2022-2023學(xué)年上海市高二年級下冊期末考試物理考試卷含詳解

上海市市西中學(xué)2022學(xué)年度第二學(xué)期期末考試

高二物理

一、地磁場

地球可以視為巨大的磁場，磁場分布可類比于條形磁鐵。

1.磁場的強弱可以用磁感線來描述。如圖所示，實線表示某磁場中的磁感線，M.N為磁場中兩點，兩點的磁感

強度分別為8用和Bv，同一通電導(dǎo)線放在〃處和N處所受磁場力大小分別為功和取，則（）

ABI一定大于FN

B.BM>BN,FM一定小于FN

C.BM<BN,一定小于FN

D.BM<BN,PM可能等于FN

2.19世紀(jì)，安培為了解釋地球的磁性提出“分子電流假說”，認(rèn)為地球的磁場是由帶電的地球繞過地心的軸形成

的環(huán)形電流引起的，如圖所示，下列說法正確的是（）

地軸

地球自轉(zhuǎn)方向

A.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

B.地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理南極附近

C.根據(jù)右手螺旋定則可判斷，地球帶負(fù)電荷

D.地磁場對垂直射向地球赤道的質(zhì)子有向西的力的作用

3.如圖所示，某教室墻上有一朝南的鋼窗，從室內(nèi)學(xué)生的角度看，學(xué)生推開窗戶時，穿過窗戶的地磁場的磁通量

變化為（填A(yù).“增大”B.“減小”），從學(xué)生的角度看，窗框中的感應(yīng)電流方向（A.“順時針”

B.“逆時針”）。

1

4.不僅磁場對磁體有力作用，電流之間也會通過磁場相互作用。兩個相同的圓形線圈，能在一個光滑絕緣的圓柱

體上自由滑動。設(shè)大小不同的電流按圖中所示的方向分別通入兩個線圈，則兩線圈的運動情況是（）

A.彼此相向運動，且電流大的加速度較大

B.彼此背向運動，且電流大的加速度較大

C.彼此背向運動，且加速度大小相等

D.彼此相向運動，且加速度大小相等

二、洛倫茲力

當(dāng)我們研究原子核的結(jié)構(gòu)時，往往需要用高能量的微觀粒子去轟擊原子核進行研究?；匦铀倨骺梢园褞щ?/p>

粒子限制在一定的空間范圍內(nèi)同時又能對它不斷加速。質(zhì)譜儀利用帶電粒子在磁場中的運動，探測帶電粒子的質(zhì)

量和帶電量。

5.洛倫茲力演示儀用于觀察運動電子在磁場中的運動，結(jié)構(gòu)如圖所示。不考慮地磁場和重力的影響。

（1）不加磁場時電子束徑跡是o（選填A(yù).直線運動、B.平拋運動）

（2）加磁場并調(diào)整磁感應(yīng)強度可使電子束徑跡形成一個圓周。保持磁感應(yīng)強度不變，增大出射電子的速度，電子

束圓周的半徑______。（填A(yù).“增大”B.“減小”C.“不變”D.“不能確定”）

（3）保持出射電子的速度不變，要減小電子束圓周的半徑，應(yīng)______磁感應(yīng)強度。（填A(yù).“增大”B.“減小”

C.“不變”D.“不能確定”）

6.如圖所示，兩電子（不計重力）沿方向從M點射入兩平行平面間的勻強磁場中，它們射出磁場的速率分別

為也、V2,通過勻強磁場所用時間分別為71、foo則Vl:VI-Jl：t2=

M--y---------------------N

XXxX

XxXX

7.如圖所示，豎直放置的光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面（紙面）向里、磁感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場中，

一帶電荷量為q（q>0）的滑塊自。點由靜止沿斜面滑下，下降高度為〃時到達6點，滑塊恰好對斜面無壓力。關(guān)于

滑塊自a點運動到b點的過程，下列說法正確的是（）（重力加速度為g）

A.滑塊在。點受重力、支持力和洛倫茲力作用B.滑塊在6點受到的洛倫茲力大小為

C.洛倫茲力做正功D.滑塊的機械能增大

8.1922年，英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎。質(zhì)譜儀的兩大重要

組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，設(shè)想有一個靜止的帶電粒子（不計重力）P,經(jīng)電

壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度為2的勻強磁場中，最后打到底片上的。點。設(shè)=則在下列

