資源簡介

湖南省常德市臨澧縣第一中學(xué)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期3月月考物理試題
1．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示為現(xiàn)代科技在電磁場(chǎng)中的兩種物理模型示意圖，關(guān)于這兩種模型及其應(yīng)用的描述，下列說法正確的是（　　）
A．圖甲是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)模型，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B2，則粒子打在照相底片上的位置與狹縫S3的距離變大
B．圖甲是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)模型，若選用比荷更大的粒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則粒子打在照相底片上的位置與狹縫S3的距離變大
C．圖乙是回旋加速器模型，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可增大粒子的最大動(dòng)能
D．圖乙是回旋加速器模型，若僅增大交變電壓U，可增大粒子的最大動(dòng)能
2．（2025高二下·臨澧月考）如圖（a）所示，半徑為r 的帶缺口剛性金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，與電阻R 構(gòu)成閉合回路，若圓環(huán)內(nèi)加一垂直于紙面的變化的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖（b）所示，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，不計(jì)金屬圓環(huán)的電阻，以下說法正確的是（　　）
A．0~1s 內(nèi)，流過電阻R 的電流方向?yàn)閍→R→b
B．2~3s 內(nèi)，穿過金屬圓環(huán)的磁通量在減小
C．t=2s 時(shí)，流過電阻R 的電流方向發(fā)生改變
D．t=2s 時(shí)，（V）
3．（2025高二下·臨澧月考）如圖，在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的長為L的金屬棒以水平速度拋出，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持水平。重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，則經(jīng)過時(shí)間t，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為（金屬棒未落地）（　　）
A． B．0 C． D．
4．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，abc為等腰直角三角形金屬導(dǎo)線框，∠c=90°，def為一與abc全等的三角形區(qū)域，其中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，e點(diǎn)與c點(diǎn)重合，bcd在一條直線上．線框abc以恒定的速度沿垂直df的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域，在此過程中，線框中的感應(yīng)電流i（以剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)線框中的電流方向?yàn)檎较颍╇S時(shí)間變化的圖像正確的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2025高二下·臨澧月考）如圖，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。在軸上的點(diǎn)有一離子源，向各個(gè)方向均勻發(fā)射速率相等、質(zhì)量為、電量為的相同粒子，設(shè)入射速度方向與軸正方向的夾角為（）。當(dāng)時(shí)，粒子從軸上處離開。不計(jì)粒子的重力。則下列說法不正確的是（　　）
A．粒子入射速率為
B．粒子打在軸上的最遠(yuǎn)處坐標(biāo)為
C．打在軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
D．打在軸上的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的
6．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，在直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，∠a = 60°，∠b = 90°，邊長ab = L。一個(gè)粒子源在b點(diǎn)將質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的粒子中，速度的最大值是（　　）
A． B． C． D．
7．（2025高二下·臨澧月考）圖甲是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為如圖乙所示的正弦式交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、，兩線圈橫截面積相同，電壓表為理想交流電表。當(dāng)變壓器副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值大于時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花點(diǎn)燃?xì)怏w。開關(guān)閉合后，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表的示數(shù)為
B．若沒有轉(zhuǎn)換器，則變壓器副線圈輸出的是直流電
C．若，則可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠铧c(diǎn)火
D．穿過原、副線圈的磁通量之比為1∶1
8．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B已知），小球在此區(qū)域的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（　　）
A．小球可能帶正電
B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
D．若電壓U增大，則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期增大
9．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，邊界水平的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ?qū)挾染鶠椋瑑蓞^(qū)域內(nèi)存在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相同。邊長為的正方形導(dǎo)線框從Ⅰ區(qū)域上方某位置由靜止釋放，已知線框恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，重力加速度為。則下列說法正確的是（　　）
A．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度大小一定小于
B．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)過程安培力的沖量相同
C．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱相同
D．線框穿過Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域磁場(chǎng)的過程所用時(shí)間可能相同
10．（2025高二下·臨澧月考）如圖甲所示，間距為的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，軌道左側(cè)連接一定值電阻，垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒在水平外力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，隨變化的規(guī)律如乙圖所示。在時(shí)間內(nèi)，棒從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。、、均為已知量，棒和軌道電阻不計(jì)。則（　　）
A．在以后，導(dǎo)體棒一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．在以后，導(dǎo)體棒先做加速直線運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．在時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為
D．在時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的加速度大小為
11．（2025高二下·臨澧月考）在學(xué)習(xí)安培力后，某學(xué)習(xí)小組利用安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測(cè)定磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，步驟如下：
①在彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一n匝矩形線圈，將矩形線圈的短邊完全置于U形磁鐵N、S極之間的磁場(chǎng)中，則應(yīng)使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線　 　；
②在電路未接通時(shí)，記錄線圈靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)；
③接通電路開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表讀數(shù)為I，記錄線圈靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，則線圈所受安培力為　 　。
④用刻度尺測(cè)出矩形線圈短邊的長度L；利用上述數(shù)據(jù)可得待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度　 　。
12．（2025高二下·臨澧月考）（1）現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵如圖連接。下列不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是　 　（選填①②③④⑤⑥⑦）
①開關(guān)閉合的瞬間
②開關(guān)斷開的瞬間
③開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出
④開關(guān)閉合后，無其他操作
⑤開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)
