1、2016-2017学年江苏省南通市如皋市高二（上）第二次质检物理试卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意1图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）A向上B向下C向左D向右2如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态则（）A导体棒中的电流方
2、向从b流向aB导体棒中的电流大小为C若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大3如图所示，匀强磁场B垂直于正方形导线框平面，且边界恰与线框重合，导线框各边电阻均为r，现欲从磁场以相同速率匀速拉出线框，使线框边ab间电势差最大，则应沿何方向拉出（）A沿甲方向拉出B沿乙方向拉出C沿丙方向拉出D沿丁方向拉出4小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO以恒定角速度旋转，轴OO与磁场垂直，矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A、定值电阻R串联，下列说法中不正确的是（）A线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数
3、最小B线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C线圈转动一圈，感应电流方向改变2次D线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量变化率最大5一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示，则（）A交流电的频率为50 HzB交流电压的有效值为100 VC交流电压瞬时值表达式为u=100cos 25t （V）D此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器6两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）Ab粒子的动能较大Ba粒子带正电，b粒子带负电Cb粒子在磁场中运动时间较长Da粒子在磁场中所受洛伦兹力较
4、大7如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于三角形边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是下图所示的（）ABCD8如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上两金属杆质量均为m，电阻均为R，垂直于导轨放置开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住现将金属杆ab由静止释放，当金属杆a
5、b刚进入磁场便开始做匀速直线运动已知重力加速度为g，则（）A金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到bB金属杆ab进入磁场时速度大小为C金属杆ab进入磁场后产生的感应电动势为D金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分，每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分9洛伦兹力演示仪是由励磁线圈、洛伦兹力管和电源控制部分组成的，其部分结构如图所示现给励磁线圈通电，电子枪垂直磁场方向向左发射电子，形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则（）A励磁线圈通有逆时针方向的电流B若只增大加速电压，可以使电子流
6、的圆形径迹半径增大C若只增大励磁线圈中的电流，可以使电子流的圆形径迹半径增大D若已知电子的比荷，灯丝发出的电子的初速为零，加速电压为U，则可通过测量圆形径迹的直径来估算两线圈间的磁感应强度10如图，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛仑兹力有关C动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的11如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，当线圈中通以电流时用感应加热的方法使炉内金属发热下列说法中正确的是（）A线圈中通以恒定
7、电流，金属材料中也能产生感应电流B线圈中通以正弦交流电，在金属材料中产生的涡流也是交流电C感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的D感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的12如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（）A电键S闭合时，灯泡D1、D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮B电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭D电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭13如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直
8、于纸面向里的水平匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上已知小球所受的电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）A小球能越过d点并继续沿环向上运动B当小球运动到d点时，不受洛伦兹力C小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减少，电势能减少D小球从b点运动到c点的过程中，经过弧中点时速度最大14如图所示，两水平线间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m，电阻为R的等边三角形线框，线框高
9、为2h，该线框从如图所示位置由静止下落，已知A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，下列说法正确的是（）A线框中有顺时针方向的感应电流BA出磁场瞬间，线框中感应电动势的大小为CA出磁场瞬间，线框下落的速度为D全过程中产生的焦耳热为mgh三、简答题：本题共4小题，每空2分，共计24分请将解答填写在答题卡相应位置15如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2l02m2、电阻r=1，在线圈外接一阻值为R=4的电阻把线圈放入匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示，04s内，通过电阻R的电量C，t=5s时，a、b两