圖中能正確反映N與U之間函數(shù)關(guān)系的是（）

三、電磁炮

9.上?？萍拣^的智慧之光展區(qū)有一個叫做“電磁炮”的體驗展品，利用磁場對通電導(dǎo)體的作用力，從而沿導(dǎo)軌加

速發(fā)射拋射體。“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快效率高等優(yōu)點，如圖是，“電磁

炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平導(dǎo)軌電阻不計，寬為心在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為

B.“電磁炮”彈體總質(zhì)量為相，其中彈體在軌道間的電阻為R?？煽仉娫吹膬?nèi)阻為廣，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，

以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是/,不計空氣阻力。貝心

(1)彈體所受的安培力為,彈體的加速度為O

(2)彈體從靜止加速到V,軌道長度至少為。

(3)彈體從靜止加速到v的過程中電源提供的總能量為；該電路為(填寫A.“純電阻電路”

B.“非純電阻電路”)，可控電源的電壓應(yīng)隨時間(選填A(yù).“均勻增加”B.“不均勻增加”C.“不

變”)，才能保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

四、發(fā)電機和電動機

電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用開啟了電氣時代，促進了發(fā)電機和電動機的發(fā)明和使用。如圖所示是汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速

表，用來指示發(fā)動機的運行情況。常見的發(fā)動機磁電式轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速測試裝置應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理。

10.發(fā)電機和電動機中，是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置

(兩空均選填“發(fā)電機”或“電動機”)。

11.產(chǎn)生電磁感應(yīng)有不同的方法。如圖一輕質(zhì)細(xì)線吊著一邊長為L=0.4m的單匝正方形線圈MNP。，總電阻為

R=1Q,在PQ邊的上下兩側(cè)對稱分布有寬度d=0.2m的正方形磁場區(qū)域，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，磁

感應(yīng)強度大小隨時間變化如圖乙所示，線圈始終保持靜止，求：

(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小V,感應(yīng)電流的方向(選填A(yù).“順時針”B.“逆時針”)o

(2)/=4s時，尸。邊受到的安培力大小為N?

12.如圖所示，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場中。電路通過電刷與圓盤的邊緣和

銅軸接觸良好，電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,定值電阻為凡先將開關(guān)閉合，待圓盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再斷開開關(guān)，不計

一切摩擦，下列說法中正確的是()

A.閉合開關(guān)時，從上往下看圓盤逆時針轉(zhuǎn)動

B.閉合開關(guān)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，流過圓盤電流為零

C.斷開開關(guān)時，。點電勢低于6點電勢

D.斷開開關(guān)后，流過電阻R上的電流方向與原電流方向相反

13.如圖所示，電阻/U為0.1。的導(dǎo)體棒仍沿光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動，線框中接有電阻R為0.4C。線框放在

磁感應(yīng)強度8為0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面。導(dǎo)體棒演的長度/為0.4m,運動的速度v為

5m/s?線框的電阻不計。

(1)電路"4中相當(dāng)于電源，電動勢為Vo(選填A(yù)."a”、B."b”)位置相當(dāng)于電源的

正極，部分相當(dāng)于閉合電路中的外電路。

(2)ab棒向右運動時所受的安培力No

(3)4棒所受安培力的功率為W,電阻R的發(fā)熱功率W,電阻7U發(fā)熱功率W,從能的轉(zhuǎn)化

和守恒角度說一說這三個功率關(guān)系的含義：o

五、生活中電磁現(xiàn)象

如圖所示，安檢門可以用來檢查旅客是否隨身攜帶金屬物品。自感渦流，變壓器都是電磁感應(yīng)的實際應(yīng)用。

14.如圖所示，圖中甲為金屬小球，乙為帶電絕緣小球（可視為質(zhì)點）。用絕緣細(xì)線掛在固定點。處，將小球從勻

強磁場區(qū)域外靜止釋放，磁感線的方向垂直紙面向里，空氣阻力不計。則在擺動過程中，擺角減小的是

（選填A(yù).“甲”、B.“乙”）,擺線拉力可能小于小球重力的是（選填A(yù).“甲”、B.“乙”）。

乙

15.在如圖所示的電路中，兩個靈敏電流表G］和G。的零點都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“+”接線柱流入時，指針

向左偏；電流從“一”接線柱流入時，指針向右偏。在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實際情況的是

