江蘇省南通啟東中學(xué)2019_2020學(xué)年高二物理上學(xué)期第一次質(zhì)量檢測(cè)試題(含解析)

1、江蘇省南通啟東中學(xué)2019-2020學(xué)年高二物理上學(xué)期第一次質(zhì)量檢測(cè)試題（含解析）一、單項(xiàng)選擇題.本題共 6小題，每小題3分，共計(jì)18分.每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1 .將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直， 關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是（）A.穿過(guò)線圈的磁通量大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)C.穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D.感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向始終相同【答案】A【解析】【詳解】A.根據(jù) =BS可知，穿過(guò)線圈的磁通量大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，選項(xiàng) A正確；B.由法拉第電磁感應(yīng)定律 E n可知，感應(yīng)電

2、動(dòng)勢(shì) E與線圈匝數(shù)成正比，故 B錯(cuò)誤； tC.由法拉第電磁感應(yīng)定律 E n可知，磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不一定越大，故C錯(cuò)誤;tD.由楞次定律可知，磁通量增大，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，磁通量減小，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，因?yàn)椴恢磐渴亲兇筮€是變小，因此無(wú)法判斷感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。2 .如圖所示，半徑為 r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B, 磁場(chǎng)邊界上 A點(diǎn)有一粒子源，源源不斷地向磁場(chǎng)發(fā)射各種方向 （均平行于紙面）且速度大小 相等的帶正電的粒子（重力及粒子間的相互作用不計(jì) ），已知粒子的比荷 為k,速度大小為 2kBr,則粒

3、子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為 （）A. kBB. 2kBC. 3kB" 4kB【答案】C試題分析：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為:mv 2kBrqBBk2r ；當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)時(shí)，其軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角最大，此時(shí)弦長(zhǎng)最大，其最大值為磁場(chǎng)圓的直徑2r,故m ,故選C.3qB 3kB考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3.磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖所示，等離子體高速噴射到加有強(qiáng)磁場(chǎng)的管道內(nèi)，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向 A、B兩金屬板偏轉(zhuǎn)，形成直流電源對(duì)外供電.則 （）A.僅減小兩板間的距離，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)將增大B.僅增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)將減小C.僅增加負(fù)載的阻值，發(fā)電機(jī)的輸出功率將增大

4、D.僅增大磁流體的噴射速度，發(fā)電機(jī)的總功率將增大【答案】D有廣，電機(jī)的電荷處于平衡有：qvB q-y,解得：£電=8丫,匕可知僅減小兩板1，麻離，發(fā)電機(jī)的 電動(dòng)勢(shì)將減小，僅增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)的.勢(shì)將增大,故才 /誤；根據(jù)歐姆輸出功率不一定增大，故C錯(cuò)誤；由E電事,可知僅增，溫洛噴電動(dòng)勢(shì)大，因?yàn)榭傠娮璨蛔?，所以輸出功率將增大?D正確。.D正確，昔誤。4.如圖所示，水平桌面上平行放置兩光滑的金軌，導(dǎo)軌相品，L, 一質(zhì)量為m屬桿垂直導(dǎo)軌放置，正以速度vi向左勻速運(yùn)動(dòng)，事群與勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域mNPQ磁感 應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上，正以速度.（V2VV1）向%速移動(dòng)，定金屬桿電阻為是 R

5、/2,其余電阻不計(jì)，則當(dāng)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)（）2 _A.金屬棒ab兩端的電勢(shì)差 U=BLvi3B.金屬棒ab的加速度大小為2 2a_2B L (vi V2)a=3mRC.流過(guò)電阻R的電流大小為I = 2BL(V1 v2)3RD.如只改變磁場(chǎng)方向，金屬棒ab所受安培力的大小不變，方向改變由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用歐姆定律求出電路電流與金屬棒兩端電壓，由安培力公式求 出金屬棒的加速度，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流方向，應(yīng)用左手定則判斷安培力方向?！驹斀狻拷饘侔魟傔M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BL ( V1+V2),通過(guò)電阻R的電流：U=IR=2BL(M v2) ,故 A 錯(cuò)誤，CE2BL(v1

6、v2)1 3R，金屬棒ab兩端電勢(shì)差:R - R2正確；金屬棒受到的安培力：F=BIL,對(duì)金屬棒，由牛頓第二定律得：BIL=ma,解得:2.2,、3mRa (v1 v2),故B錯(cuò)誤；如只改變磁場(chǎng)方向， 由右手定則可知， 感應(yīng)電流方向反向, 由左手定則可知安培力方向不變，故 D錯(cuò)誤；故選 Q【點(diǎn)睛】對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條： 一條從力 角度，根據(jù)牛頓第二定律或平 衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題， 根據(jù)動(dòng)能定理、 功能關(guān)系等列方程求解。5.如圖所示，a、b都是較輕的鋁環(huán)，a環(huán)閉合，b環(huán)斷開(kāi)，橫梁可以繞中間支點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始時(shí)整個(gè)裝置靜止.下列說(shuō)法中正確

7、的是(A.條形磁鐵插入a環(huán)時(shí)，橫梁不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)B.只有當(dāng)條形磁鐵 N極拔出鋁環(huán)時(shí)，橫梁才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)C.條形磁鐵用相同方式分別插入 a、b環(huán)時(shí)，兩環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)情況相同D.鋁環(huán)a產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙鋁環(huán)與磁鐵間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】試題分析：當(dāng)條形磁鐵向 a環(huán)靠近時(shí)，穿過(guò)a環(huán)的磁通量增加，a環(huán)閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁 鐵對(duì)a環(huán)產(chǎn)生安培力，阻礙兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此a環(huán)阻礙磁鐵靠近，出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象；當(dāng)條形磁鐵向b環(huán)靠近b時(shí)，b環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵對(duì)b環(huán)沒(méi)有安培力作用，b環(huán)將靜止不動(dòng).故ABC錯(cuò)誤.根據(jù)楞次定律可知， 環(huán)a產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙鋁環(huán)與磁鐵間的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，故D正確.故選D.考點(diǎn)：楞次定律【名師點(diǎn)

8、睛】本題是楞次定律的應(yīng)用問(wèn)題；注意產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：磁通量變化；回路 是閉合的；兩物體之間的相互作用關(guān)系可以用“來(lái)拒去留”來(lái)形容；此題也可以根據(jù)楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙導(dǎo)體與磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)直接判斷。6 .如圖所示是探測(cè)地下金屬管線的一種方法：給長(zhǎng)直金屬管線通上直流電，用可以測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向的儀器做以下操作：用測(cè)量?jī)x在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最 強(qiáng)的某點(diǎn)，記為 a；在a點(diǎn)附近的地面上水平地面到與 a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將 這些點(diǎn)連成直線 ER在地面上過(guò)a點(diǎn)垂直于EF的直線上，找到磁場(chǎng)金屬管線方向與地面 夾角為60°的b、c兩點(diǎn)，測(cè)得b、

9、c兩點(diǎn)距離為L(zhǎng).由此可確定金屬管線（）東平地面 金屬管戰(zhàn)A.平行于EF,深度為L(zhǎng)B.平行于EF,深度為f氫6C.平行于EF,深度為 Y3LD.垂直于EF,深度為L(zhǎng)2【答案】D【解析】【分析】根據(jù)左手定則判斷電流方向，然后畫(huà)出直線電流的磁感線方向，結(jié)合幾何關(guān)系確定金屬管線深度?！驹斀狻坑脺y(cè)量?jī)x在金屬管線附近的水平地面上找到磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)的某點(diǎn)，記為a,說(shuō)明a點(diǎn)離電流最近；找到與a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的若干點(diǎn)，將這些點(diǎn)連成直線 EF,故說(shuō)明這些 點(diǎn)均離電流最近，根據(jù)電流應(yīng)該時(shí)是平行 EF;畫(huà)出左側(cè)視圖，如圖所示：b、c間距為L(zhǎng),且磁場(chǎng)方向與地面夾角為60° ,故深度為 X3L ,故B正確，A

10、CD昔誤；故6選B。二、多項(xiàng)選擇題.本題共6小題，每小題4分，共計(jì)24分.每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意.全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得 2分，錯(cuò)選或不答的得 0分.7 .超導(dǎo)現(xiàn)象是當(dāng)今高科技的熱點(diǎn)，當(dāng)一塊磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電流并且對(duì)磁體有排斥作用，這種排斥作用可以使磁體懸浮在空中，磁懸浮列車?yán)玫木褪沁@種原理，下列說(shuō)法正確的是（）A.超導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)大電流的原因是超導(dǎo)體中磁通量的變化率很大8 .超導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)大電流的原因是超導(dǎo)體中電阻極小C.超導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相同D.超導(dǎo)體對(duì)磁體力與磁體的重力平衡【答案】BD【解析】【詳解】AB.磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，由磁通量的變

11、化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定，即磁通量的變化率一定，根據(jù)I E ,知超導(dǎo)體電阻極小時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的電流，故B正確，A錯(cuò)誤；RC.磁體靠近超導(dǎo)體時(shí)，超導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向阻礙磁通量的增加，則超導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與磁體的磁場(chǎng)方向相反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.磁體受到超導(dǎo)體的力和重力懸浮在空中，所以超導(dǎo)體對(duì)磁體的力與磁體的重力平衡，選項(xiàng)D正確。8.如圖所示電路中，A、B為兩個(gè)相同燈泡，L為自感系數(shù)較大、電阻可忽略不計(jì)的電感線圈,A.接通開(kāi)關(guān)S, A立即變亮，最后 A B一樣亮8 .接通開(kāi)關(guān)S, B逐漸變亮，最后 A B一樣亮C.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S, A B都立刻熄滅D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S, A立刻熄滅，B逐漸熄滅【答案】A

12、BD【解析】接通開(kāi)關(guān)S,電容器C要通過(guò)A充電，因此A立刻亮，由于充電電流越來(lái)越小，當(dāng)充電完畢后，相當(dāng)于斷路，而L對(duì)電流變化有阻礙作用， 所以通過(guò)B的電流逐漸增大，故B逐漸變亮，當(dāng)閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后， C中無(wú)電流，相當(dāng)于斷路， L相當(dāng)于短路，因此 A、B 一樣亮，故 AB正確；當(dāng)S閉合足夠長(zhǎng)時(shí)間后再斷開(kāi)，A立刻熄滅，而L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，且電容器也要對(duì)B放電，故B要逐漸熄滅，故 C錯(cuò)誤D正確.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用，當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)阻礙電流的增大，當(dāng)電流減小時(shí)，會(huì)阻礙其減小，注意電容器也要放電.9 .如圖為用來(lái)冶煉合金鋼的冶煉爐，爐外有線圈，將金屬材料置于冶煉爐中，當(dāng)

13、線圈中通以 電流時(shí)用感應(yīng)加熱的方法使?fàn)t內(nèi)金屬發(fā)熱.下列說(shuō)法中正確的有A.線圈中通以恒定電流，金屬材料中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流B.線圈中通以交流電，在金屬材料中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的D.感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱冶煉金屬的【答案】BC【解析】【詳解】AB.通過(guò)線圈的電流是高頻交流電，從而在金屬材料中形成同頻率的交流電，故A錯(cuò)誤，B正確；C.爐內(nèi)金屬中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流叫渦流，感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的，故C正確；D.爐內(nèi)金屬中會(huì)產(chǎn)生渦流，但渦流根據(jù)焦耳熱產(chǎn)生熱量很小，主要是由于渦流使金屬中的自由電子在渦流產(chǎn)生的電場(chǎng)中在電場(chǎng)力的驅(qū)使下高速運(yùn)

14、動(dòng)，受到阻礙從而產(chǎn)生熱量。 故D錯(cuò)誤。10 .如圖所示，圓形導(dǎo)體線圈a平放在絕緣水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合，螺線管、電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有（）A.穿過(guò)線圈a的磁通量增大B.線圈a對(duì)水平桌面的壓力小于其重力C.線圈a中將產(chǎn)生俯視逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流【答案】BD試題分析：當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)電阻增大， 由閉合電路歐姆定律可知通過(guò)線圈b的電流減小，b線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，故穿過(guò)線圈a的磁通量變小；根據(jù) b中的電流方向和安培定則可知b產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下穿過(guò)線圈a,根

15、據(jù)楞次定律，a中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的減小，故a的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向也向下，根據(jù)安培定則可知線圈 a中感應(yīng)電流方向俯視應(yīng)為順時(shí)針，故 A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤，D正確.開(kāi)始時(shí)線圈a對(duì)桌面的壓力等于線圈 a的 重力，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，可以用“等效法”，即將線圈a和b看做兩個(gè)條形磁鐵，不難判斷此時(shí)兩磁鐵互相吸引，故線圈a對(duì)水平桌面的壓力將減小，故 B正確.故選BD.考點(diǎn)：安培定則；楞次定律11 .如圖甲，在同一水平桌面上放有一長(zhǎng)直導(dǎo)線 M窗口一矩形導(dǎo)線框 abcd,導(dǎo)線MN0定，導(dǎo) 線框在MN勺右側(cè).導(dǎo)線 M"通有電流i , i的變化如圖乙所示，規(guī)定從 N到M為電流正方 向.導(dǎo)線MN

16、!電過(guò)程中導(dǎo)線框始終靜止，則 （）A. 0ti時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生 adcba方向感應(yīng)電流，且大小不變B. 0ti時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框受到水平向左的摩擦力，且大小不變C. t1t3時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向不變，受到摩擦力的方向也不變D.在11時(shí)刻導(dǎo)線框中感應(yīng)電流改變方向，在t2時(shí)刻導(dǎo)線框不受摩擦力【答案】AD 【解析】【詳解】A.在0到ti時(shí)間過(guò)程中，MNf電流均勻增大，則穿過(guò)矩形導(dǎo)線框 abcd的磁通量均 勻增加，根據(jù)楞次定律可知， 導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)?adcba方向，因磁通量的變化 率恒定，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，感應(yīng)電流不變，故 A正確；B.由左手定則可知，0ti時(shí)間內(nèi)，ad邊

17、受安培力向右，bc邊受安培力向左，因 ad邊受到的 安培力大于bc邊，則導(dǎo)線框受到的安培力的合力向右，則線框受到水平向左的摩擦力，因 直導(dǎo)線中的電流逐漸增加，則安培力逐漸變大，則線框受到的摩擦力逐漸變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.從ti到t3時(shí)間過(guò)程中，電流先正向均勻減小，后反向均勻增大，根據(jù)楞次定律可知，導(dǎo) 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向順時(shí)針，感應(yīng)電流的大小和方向均保持不變，但是由于直導(dǎo)線MN中的電流方向發(fā)生變化，則線框受到的安培力方向變化，則所受的摩擦力方向發(fā)生變化, 故C錯(cuò)誤；D.在ti時(shí)刻直導(dǎo)線中的電流由增大變?yōu)闇p小，根據(jù)楞次定律，則導(dǎo)線框中感應(yīng)電流改變方 向，在12時(shí)刻直導(dǎo)線中的電流為零，則電流產(chǎn)

18、生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則線框受到的 安培力為零，則此時(shí)導(dǎo)線框不受摩擦力，故 D正確。12.如圖所示，一個(gè)理想邊界為 PQ MV勺足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，寬度為 d,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。O點(diǎn)處有一體積可忽略的電子發(fā)射裝置，能夠在紙面所在平面內(nèi)向磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向連續(xù)、均勻地發(fā)射速度大小相等的電子，當(dāng)電子發(fā)射速率為V0時(shí)，所有電子恰好都不能從MN&界射出磁場(chǎng)，則當(dāng)電子發(fā)射速率為4vo時(shí)（）X ' XXX X X X X 1 rA.電子的運(yùn)動(dòng)半徑為 4dB.從MNfe界射出 電子數(shù)占總電子數(shù)的三分之二C. MNfe界上有電子射出的總長(zhǎng)度為 2 J3 ddD.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)最長(zhǎng)時(shí)間為

19、 3V0【答案】BC由幾何知識(shí)求出電子打在MNB|VoI時(shí)，所有電子恰好都不能從Mm寸出磁場(chǎng)，r，d、子4V0時(shí)，根據(jù)r= mv知半徑變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)為2d,朋|誤；qB水平向右射出的粒子達(dá)到MNii右端的，r=2d ,根據(jù)幾何關(guān)系知偏折角為60。，AB=2dsin600 = J3d,與MN相切是到達(dá)的最左的點(diǎn)， 根據(jù)幾何關(guān)系知速度與 PQ夾角為60° , 所以從MNfe界射出的電子數(shù)占總電子數(shù)的三分之二，BC=2dsin60° =3d, MN邊界上有電子射出的總長(zhǎng)度為 2 J3d,故BC正確；根據(jù)BC項(xiàng)分析，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角最大為60。，最長(zhǎng)、11 2 r d ,、，時(shí)間為一T

20、,故D錯(cuò)誤。故選BQ66 4vo6vo【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡，由幾何知識(shí)求出相關(guān)的距離和軌跡的圓心角，掌握左手定則和相關(guān)幾何知識(shí)是正確解題的關(guān)鍵。三、計(jì)算題：本題共 4小題，共計(jì)58分.解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的 演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.13.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈，線圈平面與磁場(chǎng)垂直.已 知線圈的面積 S=0.3m2、電阻R=0.6 Q ,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.2T.現(xiàn)同時(shí)向兩側(cè)拉動(dòng)線圈， 線圈的兩邊在 At=0.5s時(shí)間內(nèi)合到一起.求線圈在上述過(guò)程中(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值

21、 E;(2)感應(yīng)電流的平均值I ,并在圖中標(biāo)出電流方向；(3)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q.【答案】（1） E=0.12V; （2） I=0.2A （電流方向見(jiàn)圖）【詳解】（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律有:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值 E t磁通量的變化B S解得：E B-S t代入數(shù)據(jù)得：E=0.12V;（2）由閉合電路歐姆定律可得:平均電流I ERI旦可得t電荷量q=I ?t代入數(shù)據(jù)得q=0.1C。代入數(shù)據(jù)得I=0.2A 由楞次定律可得，感應(yīng)電流方向如圖:14.如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，金屬導(dǎo)軌寬度L=1.0 m,導(dǎo)軌上放有垂直導(dǎo)軌的金屬桿 P,金屬桿質(zhì)量為 m0.1 kg ,空間存在磁感應(yīng)

22、強(qiáng)度 B= 0.5 T、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。連接在導(dǎo)軌左端的電阻R= 3.0 ，金屬桿的電阻 r = 1.0 ，其余部分電阻不計(jì)。某時(shí)刻給金屬桿一個(gè)水平向右的恒力F,金屬桿P由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，圖乙是金屬桿P運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v t圖象，導(dǎo)軌與金屬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.5。在金屬桿P運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，第一個(gè)2 s內(nèi)通過(guò)金屬桿 P的電荷量與第二個(gè) 2 s內(nèi)通過(guò)P的電荷量之比為3：5°g取10 m/s2。求:(1)水平恒力F的大??；(2)第一個(gè)2s內(nèi)的位移；(3)前4 s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1) F= 0.75 N (2)Xi = 4.8 m (3) Q=1.8 J【解析】【詳解】(1)

23、由圖乙可知金屬桿 P先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，2 s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)t = 2 s時(shí)，v= 4 m/s ,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E= BLv感應(yīng)電流R r安培力2 2F' = BIL= -B-L-vR r根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有F- F' -(1 mg= 0解得F=0.75 N(2)通過(guò)金屬桿P的電荷量q= ItE其中uBLxE=t t所以BLx q=8x(x為P的位移)R r設(shè)第一個(gè)2 s內(nèi)金屬桿P的位移為xi,第二個(gè)2 s內(nèi)P的位移為x2由圖象知x2= 8 m ,又由于qi：q2=3：5,得xi= 4.8 m(3)前4 s內(nèi)由能量守恒定律得1 一一 2 ,F(xi + x2)= mv+

24、(1 mgxi + x2)+ Q+ QR2其中Q ： Q= r ： R= 1 ： 3,解得Q= 1.8J15.如圖所示，在坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)虛線 OC的上方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0,第四象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第三象限內(nèi)存在沿 y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x軸負(fù)半軸上有一接收屏 GD GD= 2OD= 2d.現(xiàn)有一帶電粒子(不計(jì)重力)從 y軸上的A點(diǎn)，以初速度V0水平向右垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，恰 好垂直O(jiān)C!寸出，并從x軸上的P點(diǎn)(未畫(huà)出)進(jìn)入第四象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏 轉(zhuǎn)后又垂直y軸進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)并被接收屏接收，已知OC與x軸的

25、夾角為37° , OA=空，5sin37 ° =0.6, cos37° =0.8 .求:(1)粒子的帶電性質(zhì)及比荷q ;m(2)第四象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(3)第三象限內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小范圍.【答案】（1）4BoVo 16 Bo 25(3) 4°v045【詳解】（1）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由左手定則可知粒子帶負(fù)電。由圖知粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R= 5d由洛倫茲力提供向心力得2Bqv)= mv0 R聯(lián)立得q嗑(2)由圖知OAd,所以粒子在第四象限內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r二OP =5d coS37o -8同理 B' qvo= mv1,聯(lián)立得 B' = 16B0(3)粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由圖知OQ= r + rsin 37 ° = d當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E較大時(shí)，粒子擊中 D點(diǎn)，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知d = v0t1 qEmax 2 d=12 m聯(lián)立得Ema 4BV0-5當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E較小時(shí)，粒子擊中 G點(diǎn)，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知3d = v0t1 qEmi