释放的粒子电荷量为，质量为，下列说法正确的是（　　） A. 随着粒子速度的增大，粒子在磁场中运动的周期越来越短 B. 粒子加速后获得的最大动能 C. 若两盒间加速电压为，则粒子加速的次数为 D. 若增大两盒间的加速电压，则粒子离开加速器时的动能也增大 6. 如图所示，一质子源发射出的质子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速，从两板正中间平行极板进入偏转电场，穿过两板后又垂直于磁场射入边界线与偏转极板垂直的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。加速电压为，偏转电压为，粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为，则（　　） A. 随增大而增大，与无关 B. 随增大而增大，与无关 C. 若将质子换成粒子，其他条件不变，不变 D. 若将质子换成粒子，其他条件不变，变小 7. 科学家可以利用磁场对带电粒子的运动进行有效控制。如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，。一质量为m，电荷量为的粒子从P点在纸面内沿着与PO成角的方向射出，不计粒子重力。若要求粒子不能进入圆形区域，则粒子运动速度可以为（　　） A. B. C. D. 8. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量无关，但与速度方向有关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻两端的电势差等于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为霍尔元件，载流子若带负电，稳定时左侧的电势低于右侧的电势 9. 如图，在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，质量为m、足够长的绝缘不带电木板A上放着一带电荷量为、质量为的物块B，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现对A施加一个大小为、方向水平向右的恒力F，系统由静止开始运动，则在物块离开A之前，下列图象正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 磁约束为当前磁控制中的前沿科技之一，其中有一磁约束装置简化为如图所示情况：沿水平方向存在x轴，在O点沿x轴正方向入射大量速率为的同种带电粒子，带电粒子比荷为k，由于操作误差，导致粒子出现微小的发散角，可以在沿x轴方向加一磁感应强度为B的匀强磁场，使粒子被约束在一定范围内，距O点L处存在无限大的光屏，其垂直于x轴并交于点。已知在较小时，，，忽略粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子到达光屏的时间为 B. 当间距L保持不变时，要使光屏获得聚焦很好的光点，B的最小值为 C. 当磁感应强度B保持不变时，要使光屏获得聚焦很好的光点，L的最小值为 D. 调整B，L的值，光屏上发光区域最大面积为 二、实验题（11题6分，12题8分，合计14分） 11. 现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺示数如图甲、乙所示。 （1）由甲、乙两图读得圆柱体的直径为_____mm，长度为_____mm。 （2）使用多用电表电阻挡“”挡粗测圆柱体的阻值，发现指针偏角较大，为了更准确地测出圆柱体的阻值，下列操作正确的是（　　） A. 将选择开关旋转到电阻挡“”位置，两表笔短接调零，再次测量电阻 B. 将选择开关旋转到电阻挡“”位置，两表笔短接调零，再次测量电阻 C. 将两表笔短接，再将选择开关旋转到电阻挡“”位置，再次测量电阻 D. 将两表笔短接，再将选择开关旋转到电阻挡“”位置，再次测量电阻 12. 用伏安法测电阻时，电流表不论内接还是外接，都会引起系统误差，某同学设计了如图甲所示的电路，可以消除测量电源的电动势和内阻时电表引起的系统误差。 实验步骤如下： ①将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关S2与“1”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U1，I1），断开开关S1，作出U­I图像记为图线Ⅰ； ②将滑动变阻器滑片滑到最左端，S2与“2”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U2，I2），断开开关S1，作出U­I图像记为图线Ⅱ。 请回答下列问题： （1）根据图线Ⅰ测得的____________没有系统误差，根据图线Ⅱ测得的____________没有系统误差。（均选填“电源电动势”或“短路电流”） （2）实验描绘的图线Ⅰ、图线Ⅱ如图乙，结合（1）可知，电源电动势的真实值为________V，内阻的真实值为________Ω（结果均保留两位有效数字）。