A.G］表指針向左偏，G?表指針向右偏

B.5表指針向右偏，&表指針向左偏

C.G、G2表的指針都向左偏

D.G、&表指針都向右偏

16.如圖所示為某人設(shè)計的電吹風(fēng)電路圖，a、b、c、d為四個固定觸點。可動的扇形金屬觸片P可同時接觸兩個

觸點。觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。m和”2分別是理想變壓器

原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項參數(shù)如下表所示。

小風(fēng)扇

電

熱由I號〃2r?i

絲LL=^]

b6亞流電

熱風(fēng)時輸入功率460W

冷風(fēng)時輸入功率60W

小風(fēng)扇額定電壓60V

正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52W

(1)吹冷風(fēng)時觸片P位于.位置。

(2)由表格中數(shù)據(jù)計算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻是

(3)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比"1：〃2是

17.如圖所示，矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為廣，在磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中繞O。，軸以角速度

。勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，求:

(1)通過電阻R的電荷量g==

(2)該交流發(fā)電機的最大電動勢為,電源端電壓的瞬時表達式是

(3)電阻R上所產(chǎn)生的熱量。=o

上海市市西中學(xué)2022學(xué)年度第二學(xué)期期末考試

高二物理

一、地磁場

地球可以視為巨大的磁場，磁場分布可類比于條形磁鐵。

1.磁場的強弱可以用磁感線來描述。如圖所示，實線表示某磁場中的磁感線，M.N為磁場中兩點，兩點的磁感

強度分別為8用和Bv，同一通電導(dǎo)線放在〃處和N處所受磁場力大小分別為功和取，則（）

A.BM>BN,EM一定大于FN

B.BM>BN,PM一定小于FN

C.BM<BN,RW一定小于FN

D.BM<BN,1也可能等于FN

【答案】D

【詳解】磁感線的疏密程度反應(yīng)了磁場的磁感應(yīng)強度的大小，磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強度越大，顯然N處

的磁感線更密集，因此可得

BM<BN

而安培力

F=BIL

其中L為導(dǎo)線與磁場垂直時的有效長度，同一通電導(dǎo)線，放置方式不同，則有效長度不同，因此所受安培力就不

同，若使

BM=LN

BN九

則可使

FM=FN

故選D。

2.19世紀(jì)，安培為了解釋地球的磁性提出“分子電流假說”，認(rèn)為地球的磁場是由帶電的地球繞過地心的軸形成

的環(huán)形電流引起的，如圖所示，下列說法正確的是（）

地軸

A.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

B.地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理南極附近

C.根據(jù)右手螺旋定則可判斷，地球帶負(fù)電荷

D.地磁場對垂直射向地球赤道的質(zhì)子有向西的力的作用

【答案】C

【詳解】A.地球表面只有赤道位置的地磁場方向與地面平行，故A錯誤；

B.地磁南極在地理北極附近，故B錯誤；

C.由圖可知，地磁北極在地理南極附近，根據(jù)右手螺旋定則可確定電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，說明地球帶負(fù)

電，故C正確；

D.根據(jù)左手定則可知，地磁場對垂直射向地球赤道的質(zhì)子有向東的力的作用，故D錯誤。

故選C。

3.如圖所示，某教室墻上有一朝南的鋼窗，從室內(nèi)學(xué)生的角度看，學(xué)生推開窗戶時，穿過窗戶的地磁場的磁通量

變化為（填A(yù).“增大”B.“減小”），從學(xué)生的角度看，窗框中的感應(yīng)電流方向（A.“順時針”

B.“逆時針”）。

【答案】①.B②.B

【詳解】口］地磁場的方向由南向北，當(dāng)學(xué)生推開窗戶時，穿過窗戶的地磁場的磁通量減小；

⑵根據(jù)楞次定律可知，穿過窗戶的地磁場的磁通量由南向北減小，則感應(yīng)電流的磁場由南向北，從學(xué)生的角度

看，窗戶中的感應(yīng)電流沿逆時針方向。

4.不僅磁場對磁體有力作用，電流之間也會通過磁場相互作用。兩個相同的圓形線圈，能在一個光滑絕緣的圓柱

體上自由滑動。設(shè)大小不同的電流按圖中所示的方向分別通入兩個線圈，則兩線圈的運動情況是（）

A.彼此相向運動，且電流大加速度較大

B,彼此背向運動，且電流大的加速度較大

C.彼此背向運動，且加速度大小相等

D.彼此相向運動，且加速度大小相等

【答案】D

【詳解】環(huán)形電流可以等效為小磁針，根據(jù)安培定則，左邊圓形線圈的右側(cè)等效為小磁針的N極，右邊圓形線圈

的左側(cè)等效為小磁針的S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，兩線圈彼此相向運動，根據(jù)牛頓第三定律可知，兩線