10、点电势较高的是点16如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，发电机转子的矩形线圈长L=0.5m，宽d=0.4m，匝数n=10匝，以角速度=20rad/s绕OO轴匀速转动当线圈转到图示位置时，线圈产生感应电动势值为V；当线圈由图示位置转过60时，线圈产生的感应电动势值为V17一架战斗机在北京上空做飞行表演，当它沿顺时针方向做水平匀速圆周运动时，飞机翼电势高，若改做逆时针方向的水平匀速圆周运动，飞机翼电势高（选填“左”或“右”）18某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电（1）下列实验操作中，不正确的有A将铜管竖直地固定在限位孔
11、的正下方B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，8用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示计算相邻计时点间的平均速度，粗略地表示各计数点的速度，抄入下表请将表中的数据补充完整位置12345678v（cm/s）24.533.837.839.539.839.839.8（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动
12、速度的变化情况是；磁铁受到阻尼作用的变化情况是（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问：a实验是为了说明什么？b对比实验和的结果可得到什么结论？四、计算题：本题共3小题，共计48分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位19一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=5104 C的电荷放置在倾角=30的光滑斜面上（绝缘），斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面
13、足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面g取10m/s2求：（1）小滑块带何种电荷？（2）小滑块离开斜面的瞬时速度多大？（3）该斜面的长度至少多长？20半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0=5m/s的速率，在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴
14、向上翻转90后，磁场开始随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率21如图所示，MN为绝缘板，CD为板上两个小孔，AO为CD的中垂线，在MN的下方有匀强磁场，方向垂直纸面向外（图中未画出），质量为m电荷量为q的粒子（不计重力）以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场（电场方向指向O点），已知图中虚线圆弧的半径为R，其所在处场强大小为E，若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场（1）求粒子运动的速度大小；（2）粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场，从A点
15、射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少？（3）粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为多少？2016-2017学年江苏省南通市如皋市高二（上）第二次质检物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意1图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）A向上B向下C向左D向右【考点】洛仑兹力【分析】根据等距下电流所产生的B的大小与电流
16、成正比，得出各电流在O点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的方向【解答】解：根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，当一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向下故B正确，ACD错误故选：B2如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长x，棒处于静止状态则（）A导体棒中
17、的电流方向从b流向aB导体棒中的电流大小为C若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大D若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大【考点】安培力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用【分析】根据弹簧伸长可知安培力的方向，由左手定则可确定通电导线的电流方向根据安培力的大小公式可求得电流大小当磁场方向变化时，则导致安培力方向也改变，从而确定弹力变大还是变小【解答】解：A、由于弹簧伸长，则安培力方向水平向右；由左手定则可得，导体棒中的电流方向从a流向b，故A错误，B、由于弹簧伸长为x，根据胡克定律可得，kx=BIL，则有I=，故B正确；C、若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，则水平向
18、右方向安培力也顺时针转动一小角度，根据力的分解与平衡可得，弹力变小，导致x变小，故C错误；D、若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，则水平向右方向安培力也逆时针转动一小角度，根据力的分解与平衡可得，弹力变小，导致x变小，故D错误；故选：B3如图所示，匀强磁场B垂直于正方形导线框平面，且边界恰与线框重合，导线框各边电阻均为r，现欲从磁场以相同速率匀速拉出线框，使线框边ab间电势差最大，则应沿何方向拉出（）A沿甲方向拉出B沿乙方向拉出C沿丙方向拉出D沿丁方向拉出【考点】电势差；电势【分析】根据公式E=BLv得到线框产生的感应电动势，再分析ab间的电势差与感应电动势的关系，即可进行选择【解答】解：设