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 如图所示，是利用电动机提升重物的示意图，其中是直流电动机。是一个质量为的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势，闭合开关，重物以速度匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是和，重物上升的速度 。重物的质量（取）。不计摩擦阻力，电压表、电流表为理想表。求： （1）直流电动机的输入功率和对重物做功的功率 （2）电源的内阻多大 （3）电动机线圈的电阻多大 14. 如图所示，间距为的平行导轨沿水平方向固定，长为、质量为的导体棒垂直导轨放置，导轨的左端接有电动势为、内阻为的电源，再与一滑动变阻器串联。整个空间存在斜向上与水平方向成的匀强磁场（磁场与导体棒垂直），磁感应强度大小为，接通电路，当滑动变阻器的电阻值调为时导体棒刚好静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨、导体棒以及导线的电阻可忽略，重力加速度，．求： （1）导体棒所受的安培力； （2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。 15. 2025年10月1日，落地中国合肥的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目基于EAST的实验成果和技术积累。EAST外号“人造太阳”，利用全超导磁体制造“磁场牢笼”，已实现1亿摄氏度等离子体稳定运行上千秒，从理论上证明了核聚变的可行性。某物理实验室对“人造太阳”磁约束模型进行模拟，立体图如图甲所示，半径为的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场I，磁感应强度大小为；圆柱形磁场区域I外侧分布有方向与磁场I垂直的环形磁场II，其磁感应强度大小处处相同也为，其左视图与纵截面图分别如图乙、图丙所示。某时刻粒子（已知粒子质量为，电荷量为）经过加速电压（图中未画出）加速后，从磁场I最低点以速度（未知）竖直向下射入磁场II，忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。求： （1）要想粒子不从磁场II区边界射出，磁场II区的最小厚度； （2）该粒子从A点出发后到第二次从磁场II区返回磁场I区边界的时间； （3）在如图丙所示磁场II区内，加上竖直向下的匀强电场（图中未画出），若使粒子仍从点以速度水平向左射入磁场II，要保证粒子运动过程中不会从磁场II的下边界射出，则磁场II的最小厚度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大连市第二十四中学2026-2027学年度高二年级上学期期中考试 物理试题 一 、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制。如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻（温度越高，电阻越小），C为电容器，理想电压表的示数变化量的绝对值为ΔU，干路上的电流变化量的绝对值为ΔI。当环境温度升高时（ ） A. 电压表的读数增大 B. R1消耗的功率减小 C. 电容器C带电荷量增大 D. 不变 【答案】D 【解析】 【详解】AD．比较温度变化前后的稳定状态，电容器支路不通直流。温度升高使减小，由闭合电路欧姆定律得 故干路电流增大。电压表测路端电压，由可知示数减小；两状态相减得 因此，故A错误，D正确； B．消耗的功率为，不变而增大，功率增大，故B错误； C．记两端电压为，电容器与并联，稳定时电容器两端电压也为。由串联电路的电压关系得 随着增大，减小；由电容定义式，不变，电容器带电荷量减小，故C错误。 故选D。 2. 如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0，a、b中的电流在N点产生的磁感应强度大小都为B0′，则根据安培定则以及磁场叠加可知三根导线在O点的合磁感应强度B1=B0 在N点有B2=2B0′+B0 撤去导线a后，在M点有BM=B0+B0′ 联立各式解得 故选A。 3. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。当励磁线圈电流为0时，电子枪发出的电子束的径迹是一条直线。通入励磁电流后，电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是（　　） A. 若增大励磁电流，径迹圆的半径将增大 B. 若增大电子枪电压，径迹圆的半径将增大 C. 若电子束沿顺时针运动，则励磁电流为逆时针 D. 沿行进方向电子束径迹变暗，表明电子速度减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子经电子枪加速，由动能定理，得 电子进入匀强磁场后，洛伦兹力提供向心力，得 联立得轨迹半径 增大励磁电流，励磁线圈产生的磁感应强度增大，由半径公式可知减小，故A错误； B．增大电子枪加速电压，由半径公式可知增大，故B正确； C．