圈受力大小相等，再由牛頓第二定律可知，兩線圈加速度大小相等。

故選D。

二、洛倫茲力

當(dāng)我們研究原子核的結(jié)構(gòu)時，往往需要用高能量的微觀粒子去轟擊原子核進行研究?；匦铀倨骺梢园褞щ?/p>

粒子限制在一定的空間范圍內(nèi)同時又能對它不斷加速。質(zhì)譜儀利用帶電粒子在磁場中的運動，探測帶電粒子的質(zhì)

量和帶電量。

5.洛倫茲力演示儀用于觀察運動電子在磁場中的運動，結(jié)構(gòu)如圖所示。不考慮地磁場和重力的影響。

(1)不加磁場時電子束的徑跡是o(選填A(yù).直線運動、B.平拋運動)

(2)加磁場并調(diào)整磁感應(yīng)強度可使電子束徑跡形成一個圓周。保持磁感應(yīng)強度不變，增大出射電子的速度，電子

束圓周的半徑______。(填A(yù).“增大”B.“減小”C.“不變”D.“不能確定”)

(3)保持出射電子的速度不變，要減小電子束圓周的半徑，應(yīng)______磁感應(yīng)強度。(填A(yù).“增大”B.“減小”

C.“不變”D.“不能確定”)

【答案】①.A②.A③.A

【詳解】(1)[1]不加磁場時電子將做直線運動，即電子束的徑跡是直線運動。

故選Ao

(2)[2]根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力

v2

Bev—m—

R

解得

R=—

eB

可知，保持磁感應(yīng)強度不變，增大出射電子的速度，電子束圓周的半徑將增大。

故選Ao

(3)[3]根據(jù)

可知，若保持出射電子的速度不變，要減小電子束圓周的半徑，則應(yīng)增大磁感應(yīng)強度。

故選A?

6.如圖所示，兩電子（不計重力）沿MV方向從M點射入兩平行平面間的勻強磁場中，它們射出磁場的速率分別

為VI、V2,通過勻強磁場所用時間分別為八、/2。則Vl:V2=,tl:t2=o

M--y---------------------N

XXxX

XxXX

【詳解】粒子運動軌跡如下圖所示

電子垂直磁場射入，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力有

V2

qvB=m——

R

電子做圓周運動的半徑為

所以由題意知，電子在電場中的運動速度比等于電子做圓周運動的半徑比，由題意根據(jù)幾何關(guān)系有

R22

所以電子在電場中的速度比為

入=工

%2

電子在磁場中做圓周運動的周期為

2兀R2兀m

1=-----=-------

vqB

由此知電子在磁場中做圓周運動的周期是相同的，由運動軌跡可知，以％運動的電子在磁場中運動的時間為

T

t.=—

14

以v2運動的電子在磁場中運動的時間為

T

6=—

26

所以電子在磁場中運動的時間之比為

4_3

t22

7.如圖所示，豎直放置光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面（紙面）向里、磁感應(yīng)強度大小為2的勻強磁場中，

一帶電荷量為q（q>0）的滑塊自。點由靜止沿斜面滑下，下降高度為〃時到達。點，滑塊恰好對斜面無壓力。關(guān)于

滑塊自。點運動到6點的過程，下列說法正確的是（）（重力加速度為g）

A.滑塊在。點受重力、支持力和洛倫茲力作用B.滑塊在萬點受到的洛倫茲力大小為曲?

C.洛倫茲力做正功D.滑塊的機械能增大

【答案】B

【詳解】A.滑塊自。點由靜止沿斜面滑下，在。點不受洛倫茲力作用，故A錯誤；

BCD.滑塊自。點運動到6點的過程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，滑塊機械能守恒

mgh=*

得

v=yf2gh.