19、正方形线框的边长为L则线框拉出磁场时产生的感应电动势为：E=BLv；线框按甲方向运动时，cd相当于电源，ab间电势差是外电压的，为：U甲=E；线框按乙方向运动时，ad相当于电源，ab间电势差是外电压的，为：U乙=E；线框按丙方向运动时，ab相当于电源，ab间电势差是外电压，为：U丙=E；线框按丁方向运动时，bc相当于电源，ab间电势差是外电压的，为：U丁=E；故C正确，ABD错误故选：C4小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO以恒定角速度旋转，轴OO与磁场垂直，矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A、定值电阻R串联，下列说法中不正确的是（）A
20、线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数最小B线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大C线圈转动一圈，感应电流方向改变2次D线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量变化率最大【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【分析】从图示位置开始计时，交变电流的瞬时电动势表达式为：e=NBScost；根据表达式进行分析讨论即可【解答】解：A、交流电流表显示的是交流电的有效值，不随线圈的转动而变化；故A错误；B、线圈与磁场平行时，磁通量最小，磁通量的变化率最大，此时电动势最大，电流最大；故BD正确；C、线圈转动一圈，经过两次中性面，感应电流方向改变2次，故C正确因选错误的，故选：A5一正弦交流电的电
21、压随时间变化规律如图所示，则（）A交流电的频率为50 HzB交流电压的有效值为100 VC交流电压瞬时值表达式为u=100cos 25t （V）D此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等【解答】解；A、由图可知，T=4102s，故f=，故A错误；B、交流电的最大值为Em=100V，故有效值为E=，故B错误C、交流电的角速度为=2f=50 rad/s，所以其表达式为u=100sin（50t）V，故C错误；D、电容器的耐
22、压值为交流电的最大值，故此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器，故D正确；故选：D6两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）Ab粒子的动能较大Ba粒子带正电，b粒子带负电Cb粒子在磁场中运动时间较长Da粒子在磁场中所受洛伦兹力较大【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动【分析】a、b两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子以不同的速率对向射入圆形匀强磁场区域，偏转的方向不同，说明受力的方向不同，电性不同，可以根据左手定则判定从图线来看，a的半径较小，可以结合洛伦兹力提供向心力，写出公式，进
23、行判断，之后，根据公式，再判定动能和运动的时间【解答】解：A、洛伦兹力提供向心力，即：qvB=m，得：r=，故半径较大的b粒子速度大，动能也大故A正确B、粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故B错误C、根据推论公式t=、T=，周期相等，故磁场中偏转角大的运动的时间也长；a粒子的偏转角大，因此运动的时间就长故C错误D、由公式f=qvB，故速度大的b受洛伦兹力较大故D错误故选：A7如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于三角形边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直
24、线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流i随时间t变化的图象是下图所示的（）ABCD【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律【分析】先根据楞次定律判断感应电流的方向再由E=BLv，分析感应电动势，其中L是有效的切割长度由欧姆定律得到感应电流与时间的关系式【解答】解：设直角三角形右下角为金属框进入磁场的过程，感应电动势为 E=BLv，L=vttan，则得 E=Bv2ttan，感应电流大小：i=t，由楞次定律判断得知：感应电流为逆时针方向，是负值；金属框穿出磁场的过程，感应电动势为：E=BLv，L=L0v（t）tan=（2L0vt）tanL0是三角形底边的长
25、度，则得：E=B（2L0vt）vtan，感应电流大小：i=，由楞次定律判断得知：感应电流为顺时针方向，是正值；由数学知识可知C图象正确故选：C8如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上两金属杆质量均为m，电阻均为R，垂直于导轨放置开始时金属杆ab处在距磁场上边界一定距离处，金属杆cd处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住现将金属杆ab由静止释放，当金属杆ab刚进入磁场便开始做匀速直线运动已知重力加速度为g，则（）A金属杆ab进入磁场时感应电流的方向为由a到bB金属杆ab进入磁场时速度大小为C金属杆ab进
26、入磁场后产生的感应电动势为D金属杆ab进入磁场后金属杆cd对两根小柱的压力大小为零【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律【分析】由右手定则可以判断出感应电流方向；由安培力公式求出金属棒受到的安培力，然后应用平衡条件求出ab进入磁场时的速度；由E=BLv可以求出感应电动势；由左手定则判断出cd所受安培力的方向，然后答题【解答】解：A、由右手定则可知，ab进入磁场时产生的感应电流有b流向a，故A错误；B、从ab刚进入磁场时受到的安培力：F=BIL=BL=，ab进入磁场做匀速直线运动，由平衡条件得： =mgsin，解得：v=，故B正确；C、ab进入磁场产生的感应电动势：E=BLv=，故C错误
27、；D、由左手定则可知，cd受到的安培力平行与斜面向下，则cd对两根小柱的压力不为零，故D错误；故选：B二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分，每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分9洛伦兹力演示仪是由励磁线圈、洛伦兹力管和电源控制部分组成的，其部分结构如图所示现给励磁线圈通电，电子枪垂直磁场方向向左发射电子，形成如“结构示意图”所示的圆形径迹，则（）A励磁线圈通有逆时针方向的电流B若只增大加速电压，可以使电子流的圆形径迹半径增大C若只增大励磁线圈中的电流，可以使电子流的圆形径迹半径增大D若已知电子的比荷，灯丝发出的电子的初速为零，加速电压