⑥開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)
（2）如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部。則小磁塊在P中的下落時(shí)間　 　在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度　 　在Q中的速度（全部選填“大于”“等于”或“小于”）
13．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，半徑為的金屬圓盤豎直放置，繞點(diǎn)以角速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與兩塊平行金屬板A、B連接，兩板間距為。在平行金屬板A、B之間有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為，求：
（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）帶電液滴的電性及比荷。
14．（2025高二下·臨澧月考）如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌和平行，間距，與水平面之間的夾角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，間接有阻值的電阻，質(zhì)量、電阻的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過金屬桿的電荷量為。對(duì)應(yīng)過程的圖像如圖乙所示，取，導(dǎo)軌足夠長。（，）求：
（1）運(yùn)動(dòng)過程中、哪端電勢(shì)高，并計(jì)算恒力的大小；
（2）從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此過程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）由圖中信息計(jì)算0~1s內(nèi)，金屬桿滑過的位移。
15．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，真空中有以為圓心，半徑為的圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，在虛線范圍內(nèi)、軸上方有寬度為，方向沿軸負(fù)向、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。圓形磁場(chǎng)區(qū)域的右端與電場(chǎng)左邊界相切，現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)沿紙面不同方向發(fā)射速率為v的質(zhì)子，已知質(zhì)子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)質(zhì)子的重力。試求：
（1）要使質(zhì)子不出磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度要滿足什么條件？
（2）、兩點(diǎn)在圓周上，是的中點(diǎn)，平行于軸，若質(zhì)子從點(diǎn)平行于軸出磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和質(zhì)子從點(diǎn)出射時(shí)的與x軸夾角。
（3）求質(zhì)子從點(diǎn)平行于軸出磁場(chǎng)后與軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。
答案解析部分
1．【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】質(zhì)譜儀和回旋加速器
【解析】【解答】本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用相關(guān)知識(shí)，知道速度選擇器的原理以及回旋加速器中最大動(dòng)能的表達(dá)式。
AB．粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離為x，根據(jù)示意圖有
解得
由上述式子得，僅增大粒子的比荷，則粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離x變小，僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B2，粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離x變小，故AB錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)
得
由上述式子可知，粒子的最大動(dòng)能與電壓U無關(guān)，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以增大粒子的動(dòng)能，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】判斷粒子打在膠片上的位置與狹縫的距離；由和可知粒子的最大動(dòng)根據(jù)qvB=qE和能與電壓U無關(guān)，與D形盒半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。
2．【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】楞次定律；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生條件
【解析】【解答】本題考查楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，掌握磁通量的定義，明確磁通量正負(fù)的意義，同時(shí)理解路端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別。A．規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，根據(jù)楞次定律，在0~1s 內(nèi)，穿過線圈向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，那么流過電阻R 的電流方向?yàn)閎→R→a ，故A錯(cuò)誤；
B．由題圖乙可知，在2~3s 內(nèi)，穿過金屬圓環(huán)的磁通量在增大，故B錯(cuò)誤；
C.1~2s內(nèi)，磁通量向里減小，由楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍→R→b，2~3s 磁通量增大，且磁場(chǎng)反向，由楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍→R→b，所以t=2s 時(shí)，流過電阻R 的電流方向沒有發(fā)生改變，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)t=2s時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
因不計(jì)金屬圓環(huán)的電，因此
故D 正確。
故選D。
【分析】根據(jù)楞次定律來判定感應(yīng)電流的方向；依據(jù)磁通量定義來確定求解，明確磁通量正負(fù)的意義；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來確定感應(yīng)電流的大小；求得t=2s時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再依據(jù)閉合電路歐姆定律，及路端電壓概念，即可求解。
3．【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
【解析】【解答】本題主要是考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，對(duì)于導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況有兩種金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，有效切割速度為水平方向的速度，即，與豎直方向的速度無關(guān)，故經(jīng)過時(shí)間t，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
保持不變，故ABD錯(cuò)誤C正確。
故選C。
【分析】由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析選擇。
4．【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的磁變類問題
【解析】【解答】本題考查電磁感應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是分析出線框切割磁場(chǎng)的有效長度的變化，結(jié)合右手定則即可完成分析。abc為等腰直角三角形金屬導(dǎo)線框，∠c=90°，時(shí)刻，線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長度為0，根據(jù)可知此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，感應(yīng)電流為0；
當(dāng)c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至df邊，此時(shí)有效長度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
感應(yīng)電流為
當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)至與df邊重合時(shí)，此時(shí)有效長度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
感應(yīng)電流為
故選C。
【分析】根據(jù)線框切割磁感線的有效長度的變化分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化，結(jié)合歐姆定律分析出感應(yīng)電流大小的變化；根據(jù)楞次定律或右手定則分析感應(yīng)電流方向。
5．【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是利用幾何關(guān)系，得到粒子圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑。A．當(dāng)α=90°時(shí)，粒子軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系可得
解得r=L
又
聯(lián)立解得
故A正確；
B．粒子打在x軸上的最遠(yuǎn)處時(shí)，在磁場(chǎng)中的軌跡為半圓，如圖
由幾何關(guān)系可得
故B錯(cuò)誤；
C．打在x軸上的粒子，其軌跡與x軸相切時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間，軌跡如圖
由幾何關(guān)系可得
解得θ=53°，α=90°-53°=37°
可知打在x軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
又
聯(lián)立解得
故C正確；