若电子束沿顺时针运动，由左手定则可得磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知励磁电流应为顺时针，故C错误； D．因为电子束径迹是圆，说明电子束行进时，运动半径不变，即速率不变，电子束径迹变暗是电子束中电子的数量不断减少的缘故，故D错误。 故选B。 4. 医生常用CT扫描机给病人检查病灶，CT机的部分工作原理如图所示。电子从静止开始经加速电场加速后，沿水平方向进入垂直纸面的矩形匀强磁场，最后打在靶上的P点，产生X射线。已知间的电压为，磁场的宽度为，电子的比荷为，电子离开磁场时的速度偏转角为，偏转磁场的磁感应强度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电子在加速电场中，根据动能定理有 电子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系有 根据洛伦兹力提供向心力有 根据题意有 解得 故选A。 5. 如图，回旋加速器两个形金属盒分别与高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源位于盒的圆心，两形盒的半径为，两盒间的狭缝很小。粒子源释放的粒子电荷量为，质量为，下列说法正确的是（　　） A. 随着粒子速度的增大，粒子在磁场中运动的周期越来越短 B. 粒子加速后获得的最大动能 C. 若两盒间加速电压为，则粒子加速的次数为 D. 若增大两盒间的加速电压，则粒子离开加速器时的动能也增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．回旋加速器粒子在磁场中的运动周期与交流电源的周期相同，粒子速度增大时，周期不变，故A错误； BD．根据洛伦兹力提供向心力，有 得粒子加速后获得的最大速度大小为 粒子加速后获得的最大动能等于 可知，粒子离开出口时的动能与盒间的加速电压大小无关，若增大两盒间的加速电压，则粒子离开出口时的动能不变，故BD错误； C．若两盒间加速电压为U，则有 解得，故C正确； 故选C。 6. 如图所示，一质子源发射出的质子（初速度很小，可视为零）进入加速电场加速，从两板正中间平行极板进入偏转电场，穿过两板后又垂直于磁场射入边界线与偏转极板垂直的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。加速电压为，偏转电压为，粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为，则（　　） A. 随增大而增大，与无关 B. 随增大而增大，与无关 C. 若将质子换成粒子，其他条件不变，不变 D. 若将质子换成粒子，其他条件不变，变小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设质子质量为，电荷量为。在加速电场中，由动能定理得 解得 质子进入偏转电场做类平抛运动，射出电场时水平分速度仍为，设合速度为，速度方向与水平方向夹角为，则 质子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得半径 由几何关系可知，粒子在磁场中运动的弦长 联立解得 由此可见，与的平方根成正比，与无关，故A正确，B错误； CD．若将质子换成粒子，粒子的质量约为质子的4倍，电荷量为质子的2倍，即变为原来的2倍，由可知变大，故CD错误。 故选A。 7. 科学家可以利用磁场对带电粒子的运动进行有效控制。如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。P是圆外一点，。一质量为m，电荷量为的粒子从P点在纸面内沿着与PO成角的方向射出，不计粒子重力。若要求粒子不能进入圆形区域，则粒子运动速度可以为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】若速度较小，粒子的轨迹圆如图所示，由几何关系可知，在中 由 得 若速度较大，粒子的轨迹圆如图所示，根据几何关系可知在中 由 得 由洛伦兹力提供向心力可知， 得， 综上若要求粒子不能进入圆形区域，则粒子运动速度应满足的条件为或 故选D。 8. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量无关，但与速度方向有关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻两端的电势差等于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为霍尔元件，载流子若带负电，稳定时左侧的电势低于右侧的电势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子在速度选择器中沿直线匀速通过，匀速直线运动时受力平衡：，可得。若粒子从右向左进入，电场力与洛伦兹力方向都是竖直向下，粒子将向下偏转，无法沿直线通过。因此与速度方向有关，故A正确； B．等离子体射入磁场，正离子向上极板P偏转，负离子向下极板Q偏转，上极板P带正电，外部电流a→R→b；但是等离子体本身存在内阻，电阻R两端电压是路端电压，小于发电机电动势，故B错误； C．