28、为U，则可通过测量圆形径迹的直径来估算两线圈间的磁感应强度【考点】洛仑兹力【分析】根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向；根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出的表达式，再进行分析【解答】解：A、根据电子所受洛伦兹力的方向，结合右手定则判断知，励磁线圈中电流方向是顺时针方向故A错误；B、电子在加速电场中加速，由动能定理得 eU=mv02电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有eBv0=m解得：r=可知，只增大加速电压，可以使电子流的圆形径迹的半径增大故B正确；C、由得：只增大线圈中的电流，则B增大，可以使电子流的圆形径迹的半径减
29、小故C错误；D、若两线圈间的磁感应强度已知，灯丝发出的电子的初速为零，加速电压为U，则由以上分析可知：，即可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的比荷故D正确故选：BD10如图，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）A因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势B动生电动势的产生与洛仑兹力有关C动生电动势的产生与电场力有关D动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的【考点】感生电动势、动生电动势【分析】导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；磁场变化所产生的电动势叫感生电动势；动生电动势和感生电动势都叫感应电动势【解答】解：A、因导体运动而产
30、生的感应电动势称为动生电动势，故A正确；B、C、D、动生电动势的产生与洛仑兹力有关，感生电动势与电场力做功有关，故B正确，C错误，D错误；故选：AB11如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，当线圈中通以电流时用感应加热的方法使炉内金属发热下列说法中正确的是（）A线圈中通以恒定电流，金属材料中也能产生感应电流B线圈中通以正弦交流电，在金属材料中产生的涡流也是交流电C感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的D感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的【考点】* 涡流现象及其应用【分析】真空冶炼炉外中的线圈通有高频电流，从而在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉
31、内金属产生涡流，使其达到很高的温度【解答】解：A、通过线圈的电流是高频交流，从而在金属材料中形成同频率的交流电，故A错误，B正确；C、炉内金属中会产生感应电流，这种电流叫涡流，感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的，故C正确；D、炉内金属中会产生涡流，但涡流根据焦耳热产生热量很小，主要是由于涡流使金属中的自由电子在涡流产生的电场中在电场力的驱使下高速运动，受到阻碍从而产生热量故D错误；故选：BC12如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（）A电键S闭合时，灯泡D1、D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮
32、，D2更亮B电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭D电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭【考点】自感现象和自感系数【分析】根据线圈在电流发生变化会产生自感电动势，电流增大时自感电动势阻碍电流增大，电流减小时自感电动势阻碍电减小，相当于电源；并结合欧姆定律分析【解答】解：A、B、刚闭合S的瞬间，电源的电压同时加到两灯上，由于L的自感作用，L瞬间相当于断路，所以电流通过两灯，两灯同时亮随着电流的逐渐稳定，L将D1灯短路，所以D1灯很快熄灭，D2灯变得更亮，故A正确，B错误C、D、闭合S待电路达到稳定后，再将S
33、断开，D2灯立即熄灭，而L与D1灯组成闭合回路，线圈产生自感电动势，相当于电源，D1灯闪亮一下而后熄灭，故C正确，D错误故选：AC13如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向里的水平匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上已知小球所受的电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）A小球能越过d点并继续沿环向上运动B当小球运动到d点时，不受洛伦兹力C小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减少，电势能减少D小球从b点运动
34、到c点的过程中，经过弧中点时速度最大【考点】带电粒子在混合场中的运动【分析】电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45，由于合力是恒力，故类等效成新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大再根据竖直平面内的圆周运动的相关知识解题即可【解答】解：A、电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大；由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点；故A
35、错误；B、当小球运动到d点时，速度为零，故不受洛伦兹力，故B正确；C、从a到b，重力和电场力都做正功，重力势能和电势能都减少，故C正确；D、由于等效重力指向左下方45，故弧bc中点是等效最低点，故小球从b点运动到c点的过程中，经过弧bc中点时速度最大，故D正确；故选：BCD14如图所示，两水平线间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m，电阻为R的等边三角形线框，线框高为2h，该线框从如图所示位置由静止下落，已知A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，下列说法正确的是（）A线框中有顺时针方向的感应电流BA出磁场瞬间