D．粒子恰好從原點(diǎn)O飛出磁場(chǎng)的軌跡如圖
由幾何關(guān)系可得
解得θ＇=53°
則有α=180°-θ＇=127°
綜上所述，打在y軸上的粒子速度方向與y軸方向夾角范圍為0°≤α≤37°，127°≤α≤180°
可知打在y軸上的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的，故D正確。
本題選錯(cuò)誤的，故選B。
【分析】由幾何關(guān)系和洛倫茲力提供向心力求粒子入射速率；由幾何關(guān)系求粒子打在x軸上的最遠(yuǎn)處坐標(biāo)；由幾何關(guān)系和周期公式求打在x軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間；由幾何關(guān)系求打在y軸上的粒子數(shù)和粒子總數(shù)的關(guān)系。
6．【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】帶電粒子在磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)問題，一般由洛倫茲力做向心力得到半徑的表達(dá)式，然后根據(jù)幾何關(guān)系求得半徑，即可聯(lián)立求解。
沿ab方向射出的粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)半周，偏轉(zhuǎn)角最大，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，半徑最大的為恰與ac邊相切的粒子，粒子軌跡如圖
由幾何關(guān)系知
由洛侖茲力提供向心力有
速度的最大值是
故選B。
【分析】由左手定則判斷粒子偏轉(zhuǎn)方向，然后根據(jù)洛倫茲力做向心力得到半徑及周期的表達(dá)式，從而得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的狀況，然后根據(jù)幾何關(guān)系求得半徑，進(jìn)而得到速度。
7．【答案】A,D
【知識(shí)點(diǎn)】變壓器原理
【解析】【解答】在解答本題時(shí)，應(yīng)注意掌握變壓器原副線圈與電壓的關(guān)系以及能夠從交變電流表達(dá)式中分析得出有關(guān)信息。A．電壓表的示數(shù)為
選項(xiàng)A正確；
B．變壓器不能改變直流電壓，則若沒有轉(zhuǎn)換器，則變壓器副線圈輸出電壓為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．若實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠铧c(diǎn)火，則
則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．理想變壓器的原、副線圈相同，無漏磁現(xiàn)象，穿過原、副線圈的磁通量相等，即之比為1∶1，選項(xiàng)D正確。
故選AD。
【分析】根據(jù)變壓器原副線圈與電壓的關(guān)系，以及交變電流中有效值的計(jì)算方法分析作答。
8．【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵要正確分析受力情況，明確向心力來源，通過列式分析周期的變化情況。A．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故重力等于電場(chǎng)力，即電場(chǎng)力豎直向上，由于E向下，小球帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故重力等于電場(chǎng)力，所以
由于洛倫茲力提供向心力，故有
解得
又由于
解得
故B正確；
C．由于洛倫茲力提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)，故有運(yùn)動(dòng)周期
C正確；
D．由于洛倫茲力提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)，故有運(yùn)動(dòng)周期
顯然運(yùn)動(dòng)周期與加速電壓無關(guān)，D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力平衡，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)以及qE=mg列式，在加速電場(chǎng)中根據(jù)動(dòng)能定理列式，聯(lián)立可求得周期。再分析周期的變化情況。
9．【答案】A,B
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的磁變類問題
【解析】【解答】本題主要考查了電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，根據(jù)受力情況分析線框運(yùn)動(dòng)是解題關(guān)鍵，注意在變速穿過磁場(chǎng)時(shí)不能用Q=I2Rt計(jì)算產(chǎn)生熱量。A．恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，則有：
穿出Ⅰ后，還需要經(jīng)過一段加速過程，才能到達(dá)區(qū)域Ⅱ，因此穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度必然小于v2，則假設(shè)線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度大于g，則剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，減速過程所能達(dá)到的最小速度即為v2，與上述分析不符，故線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度一定小于g，故A正確；
B．線圈通過磁場(chǎng)過程中，通過線框截面的電荷量大小：
線框進(jìn)入和穿出Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)的兩個(gè)過程，磁通量改變量大小相同，則通過線框截面的電荷量大小相同；線圈通過磁場(chǎng)過程中，安培力的沖量：
所以線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)過程安培力的沖量相同，故B正確；
C．根據(jù)功能關(guān)系可知，線框穿過Ⅰ區(qū)域過程中，產(chǎn)生的焦耳熱小于重力勢(shì)能的變化，即小于mgl；線框穿過Ⅱ區(qū)域過程中，產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢(shì)能的變化，即等于mgl；所以線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)比穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱小，故C錯(cuò)誤；
D．由A選項(xiàng)分析可知，線框穿過Ⅰ區(qū)域過程仍然向下加速，且最大速度小于v2，穿過Ⅱ磁場(chǎng)速度為v2，線框穿過Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域磁場(chǎng)的過程所用時(shí)間不可能相同，穿過Ⅰ區(qū)所用的時(shí)間長，故D錯(cuò)誤。
故選AB。
【分析】線框恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，穿出Ⅰ后，還需要經(jīng)過一段加速過程，才能到達(dá)區(qū)域Ⅱ；根據(jù)判斷通過線框截面的電荷量，再根據(jù)沖量的計(jì)算公式求解沖量大小；根據(jù)功能關(guān)系分析產(chǎn)生的熱；根據(jù)平均速度判斷穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)間。
10．【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【解答】本題以0-t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)為突破口，結(jié)合t=0、t=t0兩時(shí)刻的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律、安培力的計(jì)算公式、加速度的定義式求導(dǎo)體棒的加速度是關(guān)鍵。AB．設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為v，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
電路電流
導(dǎo)體棒受到的安培力
導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度
在t0以后，當(dāng)導(dǎo)體棒速度增大，加速度減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，速度最大；故B正確，A錯(cuò)誤；
CD．在0～t0時(shí)間內(nèi)，由牛頓第二定律解得
則有
所以導(dǎo)體棒的加速度大小
在0~t0時(shí)間內(nèi)，通過位移
通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為
故D錯(cuò)誤，C正確。
故選BC。
【分析】在0～t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒所受的外力F2大于此時(shí)導(dǎo)體棒所受的安培力，導(dǎo)體棒做加速度越來越小的變加速運(yùn)動(dòng)。在0～t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故在t=0時(shí)刻與t=t0時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度相等，結(jié)合導(dǎo)體棒的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律、安培力與速度的關(guān)系以及加速度的定義即可求加速度。根據(jù)通過導(dǎo)體棒橫截面的電量q與磁通量變化量的關(guān)系可求電量。
11．【答案】垂直；；
【知識(shí)點(diǎn)】安培力的計(jì)算
【解析】【解答】本題是簡單的力電綜合問題，結(jié)合安培力公式、平衡條件列式求解。
①根據(jù)左手定則可知， 將矩形線圈的短邊完全置于U形磁鐵N、S極之間的磁場(chǎng)中， 使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線垂直，這樣能使短邊受到的安培力沿豎直方向，彈簧測(cè)力計(jì)保持豎直，方便測(cè)出拉力；
③對(duì)線框受力分析知：受重力、安培力、彈簧的拉力，三力平衡
又
所以線圈所受安培力
④由安培力公式得
解得：
【分析】①為方便測(cè)出彈簧對(duì)線圈的拉力，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)保持豎直狀態(tài)，因此矩形線圈所在的平面應(yīng)與N、S極的連線垂直；
③根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得受到的安培力大小；
④根據(jù)F=nBIL求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。