故滑塊在b點受到的洛倫茲力為

F=qBv-qByJ2gh

故B正確，C錯誤，D錯誤。

故選B。

8.1922年，英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎。質(zhì)譜儀的兩大重要

組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，設(shè)想有一個靜止的帶電粒子（不計重力）P,經(jīng)電

壓為。的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，最后打到底片上的。點。設(shè)。。=%,則在下列

圖中能正確反映N與U之間函數(shù)關(guān)系的是（）

【答案】A

【分析】

【詳解】根據(jù)動能定理

得

粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力，有

V2

qvB=m——

R

則有

x=2R=

從而推出

x2xU

即12與U成正比。

故選A?

三、電磁炮

9.上?？萍拣^的智慧之光展區(qū)有一個叫做“電磁炮”的體驗展品，利用磁場對通電導(dǎo)體的作用力，從而沿導(dǎo)軌加

速發(fā)射拋射體?！半姶排凇笔抢秒姶帕楏w加速的新型武器，具有速度快效率高等優(yōu)點，如圖是，“電磁

炮”的原理結(jié)構(gòu)示意圖。光滑水平導(dǎo)軌電阻不計，寬為小在導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為

Bo“電磁炮”彈體總質(zhì)量為優(yōu)，其中彈體在軌道間的電阻為凡可控電源的內(nèi)阻為廣，電源的電壓能自行調(diào)節(jié)，

以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是/,不計空氣阻力。貝心

(1)彈體所受的安培力為，彈體的加速度為O

(2)彈體從靜止加速到v,軌道長度至少為o

(3)彈體從靜止加速到v的過程中電源提供的總能量為；該電路為(填寫A.“純電阻電路”

B.“非純電阻電路”)，可控電源的電壓應(yīng)隨時間(選填A(yù).“均勻增加”B.“不均勻增加”C.“不

變”)，才能保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

【答案】①.BIL②.久③.Q12+r)

—mvH-------------------------@.B@.A

m2BIL2BL

【詳解】(1)[1]彈體所受的安培力為

F=二BIL

⑵根據(jù)牛頓第二定律有

F二-ma

可得彈體的加速度為

BIL

a=

m

(2)⑶設(shè)軌道長度至少為x,彈體做勻加速直線運動，根據(jù)運動學(xué)公式可得

v2=2ax

解得

mv2

2BIL

(3)[4]發(fā)射過程中產(chǎn)生的熱量為

Q=/2(R+?

而根據(jù)

v=at

可得

彈體獲得動能

2

E=lmv

2

可得電源提供的總能量為

「「八12Imv(R+r)

E=E+Q=-mV+----——

k，BL

[5]該電路中電能一部分轉(zhuǎn)化為焦耳熱，一部分轉(zhuǎn)化為彈體的動能，因此該電路為非純電阻電路;

[6]由于彈體的速度增加，彈體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增加，要保證彈體做勻加速直線運動，即保證電流不變,

則電源的電壓要增加以抵消彈體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，設(shè)經(jīng)過時間，速度為"，則

BIL

v=at=-----

m

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電源電壓與時間的關(guān)系為

g2r2r

U=I(R+r)+BLv=I(R+r)+-------1

m

即可控電源的電壓應(yīng)隨時間均勻增加。

四、發(fā)電機和電動機

電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用開啟了電氣時代，促進了發(fā)電機和電動機的發(fā)明和使用。如圖所示是汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速

表，用來指示發(fā)動機的運行情況。常見的發(fā)動機磁電式轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速測試裝置應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理。

10.發(fā)電機和電動機中，是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置

(兩空均選填“發(fā)電機”或“電動機”)o

【答案】①.發(fā)電機②.電動機

【詳解】[1][2]發(fā)電機和電動機中，發(fā)電機即為產(chǎn)生電能的一種機器，是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；電動機工作

時，消耗電能產(chǎn)生機械能，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。

11.產(chǎn)生電磁感應(yīng)有不同的方法。如圖一輕質(zhì)細(xì)線吊著一邊長為乙=0.4m的單匝正方形線圈總電阻為

R=1C,在尸。邊的上下兩側(cè)對稱分布有寬度d=0.2m的正方形磁場區(qū)域，如圖甲所示，磁場方向垂直紙面向里，磁

感應(yīng)強度大小隨時間變化如圖乙所示，線圈始終保持靜止，求：

(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小V,感應(yīng)電流的方向(選填A(yù).“順時針”B.“逆時針”)。

(2)z=4s時，尸。邊受到安培力大小為N?