36、，线框中感应电动势的大小为CA出磁场瞬间，线框下落的速度为D全过程中产生的焦耳热为mgh【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向；线框匀速进入磁场，重力与安培力平衡，根据平衡条件、安培力公式、切割公式、欧姆定律列式求解；线框匀速进入磁场过程，动能不变，重力势能减少，内能增加【解答】解：A、磁场的方向向里，线框进入磁场的过程中向里的磁场增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，由安培定则可知，感应电流的方向为逆时针方向故A错误；B、A刚出磁场时线框的有效切割长度是：，A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则：mg=BIL；E=BLv；所以：
37、 =，E=故B正确；C、A刚刚进入磁场时，由于A刚出磁场时所受的安培力才等于线框的重力，所以A点出磁场之前线框一直做加速运动，则A出磁场瞬间，线框下落的速度一定大于故C错误；D、当线框在A出磁场后，设任意位置如图，则线框的有效切割长度是图中粗线的部分：，与线框的位置无关，始终是L，所以从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，线框受到的安培力始终等于重力，线框做匀速直线运动，重力势能转化为内能，所以全过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，为mgh故D正确故选：BD三、简答题：本题共4小题，每空2分，共计24分请将解答填写在答题卡相应位置15如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000匝、面积S=2l02
38、m2、电阻r=1，在线圈外接一阻值为R=4的电阻把线圈放入匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示，04s内，通过电阻R的电量0.8C，t=5s时，a、b两点电势较高的是a点【考点】法拉第电磁感应定律【分析】04s内，由法拉第电磁感应定律，结合欧姆定律，并依据电量表达式q=It可得出电量综合表达式q=，即可求解根据楞次定律，可确定感应电动势的方向，从而即可求解【解答】解：根据法拉第电磁感应定律： =N，及I=； 得出电量综合表达式q=N=10002l02=0.8C； 当t=4到5s内，磁场在减小，根据楞次定律，感应电流方向顺时针，由于电源内部电流方向从负极
39、到正极，则a点电势高；故答案为：0.8，a16如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，发电机转子的矩形线圈长L=0.5m，宽d=0.4m，匝数n=10匝，以角速度=20rad/s绕OO轴匀速转动当线圈转到图示位置时，线圈产生感应电动势值为62.8V；当线圈由图示位置转过60时，线圈产生的感应电动势值为31.4V【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【分析】由交流电的规律可求得最大电动势，则可求得瞬时表达式，代入转过的角度求得瞬时值【解答】解：当线圈转到图示位置时，线圈产生感应电动势值为：Em=NBS=100.50.50.420V=62.8V产生的感应电动势的瞬时值为：e=Emcos20t
40、=62.8cos20t当线圈由图示位置转过60时，线圈产生的感应电动势值为：e=62.8sin60V=31.4V故答案为：62.8 31.417一架战斗机在北京上空做飞行表演，当它沿顺时针方向做水平匀速圆周运动时，飞机左翼电势高，若改做逆时针方向的水平匀速圆周运动，飞机左翼电势高（选填“左”或“右”）【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电势【分析】在电源内部电流从低电势点流向高电势点，应用右手定则可以判断出电势的高低，然后分析答题【解答】解：一架战斗机在北京上空做飞行表演，当它沿顺时针方向做水平匀速圆周运动时，由右手定则可知，飞机左翼电势高；若改做逆时针方向的水平匀速圆周运动，由右手定则可知
41、，飞机左翼电势高；故答案为：左；左18某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电（1）下列实验操作中，不正确的有CDA将铜管竖直地固定在限位孔的正下方B纸带穿过限位孔，压在复写纸下面C用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落D在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，8用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示计算相邻计时点间的平均速度，
42、粗略地表示各计数点的速度，抄入下表请将表中的数据补充完整位置12345678v（cm/s）24.533.837.839.539.839.839.8（3）分析上表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是逐渐增大到39.8cm/s（或逐渐增大到恒定）；磁铁受到阻尼作用的变化情况是逐渐增大到等于重力（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同请问：a实验是为了说明什么？为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用b对比实验和的结果可得到什么结论？磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用【
43、考点】探究小车速度随时间变化的规律【分析】（1）小磁铁竖直下落，做的是直线运动，根据打点计时器的使用方法可以判断选项的结果；（2）分析表中实验数据，根据实验数据得出结论；（3）塑料管不会产生电磁感应现象，与铜管中运动的情况对比明显；（4）比较两实验，根据实验条件与实验现象得出结论【解答】解：（1）A、本实验的目的是研究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，故实验中必须保证小磁铁除受重力、磁力外不受其他力的作用，故铜管需竖直地固定在限位孔正下方以保证磁铁在下落过程中不与铜管摩擦与碰撞，A正确B、纸带穿过限位孔可以保证纸带的正确方位，置于复写纸下面可以保证打点清晰，B正确C、释放纸带前应手
44、提纸带上端使纸带竖直，小磁铁静止，故C不正确D、释放小磁铁前应先接通打点计时器的电源，待其工作稳定后方可放开纸带，D不正确该题选不正确的，故选：CD（2）由图乙可得v4=cm/s=39.0cm/s（3）由表中数据可以看出，磁铁运动的速度在相等时间内的增量逐渐减小，最终保持39.8cm/s的速度不变，即磁铁运动中加速度逐渐减小，最终为零，则由mgf=ma知阻尼作用逐渐增大直到等于重力（4）由实验可知，磁铁在铜管中受到阻尼作用，磁铁在塑料管中不会产生电磁感应现象，不受阻尼作用的影响，对比实验和可知，磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用故答案为：（1）CD（2）39.0（3）逐渐增大到39.
45、8 cm/s（或逐渐增大到恒定） 逐渐增大到等于重力（4）a为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用b磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用四、计算题：本题共3小题，共计48分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位19一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=5104 C的电荷放置在倾角=30的光滑斜面上（绝缘），斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面g取10m/s2求：（1）小滑块带何种电荷？（2）小滑块离开
46、斜面的瞬时速度多大？（3）该斜面的长度至少多长？【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在混合场中的运动【分析】（1）对滑块受力分析，明确其可能离开斜面时的受力情况，从而确定带电性；（2）当小滑块加速度为零时开始离开斜面，根据受力分析，由平衡条件可求得瞬时速度；（3）已知末速度，对全过程分析由动能定理可求得斜面的长度的最小值【解答】解：（1）小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F的方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷（2）小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有Bqv+FNmgcos=0当FN=0时，小滑块开
47、始脱离斜面，此时有：qvB=mgcos，得：v= m/s=2 m/s3.46m/s（3）下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgssin=mv2，斜面的长度至少应为：s= m=1.2m答：（1）小滑块带负电荷；（2）小滑块离开斜面的瞬时速度为3.46m/s；（3）该斜面的长度至少为1.2m20半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0=5m/s的速率，在
48、环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90后，磁场开始随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势【分析】（1）当导体棒MN在外力作用下从导线框的左端开始做切割磁感应线的匀速运动，所以产生的电动势为定值E=BLv0，再画出等效电路，根据欧姆定律可求出两灯泡并联时流过灯L1的电流；（2）当线圈半边翻转时，导致磁通量发生变化，从而产生感应电动势，再由电功率表达式来求出两灯泡串联时L1的功率；【解答】解：（1）棒滑
49、过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势E1=B2av=0.20.85V=0.8V 等效电路如图（1）所示，流过灯L1的电流I1=A=0.4A；故流过灯L1的电流为0.4A； （2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，半圆环OL1O中产生感应电动势，相当于电源，灯L2为外电路，等效电路如图（2）所示，感应电动势E2=0.5a2=0.32V L1的功率P1=1.28102W答：（1）若棒以v0=5m/s的速率，在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图），MN中的电动势0.8V和流过灯L1的电流0.4A（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO
50、为轴向上翻转90后，磁场开始随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率1.28102W21如图所示，MN为绝缘板，CD为板上两个小孔，AO为CD的中垂线，在MN的下方有匀强磁场，方向垂直纸面向外（图中未画出），质量为m电荷量为q的粒子（不计重力）以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场（电场方向指向O点），已知图中虚线圆弧的半径为R，其所在处场强大小为E，若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场（1）求粒子运动的速度大小；（2）粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三
51、角形匀强磁场，从A点射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少？（3）粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为多少？【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力【分析】粒子进入静电分析器做圆周运动，根据牛顿第二定律求出粒子运动的速度大小粒子从D到A匀速圆周运动，根据几何关系和粒子在磁场中运动的半径公式、周期公式求解【解答】解：（1）粒子进入静电分析器做圆周运动，根据牛顿第二定律得：Eq=v=（2）粒子从D到A匀速圆周运动，故由图示三角形区域面积最小值为 S=在磁场中洛伦兹力提供向心力Bqv=R=，设MN下方的磁感应强度为B1，上方的磁感应强度为B2，若只碰撞一次，则R1=，R2=R=，故=，若碰撞n次，R1=，R2=R=，故=（3）粒子在电场中运动时间t1=，在下方的磁场中运动时间t2=，在上方的磁场中运动时间t3=，总时间t=t1+t2+t3=2答：（1）粒子运动的速度大小是；（2）粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场，从A点射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为，MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为（3）粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为22016年12月20日