12．【答案】（1）④
（2）大于；小于
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；楞次定律
【解析】【解答】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，知道感應(yīng)電流產(chǎn)生條件，認(rèn)真分析即可正確解題．
（1）在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間線圈B中磁通量變化；開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出、滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)、滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)磁通量都變化；電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；開關(guān)閉合后，無其他操作，線圈B中磁通量不變，故電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；所以不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是④。
（2）當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時(shí)間大于在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度小于在Q中的速度。
【分析】（1） 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)題意判斷磁通量是否變化，然后答題．
（2）在金屬管中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼作用，使下落時(shí)間變長。
（1）在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間線圈B中磁通量變化；開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出、滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)、滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)磁通量都變化；電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；開關(guān)閉合后，無其他操作，線圈B中磁通量不變，故電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；所以不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是④。
（2）[1][2]當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時(shí)間大于在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度小于在Q中的速度。
13．【答案】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
（2）根據(jù)安培右手定則可知A板帶正電，電場(chǎng)線方向由A板指向B板。因?yàn)橐旱翁幱陟o止?fàn)顟B(tài)，可知液滴所受的電場(chǎng)力豎直向上，所以液滴帶負(fù)電荷，根據(jù)平衡條件，有
其中
聯(lián)立解得比荷為
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)綜合；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
【解析】【分析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件求解。
（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
（2）根據(jù)安培右手定則可知A板帶正電，電場(chǎng)線方向由A板指向B板。因?yàn)橐旱翁幱陟o止?fàn)顟B(tài)，可知液滴所受的電場(chǎng)力豎直向上，所以液滴帶負(fù)電荷，根據(jù)平衡條件，有
其中
聯(lián)立解得比荷為
14．【答案】（1）由右手定則可判斷感應(yīng)電流由a流向b，b相當(dāng)于電源的正極，故b端電勢(shì)高
當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件得
其中
由乙圖可知
聯(lián)立解得
（2）金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過導(dǎo)體棒的電荷量
解得
從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由動(dòng)能定理得
又克服安培力所做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，代入數(shù)據(jù)解得
兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為
（3）進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理，有
又
由圖可知
代入數(shù)據(jù)解得
由
解得金屬桿滑過的位移
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】（1）根據(jù)右手定則得出電流的方向，從而判斷出電勢(shì)的高低；根據(jù)對(duì)金屬棒的受力分析，結(jié)合安培力的計(jì)算公式得出恒力的大小；
（2）由功能關(guān)系求得從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此過程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。
（3）由動(dòng)量定理結(jié)合電流的定義式，即可得出電荷量和導(dǎo)軌的位移。
（1）由右手定則可判斷感應(yīng)電流由a流向b，b相當(dāng)于電源的正極，故b端電勢(shì)高
當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件得
其中
由乙圖可知
聯(lián)立解得
（2）金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過導(dǎo)體棒的電荷量
解得
從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由動(dòng)能定理得
又克服安培力所做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，代入數(shù)據(jù)解得
兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為
（3）進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理，有
又
由圖可知
代入數(shù)據(jù)解得
由
解得金屬桿滑過的位移
15．【答案】（1）當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑時(shí)，質(zhì)子不會(huì)出磁場(chǎng)
由洛倫茲力提供向心力，得
解得
（2）OM為ON的一半，可得，，則NA=R，質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
由洛倫茲力提供向心力，得
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度
易知OB與x軸的夾角為，故質(zhì)子出射時(shí)速度與x軸成角。
（3）設(shè)質(zhì)子剛好打到電場(chǎng)右邊界與x軸的交點(diǎn)
在豎直方向
在水平方向
聯(lián)立解得
i)當(dāng)時(shí)，質(zhì)子出邊界之后與x軸相交，設(shè)在電場(chǎng)中的偏移為y，出電場(chǎng)時(shí)在y軸方向的速度為，偏轉(zhuǎn)角為，由
結(jié)合以上解得
在豎直方向的速度為
偏轉(zhuǎn)角為
由圖，
聯(lián)立求解得
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
ii) 當(dāng)時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)與x軸相交由
解得
水平位移
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【分析】（1）質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)題意求出質(zhì)子不從磁場(chǎng)射出的臨界軌道半徑，應(yīng)用牛頓第二定律求出臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度，然后求出磁感應(yīng)強(qiáng)度需要滿足的條件．
（2）根據(jù)題意求出質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度，求出質(zhì)子入射速度的方向．
（3）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析答題．
（1）當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑時(shí)，質(zhì)子不會(huì)出磁場(chǎng)
由洛倫茲力提供向心力，得
解得
（2）OM為ON的一半，可得，，則NA=R，質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
由洛倫茲力提供向心力，得
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度
易知OB與x軸的夾角為，故質(zhì)子出射時(shí)速度與x軸成角。
（3）設(shè)質(zhì)子剛好打到電場(chǎng)右邊界與x軸的交點(diǎn)
在豎直方向
在水平方向
聯(lián)立解得
i)當(dāng)時(shí)，質(zhì)子出邊界之后與x軸相交，設(shè)在電場(chǎng)中的偏移為y，出電場(chǎng)時(shí)在y軸方向的速度為，偏轉(zhuǎn)角為，由
結(jié)合以上解得
在豎直方向的速度為
偏轉(zhuǎn)角為
由圖，
聯(lián)立求解得
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
ii) 當(dāng)時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)與x軸相交由
解得
水平位移
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
1 / 1湖南省常德市臨澧縣第一中學(xué)2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期3月月考物理試題