【答案】①.0.01②.B③,0.006

【詳解】(1)口］根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

E=n"=nS俎

AZAt

其中

〃=1,S=—=0.02m2,—=—T/s=-T/s

2AZ42

代入上式可得

E=0.01V

⑵由乙圖可知磁場在逐漸增強，則根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向。

(2)［3］線框中的電流大小為

F

/=—=0.01A

R

則可知Z=4s時，尸。邊受到的安培力大小為

F=BA/=3X0.01X0.2N=0.006N

12.如圖所示，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場中。電路通過電刷與圓盤的邊緣和

銅軸接觸良好，電源電動勢為E,內(nèi)阻為廣，定值電阻為凡先將開關(guān)閉合，待圓盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再斷開開關(guān)，不計

一切摩擦，下列說法中正確的是()

A.閉合開關(guān)時，從上往下看圓盤逆時針轉(zhuǎn)動

B.閉合開關(guān)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，流過圓盤的電流為零

C.斷開開關(guān)時，。點電勢低于6點電勢

D.斷開開關(guān)后，流過電阻R上的電流方向與原電流方向相反

【答案】BC

【詳解】A.閉合開關(guān)時，銅圓盤中有電流經(jīng)過，圓盤中電流方向沿半徑向外，根據(jù)左手定則可知，從上往下看圓

盤順時針轉(zhuǎn)動，故A錯誤；

B.閉合開關(guān)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，圓盤不受安培力作用，根據(jù)F=5〃可知流過圓盤的電流為零，故B正確；

C.斷開開關(guān)時，從上往下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由右手定則知，圓盤中

電流方向沿半徑向里，所以。點電勢低于6點電勢，故C正確；

D.閉合開關(guān)時，流過電阻尺上的電流方向從h點經(jīng)電阻R到。點；斷開開關(guān)時，。點電勢低于b點電勢，流過電

阻尺上的電流方向從Zj點經(jīng)電阻7?到。點，所以斷開開關(guān)后，流過電阻R上的電流方向與原電流方向相同，故D

錯誤；

故選BC。

13.如圖所示，電阻7U為0.1C的導(dǎo)體棒仍沿光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動，線框中接有電阻R為0.4。。線框放在

磁感應(yīng)強度2為0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面。導(dǎo)體棒斷的長度/為0.4m,運動的速度v為

5m/s0線框的電阻不計。

(1)電路abed中相當(dāng)于電源，電動勢為V。(選填A(yù)."a”、B.“6”)位置相當(dāng)于電源的

正極，部分相當(dāng)于閉合電路中的外電路。

(2)ab棒向右運動時所受的安培力N?

(3)棒所受安培力的功率為W,電阻R的發(fā)熱功率W,電阻ZU發(fā)熱功率W,從能的轉(zhuǎn)化

和守恒角度說一說這三個功率關(guān)系的含義：o

【答案】①.導(dǎo)體棒滴②.0.2③.A@.dc0,016?.0.08⑦.0.064⑧.0.016⑨.

見解析

【詳解】(1)“北2北3][4]導(dǎo)體棒ab沿光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動，切割磁感線產(chǎn)生的導(dǎo)體棒油相當(dāng)于電源，電動

勢為

E=5/V=0.1X0.4X5V=0.2V

由右手定則可知，感應(yīng)電流從6端流向。端，在電源內(nèi)部，電流從負(fù)極流向正極，因此a端相當(dāng)于電源的正極，連

接電阻R的de部分相當(dāng)于閉合電路中的外電路。

(2)[5]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流

E0.2

A=0.4A

0.4+0.1

Rab+R

導(dǎo)體棒ab向右運動時受到的安培力

F=BIl=0.lx0.4x0.4N=0.016N

（3）［6］導(dǎo)體棒油所受安培力的功率

P要=Fv=0.016x5W=0.08W

⑺電阻A的發(fā)熱功率

22

PR=IR=0.4X0.4W=0.064W

網(wǎng)電阻/U的發(fā)熱功率

22

Pab=IRab=0.4X0.1W=0.016W

［9］從能得轉(zhuǎn)化和守恒得角度來看，導(dǎo)體棒克服安培力做得功等于電路內(nèi)產(chǎn)生得電能，電能轉(zhuǎn)化為電路內(nèi)外電阻得內(nèi)