质谱仪中，粒子进入磁场后洛伦兹力提供向心力：，，粒子越靠近狭缝，轨道半径越小；越小，粒子比荷​越大，故C错误； D．根据左手定则，负电荷载流子会向左侧偏转并聚集，导致左侧带负电，右侧带正电，稳定时左侧的电势低于右侧的电势，故D正确。 故选AD。 9. 如图，在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，质量为m、足够长的绝缘不带电木板A上放着一带电荷量为、质量为的物块B，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现对A施加一个大小为、方向水平向右的恒力F，系统由静止开始运动，则在物块离开A之前，下列图象正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】CD．初始对整体，根据牛顿第二定律得 B受到的最大静摩擦力 可见先一起做匀加速运动，随着速度的增大，B受到竖直向上的洛伦兹力增大，A对B的作用力减小，当即之后，B在A表面开始滑动，B受到的摩擦力f变为滑动摩擦力，B在摩擦力作用下继续加速，继续减小，加速度逐渐减小，当摩擦力为零时B开始做匀速运动，如图所示 故D正确，C错误； AB．在B速度之后，A的加速度逐渐增大，当B匀速运动时A的加速度最大，后做匀加速运动，A错误，B正确: 故选BD。 10. 磁约束为当前磁控制中的前沿科技之一，其中有一磁约束装置简化为如图所示情况：沿水平方向存在x轴，在O点沿x轴正方向入射大量速率为的同种带电粒子，带电粒子比荷为k，由于操作误差，导致粒子出现微小的发散角，可以在沿x轴方向加一磁感应强度为B的匀强磁场，使粒子被约束在一定范围内，距O点L处存在无限大的光屏，其垂直于x轴并交于点。已知在较小时，，，忽略粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子到达光屏的时间为 B. 当间距L保持不变时，要使光屏获得聚焦很好的光点，B的最小值为 C. 当磁感应强度B保持不变时，要使光屏获得聚焦很好的光点，L的最小值为 D. 调整B，L的值，光屏上发光区域最大面积为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．带电粒子沿x轴方向以做匀速直线运动，所以到达光屏的时间 故A正确； B．要使光屏获得聚焦很好的光点，应该满足 其中，带电粒子在磁场中做由洛伦兹力提供向心力的圆周运动，则 得 周期为 当间距L保持不变时，满足 所以当时，取最小值，则B的最小值为 故B错误； C．由可知，当磁感应强度B不变时，满足 所以当时，取最小值，L的最小值为 故C正确； D．带电粒子在垂直于OO′的平面上以速度做匀速圆周运动，圆周运动最大半径为 所以在光屏上形成的最大面积为 故D错误。 故选AC。 二、实验题（11题6分，12题8分，合计14分） 11. 现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺示数如图甲、乙所示。 （1）由甲、乙两图读得圆柱体的直径为_____mm，长度为_____mm。 （2）使用多用电表电阻挡“”挡粗测圆柱体的阻值，发现指针偏角较大，为了更准确地测出圆柱体的阻值，下列操作正确的是（　　） A. 将选择开关旋转到电阻挡“”位置，两表笔短接调零，再次测量电阻 B. 将选择开关旋转到电阻挡“”位置，两表笔短接调零，再次测量电阻 C. 将两表笔短接，再将选择开关旋转到电阻挡“”位置，再次测量电阻 D. 将两表笔短接，再将选择开关旋转到电阻挡“”位置，再次测量电阻 【答案】（1） ①. 1.844##1.845##1.846 ②. 42.40 （2）A 【解析】 【小问1详解】 [1]由图甲可知，圆柱体的直径为 [2]由图乙可知，长度为 【小问2详解】 用多用电表电阻挡“”挡测量发现指针偏转过大，即量程选大了，为了更准确地测出圆柱体的阻值，则应该将选择开关旋转到电阻挡“”的位置，两表笔短接调零，再次测量电阻。 故选A。 12. 用伏安法测电阻时，电流表不论内接还是外接，都会引起系统误差，某同学设计了如图甲所示的电路，可以消除测量电源的电动势和内阻时电表引起的系统误差。 实验步骤如下： ①将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关S2与“1”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U1，I1），断开开关S1，作出U­I图像记为图线Ⅰ； ②将滑动变阻器滑片滑到最左端，S2与“2”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表的数据（U2，I2），断开开关S1，作出U­I图像记为图线Ⅱ。 请回答下列问题： （1）根据图线Ⅰ测得的____________没有系统误差，根据图线Ⅱ测得的____________没有系统误差。（均选填“电源电动势”或“短路电流”） （2）实验描绘的图线Ⅰ、图线Ⅱ如图乙，结合（1）可知，电源电动势的真实值为________V，内阻的真实值为________Ω（结果均保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. 