1．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示為現(xiàn)代科技在電磁場(chǎng)中的兩種物理模型示意圖，關(guān)于這兩種模型及其應(yīng)用的描述，下列說法正確的是（　　）
A．圖甲是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)模型，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B2，則粒子打在照相底片上的位置與狹縫S3的距離變大
B．圖甲是質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)模型，若選用比荷更大的粒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則粒子打在照相底片上的位置與狹縫S3的距離變大
C．圖乙是回旋加速器模型，若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，可增大粒子的最大動(dòng)能
D．圖乙是回旋加速器模型，若僅增大交變電壓U，可增大粒子的最大動(dòng)能
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】質(zhì)譜儀和回旋加速器
【解析】【解答】本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用相關(guān)知識(shí)，知道速度選擇器的原理以及回旋加速器中最大動(dòng)能的表達(dá)式。
AB．粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離為x，根據(jù)示意圖有
解得
由上述式子得，僅增大粒子的比荷，則粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離x變小，僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B2，粒子打在膠片上的位置與狹縫S3距離x變小，故AB錯(cuò)誤；
CD．根據(jù)
得
由上述式子可知，粒子的最大動(dòng)能與電壓U無關(guān)，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以增大粒子的動(dòng)能，故C正確，D錯(cuò)誤。
故選C。
【分析】判斷粒子打在膠片上的位置與狹縫的距離；由和可知粒子的最大動(dòng)根據(jù)qvB=qE和能與電壓U無關(guān)，與D形盒半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。
2．（2025高二下·臨澧月考）如圖（a）所示，半徑為r 的帶缺口剛性金屬圓環(huán)固定在水平面內(nèi)，缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，與電阻R 構(gòu)成閉合回路，若圓環(huán)內(nèi)加一垂直于紙面的變化的磁場(chǎng)，變化規(guī)律如圖（b）所示，規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，不計(jì)金屬圓環(huán)的電阻，以下說法正確的是（　　）
A．0~1s 內(nèi)，流過電阻R 的電流方向?yàn)閍→R→b
B．2~3s 內(nèi)，穿過金屬圓環(huán)的磁通量在減小
C．t=2s 時(shí)，流過電阻R 的電流方向發(fā)生改變
D．t=2s 時(shí)，（V）
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】楞次定律；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其產(chǎn)生條件
【解析】【解答】本題考查楞次定律與法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，掌握磁通量的定義，明確磁通量正負(fù)的意義，同時(shí)理解路端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別。A．規(guī)定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正，根據(jù)楞次定律，在0~1s 內(nèi)，穿過線圈向里的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流，那么流過電阻R 的電流方向?yàn)閎→R→a ，故A錯(cuò)誤；
B．由題圖乙可知，在2~3s 內(nèi)，穿過金屬圓環(huán)的磁通量在增大，故B錯(cuò)誤；
C.1~2s內(nèi)，磁通量向里減小，由楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍→R→b，2~3s 磁通量增大，且磁場(chǎng)反向，由楞次定律可知，產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍→R→b，所以t=2s 時(shí)，流過電阻R 的電流方向沒有發(fā)生改變，故C錯(cuò)誤；
D．當(dāng)t=2s時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
因不計(jì)金屬圓環(huán)的電，因此
故D 正確。
故選D。
【分析】根據(jù)楞次定律來判定感應(yīng)電流的方向；依據(jù)磁通量定義來確定求解，明確磁通量正負(fù)的意義；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來確定感應(yīng)電流的大小；求得t=2s時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再依據(jù)閉合電路歐姆定律，及路端電壓概念，即可求解。
3．（2025高二下·臨澧月考）如圖，在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的長為L的金屬棒以水平速度拋出，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持水平。重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力，則經(jīng)過時(shí)間t，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為（金屬棒未落地）（　　）
A． B．0 C． D．
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
【解析】【解答】本題主要是考查了法拉第電磁感應(yīng)定律，對(duì)于導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況有兩種金屬棒做平拋運(yùn)動(dòng)，有效切割速度為水平方向的速度，即，與豎直方向的速度無關(guān)，故經(jīng)過時(shí)間t，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
保持不變，故ABD錯(cuò)誤C正確。
故選C。
【分析】由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析選擇。
4．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，abc為等腰直角三角形金屬導(dǎo)線框，∠c=90°，def為一與abc全等的三角形區(qū)域，其中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，e點(diǎn)與c點(diǎn)重合，bcd在一條直線上．線框abc以恒定的速度沿垂直df的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域，在此過程中，線框中的感應(yīng)電流i（以剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)線框中的電流方向?yàn)檎较颍╇S時(shí)間變化的圖像正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的磁變類問題
【解析】【解答】本題考查電磁感應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是分析出線框切割磁場(chǎng)的有效長度的變化，結(jié)合右手定則即可完成分析。abc為等腰直角三角形金屬導(dǎo)線框，∠c=90°，時(shí)刻，線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有效長度為0，根據(jù)可知此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，感應(yīng)電流為0；
當(dāng)c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至df邊，此時(shí)有效長度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
感應(yīng)電流為
當(dāng)ab邊運(yùn)動(dòng)至與df邊重合時(shí)，此時(shí)有效長度為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
感應(yīng)電流為
故選C。
【分析】根據(jù)線框切割磁感線的有效長度的變化分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化，結(jié)合歐姆定律分析出感應(yīng)電流大小的變化；根據(jù)楞次定律或右手定則分析感應(yīng)電流方向。
5．（2025高二下·臨澧月考）如圖，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。在軸上的點(diǎn)有一離子源，向各個(gè)方向均勻發(fā)射速率相等、質(zhì)量為、電量為的相同粒子，設(shè)入射速度方向與軸正方向的夾角為（）。當(dāng)時(shí)，粒子從軸上處離開。不計(jì)粒子的重力。則下列說法不正確的是（　　）
A．粒子入射速率為
B．粒子打在軸上的最遠(yuǎn)處坐標(biāo)為
C．打在軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
D．打在軸上的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是利用幾何關(guān)系，得到粒子圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑。A．當(dāng)α=90°時(shí)，粒子軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系可得
解得r=L
又
聯(lián)立解得
故A正確；
B．粒子打在x軸上的最遠(yuǎn)處時(shí)，在磁場(chǎng)中的軌跡為半圓，如圖
由幾何關(guān)系可得
故B錯(cuò)誤；
C．打在x軸上的粒子，其軌跡與x軸相切時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間，軌跡如圖
由幾何關(guān)系可得
解得θ=53°，α=90°-53°=37°
可知打在x軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
又
聯(lián)立解得
故C正確；
D．粒子恰好從原點(diǎn)O飛出磁場(chǎng)的軌跡如圖
由幾何關(guān)系可得
解得θ＇=53°
則有α=180°-θ＇=127°
綜上所述，打在y軸上的粒子速度方向與y軸方向夾角范圍為0°≤α≤37°，127°≤α≤180°
可知打在y軸上的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的，故D正確。
本題選錯(cuò)誤的，故選B。
【分析】由幾何關(guān)系和洛倫茲力提供向心力求粒子入射速率；由幾何關(guān)系求粒子打在x軸上的最遠(yuǎn)處坐標(biāo)；由幾何關(guān)系和周期公式求打在x軸上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間；由幾何關(guān)系求打在y軸上的粒子數(shù)和粒子總數(shù)的關(guān)系。
6．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，在直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，∠a = 60°，∠b = 90°，邊長ab = L。一個(gè)粒子源在b點(diǎn)將質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的粒子中，速度的最大值是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】帶電粒子在磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)問題，一般由洛倫茲力做向心力得到半徑的表達(dá)式，然后根據(jù)幾何關(guān)系求得半徑，即可聯(lián)立求解。
沿ab方向射出的粒子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)半周，偏轉(zhuǎn)角最大，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，半徑最大的為恰與ac邊相切的粒子，粒子軌跡如圖
由幾何關(guān)系知
由洛侖茲力提供向心力有
速度的最大值是
故選B。
【分析】由左手定則判斷粒子偏轉(zhuǎn)方向，然后根據(jù)洛倫茲力做向心力得到半徑及周期的表達(dá)式，從而得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的狀況，然后根據(jù)幾何關(guān)系求得半徑，進(jìn)而得到速度。
7．（2025高二下·臨澧月考）圖甲是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為如圖乙所示的正弦式交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、，兩線圈橫截面積相同，電壓表為理想交流電表。當(dāng)變壓器副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值大于時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花點(diǎn)燃?xì)怏w。開關(guān)閉合后，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表的示數(shù)為
B．若沒有轉(zhuǎn)換器，則變壓器副線圈輸出的是直流電
C．若，則可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠铧c(diǎn)火
D．穿過原、副線圈的磁通量之比為1∶1
【答案】A,D
【知識(shí)點(diǎn)】變壓器原理
【解析】【解答】在解答本題時(shí)，應(yīng)注意掌握變壓器原副線圈與電壓的關(guān)系以及能夠從交變電流表達(dá)式中分析得出有關(guān)信息。A．電壓表的示數(shù)為
選項(xiàng)A正確；
B．變壓器不能改變直流電壓，則若沒有轉(zhuǎn)換器，則變壓器副線圈輸出電壓為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．若實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠铧c(diǎn)火，則
則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．理想變壓器的原、副線圈相同，無漏磁現(xiàn)象，穿過原、副線圈的磁通量相等，即之比為1∶1，選項(xiàng)D正確。
故選AD。
【分析】根據(jù)變壓器原副線圈與電壓的關(guān)系，以及交變電流中有效值的計(jì)算方法分析作答。
8．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B已知），小球在此區(qū)域的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（　　）
A．小球可能帶正電
B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
D．若電壓U增大，則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期增大
【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【解答】本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵要正確分析受力情況，明確向心力來源，通過列式分析周期的變化情況。A．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故重力等于電場(chǎng)力，即電場(chǎng)力豎直向上，由于E向下，小球帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故重力等于電場(chǎng)力，所以
由于洛倫茲力提供向心力，故有
解得
又由于
解得
故B正確；
C．由于洛倫茲力提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)，故有運(yùn)動(dòng)周期
C正確；
D．由于洛倫茲力提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)，故有運(yùn)動(dòng)周期
顯然運(yùn)動(dòng)周期與加速電壓無關(guān)，D錯(cuò)誤。
故選BC。
【分析】小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力平衡，由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)以及qE=mg列式，在加速電場(chǎng)中根據(jù)動(dòng)能定理列式，聯(lián)立可求得周期。再分析周期的變化情況。
9．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，邊界水平的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ?qū)挾染鶠椋瑑蓞^(qū)域內(nèi)存在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相同。邊長為的正方形導(dǎo)線框從Ⅰ區(qū)域上方某位置由靜止釋放，已知線框恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，重力加速度為。則下列說法正確的是（　　）
A．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度大小一定小于
B．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)過程安培力的沖量相同
C．線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱相同
D．線框穿過Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域磁場(chǎng)的過程所用時(shí)間可能相同
【答案】A,B
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的磁變類問題
【解析】【解答】本題主要考查了電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，根據(jù)受力情況分析線框運(yùn)動(dòng)是解題關(guān)鍵，注意在變速穿過磁場(chǎng)時(shí)不能用Q=I2Rt計(jì)算產(chǎn)生熱量。A．恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，則有：
穿出Ⅰ后，還需要經(jīng)過一段加速過程，才能到達(dá)區(qū)域Ⅱ，因此穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度必然小于v2，則假設(shè)線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度大于g，則剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，減速過程所能達(dá)到的最小速度即為v2，與上述分析不符，故線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)過程的加速度一定小于g，故A正確；
B．線圈通過磁場(chǎng)過程中，通過線框截面的電荷量大小：
線框進(jìn)入和穿出Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)的兩個(gè)過程，磁通量改變量大小相同，則通過線框截面的電荷量大小相同；線圈通過磁場(chǎng)過程中，安培力的沖量：
所以線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)和穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)過程安培力的沖量相同，故B正確；
C．根據(jù)功能關(guān)系可知，線框穿過Ⅰ區(qū)域過程中，產(chǎn)生的焦耳熱小于重力勢(shì)能的變化，即小于mgl；線框穿過Ⅱ區(qū)域過程中，產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢(shì)能的變化，即等于mgl；所以線框穿過Ⅰ區(qū)域磁場(chǎng)比穿過Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)產(chǎn)生的焦耳熱小，故C錯(cuò)誤；
D．由A選項(xiàng)分析可知，線框穿過Ⅰ區(qū)域過程仍然向下加速，且最大速度小于v2，穿過Ⅱ磁場(chǎng)速度為v2，線框穿過Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域磁場(chǎng)的過程所用時(shí)間不可能相同，穿過Ⅰ區(qū)所用的時(shí)間長，故D錯(cuò)誤。
故選AB。
【分析】線框恰能勻速穿過Ⅱ磁場(chǎng)，穿出Ⅰ后，還需要經(jīng)過一段加速過程，才能到達(dá)區(qū)域Ⅱ；根據(jù)判斷通過線框截面的電荷量，再根據(jù)沖量的計(jì)算公式求解沖量大小；根據(jù)功能關(guān)系分析產(chǎn)生的熱；根據(jù)平均速度判斷穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)間。
10．（2025高二下·臨澧月考）如圖甲所示，間距為的光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，軌道左側(cè)連接一定值電阻，垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒在水平外力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，隨變化的規(guī)律如乙圖所示。在時(shí)間內(nèi)，棒從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。、、均為已知量，棒和軌道電阻不計(jì)。則（　　）
A．在以后，導(dǎo)體棒一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．在以后，導(dǎo)體棒先做加速直線運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．在時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為
D．在時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒的加速度大小為
【答案】B,C
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【解答】本題以0-t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)為突破口，結(jié)合t=0、t=t0兩時(shí)刻的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律、安培力的計(jì)算公式、加速度的定義式求導(dǎo)體棒的加速度是關(guān)鍵。AB．設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度為v，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
電路電流
導(dǎo)體棒受到的安培力
導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度
在t0以后，當(dāng)導(dǎo)體棒速度增大，加速度減小，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)a=0時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，速度最大；故B正確，A錯(cuò)誤；
CD．在0～t0時(shí)間內(nèi)，由牛頓第二定律解得
則有
所以導(dǎo)體棒的加速度大小
在0~t0時(shí)間內(nèi)，通過位移
通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為
故D錯(cuò)誤，C正確。
故選BC。
【分析】在0～t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻導(dǎo)體棒所受的外力F2大于此時(shí)導(dǎo)體棒所受的安培力，導(dǎo)體棒做加速度越來越小的變加速運(yùn)動(dòng)。在0～t0時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故在t=0時(shí)刻與t=t0時(shí)刻導(dǎo)體棒的加速度相等，結(jié)合導(dǎo)體棒的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律、安培力與速度的關(guān)系以及加速度的定義即可求加速度。根據(jù)通過導(dǎo)體棒橫截面的電量q與磁通量變化量的關(guān)系可求電量。
11．（2025高二下·臨澧月考）在學(xué)習(xí)安培力后，某學(xué)習(xí)小組利用安培力與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系測(cè)定磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，步驟如下：
①在彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一n匝矩形線圈，將矩形線圈的短邊完全置于U形磁鐵N、S極之間的磁場(chǎng)中，則應(yīng)使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線　 　；
②在電路未接通時(shí)，記錄線圈靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)；
③接通電路開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表讀數(shù)為I，記錄線圈靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，則線圈所受安培力為　 　。
④用刻度尺測(cè)出矩形線圈短邊的長度L；利用上述數(shù)據(jù)可得待測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度　 　。
【答案】垂直；；
【知識(shí)點(diǎn)】安培力的計(jì)算
【解析】【解答】本題是簡單的力電綜合問題，結(jié)合安培力公式、平衡條件列式求解。
①根據(jù)左手定則可知， 將矩形線圈的短邊完全置于U形磁鐵N、S極之間的磁場(chǎng)中， 使矩形線圈所在的平面與N、S極的連線垂直，這樣能使短邊受到的安培力沿豎直方向，彈簧測(cè)力計(jì)保持豎直，方便測(cè)出拉力；
③對(duì)線框受力分析知：受重力、安培力、彈簧的拉力，三力平衡
又
所以線圈所受安培力
④由安培力公式得
解得：
【分析】①為方便測(cè)出彈簧對(duì)線圈的拉力，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)保持豎直狀態(tài)，因此矩形線圈所在的平面應(yīng)與N、S極的連線垂直；
③根據(jù)共點(diǎn)力平衡即可求得受到的安培力大小；
④根據(jù)F=nBIL求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。
12．（2025高二下·臨澧月考）（1）現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵如圖連接。下列不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是　 　（選填①②③④⑤⑥⑦）
①開關(guān)閉合的瞬間
②開關(guān)斷開的瞬間
③開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出
④開關(guān)閉合后，無其他操作
⑤開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)
⑥開關(guān)閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)
（2）如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部。則小磁塊在P中的下落時(shí)間　 　在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度　 　在Q中的速度（全部選填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】（1）④
（2）大于；小于
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；楞次定律
【解析】【解答】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，知道感應(yīng)電流產(chǎn)生條件，認(rèn)真分析即可正確解題．
（1）在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間線圈B中磁通量變化；開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出、滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)、滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)磁通量都變化；電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；開關(guān)閉合后，無其他操作，線圈B中磁通量不變，故電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；所以不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是④。
（2）當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時(shí)間大于在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度小于在Q中的速度。
【分析】（1） 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)題意判斷磁通量是否變化，然后答題．
（2）在金屬管中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁阻尼作用，使下落時(shí)間變長。
（1）在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；當(dāng)開關(guān)閉合的瞬間、開關(guān)斷開的瞬間線圈B中磁通量變化；開關(guān)閉合后，線圈A的鐵芯拔出、滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)、滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)磁通量都變化；電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；開關(guān)閉合后，無其他操作，線圈B中磁通量不變，故電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)；所以不會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的是④。
（2）[1][2]當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí)，由于穿過銅管的磁通量變化，導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生安培阻力，而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時(shí)間大于在Q中的下落時(shí)間、落至底部時(shí)在P中的速度小于在Q中的速度。
13．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，半徑為的金屬圓盤豎直放置，繞點(diǎn)以角速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤中央和邊緣各引出一根導(dǎo)線，與兩塊平行金屬板A、B連接，兩板間距為。在平行金屬板A、B之間有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為，求：
（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）帶電液滴的電性及比荷。
【答案】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
（2）根據(jù)安培右手定則可知A板帶正電，電場(chǎng)線方向由A板指向B板。因?yàn)橐旱翁幱陟o止?fàn)顟B(tài)，可知液滴所受的電場(chǎng)力豎直向上，所以液滴帶負(fù)電荷，根據(jù)平衡條件，有
其中
聯(lián)立解得比荷為
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)綜合；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
【解析】【分析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件求解。
（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為
（2）根據(jù)安培右手定則可知A板帶正電，電場(chǎng)線方向由A板指向B板。因?yàn)橐旱翁幱陟o止?fàn)顟B(tài)，可知液滴所受的電場(chǎng)力豎直向上，所以液滴帶負(fù)電荷，根據(jù)平衡條件，有
其中
聯(lián)立解得比荷為
14．（2025高二下·臨澧月考）如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌和平行，間距，與水平面之間的夾角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，間接有阻值的電阻，質(zhì)量、電阻的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置，現(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過金屬桿的電荷量為。對(duì)應(yīng)過程的圖像如圖乙所示，取，導(dǎo)軌足夠長。（，）求：
（1）運(yùn)動(dòng)過程中、哪端電勢(shì)高，并計(jì)算恒力的大小；
（2）從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此過程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）由圖中信息計(jì)算0~1s內(nèi)，金屬桿滑過的位移。
【答案】（1）由右手定則可判斷感應(yīng)電流由a流向b，b相當(dāng)于電源的正極，故b端電勢(shì)高
當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件得
其中
由乙圖可知
聯(lián)立解得
（2）金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過導(dǎo)體棒的電荷量
解得
從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由動(dòng)能定理得
又克服安培力所做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，代入數(shù)據(jù)解得
兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為
（3）進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理，有
又
由圖可知
代入數(shù)據(jù)解得
由
解得金屬桿滑過的位移
【知識(shí)點(diǎn)】電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】（1）根據(jù)右手定則得出電流的方向，從而判斷出電勢(shì)的高低；根據(jù)對(duì)金屬棒的受力分析，結(jié)合安培力的計(jì)算公式得出恒力的大小；
（2）由功能關(guān)系求得從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此過程金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。
（3）由動(dòng)量定理結(jié)合電流的定義式，即可得出電荷量和導(dǎo)軌的位移。
（1）由右手定則可判斷感應(yīng)電流由a流向b，b相當(dāng)于電源的正極，故b端電勢(shì)高
當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件得
其中
由乙圖可知
聯(lián)立解得
（2）金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，至金屬桿上滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，通過導(dǎo)體棒的電荷量
解得
從金屬棒開始運(yùn)動(dòng)到恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由動(dòng)能定理得
又克服安培力所做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱，代入數(shù)據(jù)解得
兩電阻產(chǎn)生的焦耳熱與阻值成正比，故金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為
（3）進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)導(dǎo)體棒做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理，有
又
由圖可知
代入數(shù)據(jù)解得
由
解得金屬桿滑過的位移
15．（2025高二下·臨澧月考）如圖所示，真空中有以為圓心，半徑為的圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外，在虛線范圍內(nèi)、軸上方有寬度為，方向沿軸負(fù)向、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。圓形磁場(chǎng)區(qū)域的右端與電場(chǎng)左邊界相切，現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)沿紙面不同方向發(fā)射速率為v的質(zhì)子，已知質(zhì)子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)質(zhì)子的重力。試求：
（1）要使質(zhì)子不出磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度要滿足什么條件？
（2）、兩點(diǎn)在圓周上，是的中點(diǎn)，平行于軸，若質(zhì)子從點(diǎn)平行于軸出磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和質(zhì)子從點(diǎn)出射時(shí)的與x軸夾角。
（3）求質(zhì)子從點(diǎn)平行于軸出磁場(chǎng)后與軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。
【答案】（1）當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑時(shí)，質(zhì)子不會(huì)出磁場(chǎng)
由洛倫茲力提供向心力，得
解得
（2）OM為ON的一半，可得，，則NA=R，質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
由洛倫茲力提供向心力，得
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度
易知OB與x軸的夾角為，故質(zhì)子出射時(shí)速度與x軸成角。
（3）設(shè)質(zhì)子剛好打到電場(chǎng)右邊界與x軸的交點(diǎn)
在豎直方向
在水平方向
聯(lián)立解得
i)當(dāng)時(shí)，質(zhì)子出邊界之后與x軸相交，設(shè)在電場(chǎng)中的偏移為y，出電場(chǎng)時(shí)在y軸方向的速度為，偏轉(zhuǎn)角為，由
結(jié)合以上解得
在豎直方向的速度為
偏轉(zhuǎn)角為
由圖，
聯(lián)立求解得
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
ii) 當(dāng)時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)與x軸相交由
解得
水平位移
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
【知識(shí)點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
【解析】【分析】（1）質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)題意求出質(zhì)子不從磁場(chǎng)射出的臨界軌道半徑，應(yīng)用牛頓第二定律求出臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度，然后求出磁感應(yīng)強(qiáng)度需要滿足的條件．
（2）根據(jù)題意求出質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，然后應(yīng)用牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度，求出質(zhì)子入射速度的方向．
（3）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析答題．
（1）當(dāng)質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑時(shí)，質(zhì)子不會(huì)出磁場(chǎng)
由洛倫茲力提供向心力，得
解得
（2）OM為ON的一半，可得，，則NA=R，質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R
由洛倫茲力提供向心力，得
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度
易知OB與x軸的夾角為，故質(zhì)子出射時(shí)速度與x軸成角。
（3）設(shè)質(zhì)子剛好打到電場(chǎng)右邊界與x軸的交點(diǎn)
在豎直方向
在水平方向
聯(lián)立解得
i)當(dāng)時(shí)，質(zhì)子出邊界之后與x軸相交，設(shè)在電場(chǎng)中的偏移為y，出電場(chǎng)時(shí)在y軸方向的速度為，偏轉(zhuǎn)角為，由
結(jié)合以上解得
在豎直方向的速度為
偏轉(zhuǎn)角為
由圖，
聯(lián)立求解得
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
ii) 當(dāng)時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)與x軸相交由
解得
水平位移
根據(jù)幾何關(guān)系得
故與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)為（，0）
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