能放出焦耳熱，所以安培力做功得功率等于電路中電阻R和凡&得熱功率之和，即

心=己+以

五、生活中電磁現(xiàn)象

如圖所示，安檢門可以用來檢查旅客是否隨身攜帶金屬物品。自感渦流，變壓器都是電磁感應(yīng)的實際應(yīng)用。

14.如圖所示，圖中甲為金屬小球，乙為帶電絕緣小球（可視為質(zhì)點）。用絕緣細(xì)線掛在固定點。處，將小球從勻

強磁場區(qū)域外靜止釋放，磁感線的方向垂直紙面向里，空氣阻力不計。則在擺動過程中，擺角減小的是

（選填A(yù).“甲”、B.“乙”），擺線拉力可能小于小球重力的是（選填A(yù).“甲”、B.“乙”）。

【答案】①.A②.B

【詳解】口］對于金屬小球甲，當(dāng)金屬球進出磁場時，由于磁通量發(fā)生改變，金屬球中會產(chǎn)生渦流，進而產(chǎn)生焦耳

熱，根據(jù)能量守恒可知，金屬球的機械能將會減小，因此隨著金屬球的擺動，小球所能達到的最大高度減小，所

以擺角會越來越小，當(dāng)完全在磁場中來回擺動時，磁通量不再發(fā)生改變，擺角不再變化；對于金屬小球乙，由于

小球是帶電絕緣小球，因此小球在進出磁場時其內(nèi)部不會產(chǎn)生渦流，運動過程中機械能守恒，因此擺角不變。

故選Ao

⑵設(shè)甲、乙兩金屬球擺動過程中，繩子與豎直方向的夾角為夕，則對于金屬球甲，由牛頓第二定律有

璘一咻gcose=%pa甲

解得

&=叫。甲+mf?gcosO

對于金屬小球乙，設(shè)小球帶電量為正q,磁場強度為8,小球從磁場向外擺動或由外界進入磁場的過程中要受到洛

倫茲力的作用，且洛倫茲力的方向始終垂直于小球速度的方向，根據(jù)左手定則可知，當(dāng)小球從。點向磁場外擺動

的過程中，洛倫茲力的方向始終與繩子拉力的方向相同，則由牛頓第二定律有

T乙+Bqv-cos0=rn^a乙

解得

T乙=叱%+m^gcos0-Bqv

對比分析可知，擺線拉力可能小于小球重力的是乙。

故選B。

15.在如圖所示的電路中，兩個靈敏電流表G］和G。的零點都在刻度盤中央，當(dāng)電流從“+”接線柱流入時，指針

向左偏；電流從“一”接線柱流入時，指針向右偏。在電路接通后再斷開的瞬間，下列說法中符合實際情況的是

A.5表指針向左偏，G2表指針向右偏

B.5表指針向右偏，&表指針向左偏

C.G、G?表的指針都向左偏

D.G、&表的指針都向右偏

【答案】A

【詳解】電路穩(wěn)定后斷開，通過電阻這一支路的電流立即消失，由于電感器對電流的變化有阻礙作用，會阻礙其

減小，通過電感器的電流并且通過電阻。所以含有電感器的支路的電流從“+”接線柱流入，5指針向左擺。含

有電阻的支路電流從接線柱流入，&指針向右擺。

故選Ao

16.如圖所示為某人設(shè)計的電吹風(fēng)電路圖，隊b、c、d為四個固定觸點?？蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個

觸點。觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。m和〃2分別是理想變壓器

原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項參數(shù)如下表所示。

小膜_信=[

[Q物2沙I

Jd

亞流電

熱風(fēng)時輸入功率460W

冷風(fēng)時輸入功率60W

小風(fēng)扇額定電壓60V

正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52W

(1)吹冷風(fēng)時觸片P位于位置。

(2)由表格中數(shù)據(jù)計算出小風(fēng)扇的內(nèi)阻是Qo

(3)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比如：〃2是.

【答案】①.bc##cb②.8③.11:3

【詳解】(1)口]當(dāng)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時，電路中只有電動機在工作，觸片P位于6c位置。

(2)[2]小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機械功率和線圈上的熱功率，則風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的功率為

有=以-綠=60W-52W=8W

通過小風(fēng)扇的電流

，奇埸A"

則可得小風(fēng)扇的內(nèi)阻

r=生=8。

I2

(3)[3]根據(jù)變壓器原副線圈匝數(shù)與電壓之間的關(guān)系可得

々22011