电源电动势 ②. 短路电流 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]设电源电动势的真实值为，内阻的真实值为，电压表的示数为，电流表的示数为，当​与“1”连通时（对应图线Ⅰ），采用的是电流表的内接法，此法的误差为电流表分压，则有 当电流表示数时，电压表示数即为电源电动势，故电源电动势为图线Ⅰ的纵轴截距，即根据图线Ⅰ测得的电源电动势没有系统误差； [2]当​与“2”连通时（对应图线），采用的是电流表的外接法，此法的误差为电压表的分流，则有 当电压表示数时，即外电路短路，即短路电流 即根据图线Ⅱ测得的短路电流没有系统误差。 【小问2详解】 [1]当​与“1”连通时（对应图线Ⅰ），根据 由图乙可知，图线Ⅰ的纵轴截距 [2]当​与“2”连通时（对应图线），根据 由图乙可知，短路电流 解得 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 如图所示，是利用电动机提升重物的示意图，其中是直流电动机。是一个质量为的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势，闭合开关，重物以速度匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是和，重物上升的速度 。重物的质量（取）。不计摩擦阻力，电压表、电流表为理想表。求： （1）直流电动机的输入功率和对重物做功的功率 （2）电源的内阻多大 （3）电动机线圈的电阻多大 【答案】（1）； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电动机的输入功率为 重物匀速上升，电动机对重物做功的功率为 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律得 解得 【小问3详解】 电动机线圈的发热功率为 由焦耳定律得 解得 14. 如图所示，间距为的平行导轨沿水平方向固定，长为、质量为的导体棒垂直导轨放置，导轨的左端接有电动势为、内阻为的电源，再与一滑动变阻器串联。整个空间存在斜向上与水平方向成的匀强磁场（磁场与导体棒垂直），磁感应强度大小为，接通电路，当滑动变阻器的电阻值调为时导体棒刚好静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨、导体棒以及导线的电阻可忽略，重力加速度，．求： （1）导体棒所受的安培力； （2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1）斜向右下方与竖直方向成37°，2.5N （2） 【解析】 【详解】（1）由左手定则安培力方向与磁场垂直斜向右下方与竖直方向成37° （2）水平方向： 又有 竖直方向： 联立解得 15. 2025年10月1日，落地中国合肥的紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目基于EAST的实验成果和技术积累。EAST外号“人造太阳”，利用全超导磁体制造“磁场牢笼”，已实现1亿摄氏度等离子体稳定运行上千秒，从理论上证明了核聚变的可行性。某物理实验室对“人造太阳”磁约束模型进行模拟，立体图如图甲所示，半径为的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场I，磁感应强度大小为；圆柱形磁场区域I外侧分布有方向与磁场I垂直的环形磁场II，其磁感应强度大小处处相同也为，其左视图与纵截面图分别如图乙、图丙所示。某时刻粒子（已知粒子质量为，电荷量为）经过加速电压（图中未画出）加速后，从磁场I最低点以速度（未知）竖直向下射入磁场II，忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。求： （1）要想粒子不从磁场II区边界射出，磁场II区的最小厚度； （2）该粒子从A点出发后到第二次从磁场II区返回磁场I区边界的时间； （3）在如图丙所示磁场II区内，加上竖直向下的匀强电场（图中未画出），若使粒子仍从点以速度水平向左射入磁场II，要保证粒子运动过程中不会从磁场II的下边界射出，则磁场II的最小厚度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由动能定理 洛伦兹力提供向心力 将题中代入，联立解得 【小问2详解】 粒子在II区域运动两个半圆，在I区域运动1个圆，故从出发后到第二次从II区磁场返回I区磁场边界的过程粒子运动的时间 因为 联立解得 【小问3详解】 方法一： 为了将电场力抵消掉，需要假定一个水平向右的速度，此时满足洛伦兹力与电场力平衡，即 所以假定的速度为 若要满足水平向左的速度为，还需要一个速度水平向左，则有 联立解得 原来复杂的运动可以看作是水平向右的的匀速直线运动，与的一个匀速圆周运动的叠加，根据圆周运动 解得 磁场II的厚度为 方法二： 当粒子恰好与下边界相切，水平方向动量定理有 由动能定理得 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $