2020高二物理上学期期中试卷(选修,含解析).pdf

【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！1/20 2020高二物理上学期期中试卷（选修，含解析）编 辑：_时 间：_教学资料范本【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！2/20【最新】20 xx年高二物理上学期期中试卷（选修，含解析）一、单项选择题1如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和 b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量a和 b大小关系为()AabBabCa=bD无法比较2如图，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中水银接触，通电后，你认为发生的现象有()A弹簧收缩B弹簧变长C弹簧不断上下振动D弹簧始终保持静止3如图所示，a、b 都是较轻的铝环，a 环闭合，b 环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止下列说法中正确的是()A条形磁铁插入 a 环时，横梁不会发生转动B只有当条形磁铁N极拔出铝环时，横梁才会转动C条形磁铁用相同方式分别插入a、b 环时，两环转动情况相同D铝环 a 产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动41820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的兴趣，如图，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后通电，请你想一想会发生的现象是()A通电螺线管仍保持原来的静止状态B通电螺线管转动，直至A指向南C通电螺线管转动，直至A指向北D通电螺线管能在任意位置静止5金属圆盘的平面与匀强磁场垂直，如图所示，当圆盘按图示方向转动时，比较圆盘边缘的电势与圆心的电势()A边缘的电势较高B圆心的电势较高C边缘和圆心的电势相等D无法确定【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！3/20 6如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做()A减速运动B匀速运动C自由落体运动 D 非匀变速运动7如图，电阻 R和自感线圈 L 的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡 D发光，则()在电路（a）中，断开 S，D将渐变暗在电路（a）中，断开 S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗在电路（b）中，断开 S，D将渐变暗在电路（b）中，断开 S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗ABCD二、多选题8如图所示，通电细杆ab 质量为 m，置于倾角为 的导轨上导轨和杆间不光滑，通有电流时，杆静止在导轨上下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是()ABCD9如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈 M与电源、开关 S相连，线圈 N与电阻 R连接成闭合电路开关S闭合、断开瞬间，关于通过电阻 R的电流方向，下列判断正确的是()A闭合 S的瞬间，电流方向为a 到 bB闭合 S的瞬间，电流方向为b 到 aC断开 S的瞬间，电流方向为a 到 bD断开 S的瞬间，电流方向为b 到 a10一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图所示现令磁感强度B随时间 t 变化，先按图 2 中所示的 oa 图线变化，后来又按图线bc 和cd 变化，令 1，2，3 分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1，I2，I3 分别表示对应的感应电流，则()A12，I1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向B12，I1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向C12，I2 沿顺时针方向，I3 沿逆时针方向D2=3，I2 沿顺时针方向，I3 沿顺时针方向【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！4/20 11如图所示，金属杆ab 以恒定的速度 v 在光滑的平行导轨上向下滑行设整个电路中总电阻为R（恒定不变）整个装置置于垂直于导轨平面的匀强磁场中杆ab 下滑的过程中，下列说法正确的是()A杆 ab 的重力势能不断减少B杆 ab 的动能不断增加C电阻 R上产生的热量不断增加D电阻 R上消耗的电功率保持不变12如图所示是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻 R满足 RL?R，则在开关 S由闭合到断开的瞬间，可以观察到()A灯泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭C灯泡有明显的闪亮现象D只有在 RL?R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象三、填空题13如图所示，厚度为h、宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面 A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应设电流I 是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势 _ 下侧面 A的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；（2）电子所受的洛伦兹力的大小为_；（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_14如图所示，回旋加速器的两个D型盒之间接有交变电源，电源电压为 U 上方 D型盒中央为质子源，静止的质量为m电量为 e 的质子经电场加速后，进入下方的D型盒其最大轨道半径R，磁场的磁感应强度 B，（1）质子最初进入下方D型盒的动能是 _（2）质子经回旋回速器最后得到的动能是_（3）交变电源的周期T是_15我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件（1）给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！5/20（2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针_（填“偏转”或“不偏转”）；（3）电路稳定后，电流表指针_（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针_（填“偏转”或“不偏转”）；（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件_ 四、计算题16如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向一个质量为m、电荷量为 q 的带电粒子从 P孔以初速度 V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角=60，粒子恰好从C孔垂直于 OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知 OQ=2OC，不计粒子的重力，求：（1）粒子从 P运动到 Q所用的时间 t（2）电场强度 E的大小（3）粒子到达 Q点时的动能 EkQ 17如图，电阻 t=0.1 的导体棒 ab 沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4线框放在磁感应强度B=0.1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab 的长度 l=0.4m，运动的速度=5.0m/s，线框的电阻不计，求：（1）导体 ab 产生的感应电动势为多少？（2）导体 ab 所受的安培力的大小？（3）外力做功的功率？（4）1 分钟内电阻 R上产生的热量？18如图 1 所示，宽度为 d 的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E0，E0 表示电场方向竖直向上 t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度 v 射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的 N2点Q为线段 N1N2的中点，重力加速度为g上述d、E0、m、v、g 为已知量（1）求微粒所带电荷量q 和磁感应强度 B的大小；（2）求电场变化的周期T；（3）改变宽度 d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求 T的最小值【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！6/20 19如图所示，水平面上两平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为 R的电阻在间距为d 的虚线 MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN 的距离变化而变化质量为 m、电阻为 r 的导体棒 ab 垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN 时的速度为 v0此后恰能以加速度 a 在磁场中做匀加速运动导轨电阻不计，始终与导体棒电接触良好求：（1）导体棒开始运动的位置到MN的距离 x；（2）磁场左边缘 MN处的磁感应强度大小B；（3）导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热 QR 20 xx-20 xx 学年江苏省市海县实验中学高二（上）期中物理试卷（选修）一、单项选择题1如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a 和 b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，用穿过两环的磁通量a和 b大小关系为()AabBabCa=bD无法比较【考点】磁通量【分析】在磁铁的外部，磁感线从N极出发进入 S极，在磁铁内部，磁感线从 S极指向 N极磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大【解答】解：根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a 的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以 ab故选 B【点评】本题是非匀强磁场磁通量大小的比较问题，抓住抵消后剩余磁通量进行比较常见问题，中等难度【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！7/20 2如图，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中水银接触，通电后，你认为发生的现象有()A弹簧收缩B弹簧变长C弹簧不断上下振动D弹簧始终保持静止【考点】平行通电直导线间的作用【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用【分析】当弹簧中通电流时，弹簧的每一圈导线都是一个线圈，都有N极和 S极，根据安培定则判断每一线圈的下端都是N极，上端都是 S极，根据异名磁极相互吸引，弹簧缩短，弹簧离开水银面，电路断开，弹簧中没有电流，各线圈之间失去吸引作用，弹簧恢复原状，弹簧下落到水银面接通电路，重复上面的现象【解答】解：当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程故选：C【点评】通电螺线管是由每一个线圈组成的，每一个线圈都有磁场，和判断通电螺线管的N极、S极相同，也按照安培定则来判断N极和 S极3如图所示，a、b 都是较轻的铝环，a 环闭合，b 环断开，横梁可以绕中间支点自由转动，开始时整个装置静止下列说法中正确的是()A条形磁铁插入 a 环时，横梁不会发生转动B只有当条形磁铁N极拔出铝环时，横梁才会转动C条形磁铁用相同方式分别插入a、b 环时，两环转动情况相同D铝环 a 产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动【考点】楞次定律【分析】当条形磁铁向a 环靠近 a 时，穿过 a 环的磁通量增加，a 环闭合产生感应电流，根据楞次定律判断a 环的运动情况当条形磁铁向 b 环靠近 b 时，b 环不闭合，不产生感应电流，根据有无安培力判断 b 环的运动情况，从而即可求解【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！8/20【解答】解：A、当条形磁铁向 a 环靠近时，穿过a 环的磁通量增加，a 环闭合产生感应电流，磁铁对a 环产生安培力，阻碍两者相对运动，因此 a 环阻碍磁铁靠近，出现转动现象；当条形磁铁向 b 环靠近 b 时，b 环中不产生感应电流，磁铁对b 环没有安培力作用，b 环将静止不动故ABC错误D、根据楞次定律可知，环a 产生的感应电流总是阻碍铝环与磁铁间的相对运动，故 D正确故选：D【点评】本题也可以根据楞次定律的另一种表述：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动来直接判断41820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的兴趣，如图，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后通电，请你想一想会发生的现象是()A通电螺线管仍保持原来的静止状态B通电螺线管转动，直至A指向南C通电螺线管转动，直至A指向北D通电螺线管能在任意位置静止【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【专题】比较思想；推理法；磁场磁场对电流的作用【分析】通电后的螺线管相对于条形磁铁，由安培定则判断出螺线管的 N极的方向，然后结合地磁场的特点即可正确解答【解答】解：将螺线管通上如图的电流后，根据安培定则可知，螺线管的磁场向右，即B端为 N极；螺线管的磁场由和周围的地磁场趋向一致的特点，所以B端将向北运动，A端向南运动故选：B【点评】该题考查常见磁体的磁场，以及磁体之间的相互作用，明确根据安培定则判定磁场的方向的方法，以及能结合地球的磁场进行相关应用的能力5金属圆盘的平面与匀强磁场垂直，如图所示，当圆盘按图示方向转动时，比较圆盘边缘的电势与圆心的电势()A边缘的电势较高B圆心的电势较高C边缘和圆心的电势相等D无法确定【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电势【专题】比较思想；图析法；电磁感应与电路结合【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！9/20【分析】将金属圆盘看成由无数根金属幅条组成，根据右手定则判断感应电动势的方向，从而判断电势的高低【解答】解：将金属圆盘看成由无数根金属幅条组成，根据右手定则判断可知：圆盘上的感应电动势由边缘指向圆心，金属圆盘切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，可知圆盘边缘相当于电源的负极，圆心相当于正极，所以圆盘边缘电势低于圆心的电势，故ACD 错误，B正确故选：B【点评】可知本题关键要掌握右手定则，并能正确用来分析电磁感应现象，对于右手定则运用时，要解决两个问题：一是什么条件下用；二是怎样用6如图所示，一条形磁铁，从静止开始，穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做()A减速运动B匀速运动C自由落体运动 D 非匀变速运动【考点】楞次定律【分析】根据安培定则判断双线绕法的通电线圈产生的磁场方向关系，分析条形磁铁所受的作用力，再判断它的运动性质【解答】解：穿过采用双线绕法的通电线圈，相邻并行的导线中电流方向相反，根据安培定则可知，它们产生的磁场方向相反，在空中同一点磁场抵消，则对条形磁铁没有安培力作用，条形磁铁只受重力，又从静止开始下落，所以做自由落体运动故选 C【点评】本题中线圈采用双线并行绕法是消除自感的一种方式可用安培定则加深理解基础题7如图，电阻 R和自感线圈 L 的电阻值相等，接通S，使电路达到稳定状态，灯泡 D发光，则()在电路（a）中，断开 S，D将渐变暗在电路（a）中，断开 S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗在电路（b）中，断开 S，D将渐变暗在电路（b）中，断开 S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗ABCD【考点】自感现象和自感系数【分析】电感总是阻碍电流的变化线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！10/20 产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡构成电路回路【解答】解：在电路（a）中，断开 S，由于线圈阻碍电流变小，导致A将逐渐变暗故正确，错误；在电路（b）中，由于电阻R和自感线圈 L 的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致 A将变得更亮，然后逐渐变暗故错误，正确；故选：D【点评】线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈左端是电源正极当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈右端是电源正极二、多选题8如图所示，通电细杆ab 质量为 m，置于倾角为 的导轨上导轨和杆间不光滑，通有电流时，杆静止在导轨上下图是四个侧视图，标出了四种匀强磁场的方向，其中摩擦力可能为零的是()ABCD【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】通过对杆ab 受力分析，根据共点力平衡判断杆子是否受摩擦力【解答】解：A、杆子受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力故A正确B、杆子受重力，竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，不受摩擦力故B正确C、杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力故 C错误D、杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力故 D错误故选 AB【点评】解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析，根据受力平衡判断杆子是否受摩擦力【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！11/20 9如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈 M与电源、开关 S相连，线圈 N与电阻 R连接成闭合电路开关S闭合、断开瞬间，关于通过电阻 R的电流方向，下列判断正确的是()A闭合 S的瞬间，电流方向为a 到 bB闭合 S的瞬间，电流方向为b 到 aC断开 S的瞬间，电流方向为a 到 bD断开 S的瞬间，电流方向为b 到 a【考点】变压器的构造和原理【专题】交流电专题【分析】由楞次定律进行判断【解答】解：A、B、闭合 S的瞬间，M线圈内部产生向下的磁场，则N线圈内部磁场向下增加，则感应电流的磁场向上，由安培定则可得感应电流为由 a 到 b则 A正确，B错误 C、D断开 S的瞬间，M线圈内部向上的磁场减小，则N线圈内部磁场向下差减小，则感应电流的磁场向下，由安培定则可得感应电流为由 b 到 a则 C错误，D正确故选：AD【点评】解决本题的关键掌握感应电流的产生条件，知道当穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，会产生感应电流10一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图所示现令磁感强度B随时间 t 变化，先按图 2 中所示的 oa 图线变化，后来又按图线bc 和cd 变化，令 1，2，3 分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1，I2，I3 分别表示对应的感应电流，则()A12，I1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向B12，I1 沿逆时针方向，I2 沿顺时针方向C12，I2 沿顺时针方向，I3 沿逆时针方向D2=3，I2 沿顺时针方向，I3 沿顺时针方向【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律【分析】由法拉第电磁感应定律可得出三者感应电动势的大小关系；由楞次定律可得出三段过程中电流的方向【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知，由图知应有第1 段中磁通量的变化率较小，而bc、cd 两段中磁通量的变化率相同，故有12=3由楞次定律可判断出I1 沿逆时针方向，I2 与 I3 均沿顺时针方向【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！12/20 故 BD均正确；AC错误；故选 BD【点评】本题考查法拉第电磁感应定律及楞次定律的应用，注意在Bt 图中同一条直线磁通量的变化率是相同的11如图所示，金属杆ab 以恒定的速度 v 在光滑的平行导轨上向下滑行设整个电路中总电阻为R（恒定不变）整个装置置于垂直于导轨平面的匀强磁场中杆ab 下滑的过程中，下列说法正确的是()A杆 ab 的重力势能不断减少B杆 ab 的动能不断增加C电阻 R上产生的热量不断增加D电阻 R上消耗的电功率保持不变【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律【专题】定性思想；控制变量法；电磁感应与电路结合【分析】重力势能根据高度的变化分析动能根据速度分析由能量守恒定律分析电阻R上产生的热量如何变化，并分析电阻R上消耗的电功率如何变化【解答】解：A、金属杆 ab 向下滑行，高度不断下降，重力势能不断减少，故 A正确B、杆 ab 做匀速运动，速度不变，动能不变，故B错误C、杆 ab 匀速下滑，其重力势能转化为电路的内能，可知，电阻R上产生的热量不断增加，故C正确D、电阻 R上消耗的电功率等于重力的功率，为P=mgvsin，是轨道的倾角，保持不变，故D正确故选：ACD【点评】对于电磁感应问题，可以从力和能两个角度来分析，明确能量是如何转化的是解题的关键12如图所示是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻 R满足 RL?R，则在开关 S由闭合到断开的瞬间，可以观察到()A灯泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭C灯泡有明显的闪亮现象D只有在 RL?R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象【考点】自感现象和自感系数【专题】恒定电流专题【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！13/20【分析】当灯泡处于正常发光状态，迅速断开开关S时，灯泡中原来的电流突然减小到零，线圈中电流开始减小，磁通量减小产生感应电动势，产生自感现象【解答】解：开关S闭合稳定状态时，由于线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻 R满足 RL R，则线圈中的电流IL I，当开关断开后灯泡中电流立即完全消失，而线圈由于由自感作用阻碍其自身电流的减小，故线圈与灯泡组成回路，其电流IL 逐渐减小，灯泡中由原来较小的电流 I 变为较大电流 IL 时要明显闪亮一下然后再逐渐熄灭，故C正确 AB错误；由分析知只要 IL I，即 RLR灯泡就会出现闪亮的现象，若RL R就会有明显闪亮现象，故 D错误故选：C【点评】自感现象是特殊的电磁感应现象，法拉第电磁感应定律和楞次定律同样适用三、填空题13如图所示，厚度为h、宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面 A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应设电流I 是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势低于下侧面A的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；（2）电子所受的洛伦兹力的大小为eBv；（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为 e【考点】霍尔效应及其应用【专题】定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题【分析】（1）导体中电子受到磁场的洛伦兹力而发生偏转，A或 A聚焦了电子，产生电场，两侧面间就有电势差由左手定则可判断出电子的偏转方向，从而判断A和 A两侧的电荷聚集情况，聚集正电荷的一侧电势高（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F=eBv（3）电子所受静电力的大小为F=eE，E由 E=求出【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！14/20【解答】解：（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动由左手定则判断，电子会偏向 A端面，A板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面 A的电势低于下侧面A的电势（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F 洛=eBv（3）电子所受静电力的大小为F静=eE=e故答案为：（1）低于；（2）eBv；（3）e【点评】所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力14如图所示，回旋加速器的两个D型盒之间接有交变电源，电源电压为 U 上方 D型盒中央为质子源，静止的质量为m电量为 e 的质子经电场加速后，进入下方的D型盒其最大轨道半径R，磁场的磁感应强度 B，（1）质子最初进入下方D型盒的动能是 eU（2）质子经回旋回速器最后得到的动能是（3）交变电源的周期T是【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理【分析】（1）根据质子在电场力作用下，被加速，由动能定理，即可求解；（2）根据运动半径等于R，结合牛顿第二定律与向心力，即可求解；（3）根据洛伦兹力提供向心力，即可求出运动的周期，从而确定交流电源的周期【解答】解：（1）质子在电场中被加速，根据动能定理，则有最初进入下方D型盒的动能：Ek=eU；（2）根据 qvB=m得，粒子出 D形盒时的速度 vm=，则粒子出 D形盒时的动能 Ekm=mv2=；【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！15/20（3）由洛伦兹力提供向心力，则有：Bqv=m；而 T=，所以粒子在磁场中运行周期为T=；因一直处于加速状态，则磁场中的周期与交流电源的周期相同，即为：T=；故答案为：eU；【点评】考查粒子做匀速圆周的周期公式与半径公式的应用，掌握牛顿第二定律，注意交流电源变化周期与粒子在磁场中偏转周期的关系15我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件（1）给岀的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；（2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针偏转（填“偏转”或“不偏转”）；（3）电路稳定后，电流表指针不偏转（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针偏转（填“偏转”或“不偏转”）；（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化【考点】研究电磁感应现象【专题】实验题【分析】（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路当通过副线圈磁通量发生变化时，会产生感应电流（2）（3）根据感应电流产生的条件分析答题（4）根据实验现象得出实验结论【解答】解：（1）把电流计与线圈B组成串联电路，电源、开关、滑动变阻器、线圈 A组成串联电路，电路图如图所示（2）接好电路，合上开关瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针偏转；（3）电路稳定后，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转；迅速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈B的磁通量变化，电流表指针偏转；（4）由实验现象可知，产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！16/20 故答案为：（1）电路如图所示；（2）偏转；（3）不偏转；偏转；（4）闭合回路磁通量发生变化【点评】知道探究电磁感应现象的实验有两套电路，这是正确连接实物电路图的前提与关键对于该实验，要明确实验原理及操作过程四、计算题16如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向一个质量为m、电荷量为 q 的带电粒子从 P孔以初速度 V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角=60，粒子恰好从C孔垂直于 OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知 OQ=2OC，不计粒子的重力，求：（1）粒子从 P运动到 Q所用的时间 t（2）电场强度 E的大小（3）粒子到达 Q点时的动能 EkQ【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【专题】带电粒子在磁场中的运动专题【分析】（l）粒子在磁场中做的是匀速圆周运动，在电场中粒子做的是类平抛运动，根据粒子的运动的轨迹可以求得粒子的运动的时间；（2）粒子在竖直方向上做的是匀加速直线运动，根据粒子匀加速运动的位移可以求得匀强电场的场强的大小；（3）整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可以求得粒子的到达Q点的动能的大小【解答】解：（1）画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧（O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心）：PO1C=120 设粒子在磁场中圆周运动的半径为r，r+rcos 60=OC=x 所以 OC=x=r 粒子在磁场中圆周运动的时间粒子在电场中类平抛运动OQ=2x=3r粒子从 P运动到 Q所用的时间（2）粒子在电场中类平抛运动【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！17/20 解得（3）由动能定理解得粒子到达 Q点时的动能为 EKQ=mv02【点评】粒子先做的是匀速圆周运动，后在电场中做类平抛运动，根据匀速圆周运动和类平抛运动的规律可以分别求得17如图，电阻 t=0.1 的导体棒 ab 沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4线框放在磁感应强度B=0.1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab 的长度 l=0.4m，运动的速度=5.0m/s，线框的电阻不计，求：（1）导体 ab 产生的感应电动势为多少？（2）导体 ab 所受的安培力的大小？（3）外力做功的功率？（4）1 分钟内电阻 R上产生的热量？【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【专题】电磁感应与电路结合【分析】（1）导体棒做切割磁感线产生感应电动势，从而产生感应电流由导体棒切割磁感线产生电动势的公式E=BLv求得感应电动势，（2）由闭合电路殴姆定律即可求出回路中的电流；安培力大小由公式F=BIL 求解（3）棒匀速运动时，外力与安培力平衡，求得外力的大小，外力做功的功率由公式 P=Fv即可求得；（4）根据焦耳定律求解电阻R上产生的热量【解答】解：（1）导体棒做切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，电动势为：E=BLv=0.10.45V=0.2V（2）电路 abcd 中的电流为：I=A=0.4A；导体 ab 所受的安培力的大小：F安=BIL=0.1 0.40.4=0.016N，由左手定则判断可知，安培力方向向左；（3）导体棒匀速运动，外力与安培力二力平衡，则有：F外=F安=0.016N故外力做功的功率是：P外=F外 v=0.0165W=0.08W（4）根据焦耳定律得电阻R上产生的热量为：Q=I2Rt=0.420.460J=3.84J答：（1）电源的电动势为0.2V，电路 abcd 中的电流为 0.4A（2）导体 ab 所受的安培力的大小为0.016N，方向向左；【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！18/20（3）外力做功的功率是0.08W（4）1 分钟内电阻 R上产生的热量是3.84J【点评】导体杆在运动过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出求解18如图 1 所示，宽度为 d 的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2所示），电场强度的大小为E0，E0 表示电场方向竖直向上 t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度 v 射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的 N2点Q为线段 N1N2的中点，重力加速度为g上述d、E0、m、v、g 为已知量（1）求微粒所带电荷量q 和磁感应强度 B的大小；（2）求电场变化的周期T；（3）改变宽度 d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求 T的最小值【考点】共点力平衡的条件及其应用；匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速【专题】压轴题【分析】根据物体的运动性质结合物理情景确定物体的受力情况再根据受力分析列出相应等式解决问题【解答】解：（1）根据题意，微粒做圆周运动，洛伦兹力完全提供向心力，重力与电场力平衡，则 mg=qE0 微粒水平向右做直线运动，竖直方向合力为0则 mg+qE0=qvB 联立得：q=B=（2）设微粒从 N1运动到 Q的时间为 t1，作圆周运动的周期为t2，则=vt1 qvB=m 2R=vt2联立得：t1=，t2=电场变化的周期 T=t1+t2=+（3）若微粒能完成题述的运动过程，要求d2R【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！19/20 联立得：R=，设 N1Q段直线运动的最短时间t1min，由得t1min=，因 t2 不变，T的最小值 Tmin=t1min+t2=答：（1）微粒所带电荷量q 为，磁感应强度B的大小为（2）电场变化的周期T为+（3）T的最小值为【点评】运动与力是紧密联系的，通过运动情况研究物体受力情况是解决问题的一个重要思路19如图所示，水平面上两平行光滑金属导轨间距为L，左端用导线连接阻值为 R的电阻在间距为d 的虚线 MN、PQ之间，存在方向垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度大小只随着与MN 的距离变化而变化质量为 m、电阻为 r 的导体棒 ab 垂直导轨放置，在大小为F的水平恒力作用下由静止开始向右运动，到达虚线MN 时的速度为 v0此后恰能以加速度 a 在磁场中做匀加速运动导轨电阻不计，始终与导体棒电接触良好求：（1）导体棒开始运动的位置到MN的距离 x；（2）磁场左边缘 MN处的磁感应强度大小B；（3）导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热 QR【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【专题】电磁感应与电路结合【分析】（1）导体在磁场外，只有F 做功，由动能定理求解x（2）已知导体棒进入后以加速度a 在磁场中做匀加速运动由法拉第定律、欧姆定律和安培力公式推导出安培力，再由牛顿第二定律求解B（3）由牛顿第二定律得到安培力，由于安培力不变，根据克服安培力做功等于回路中产生的焦耳热求解【解答】解：（1）导体棒在磁场外，由动能定理有：解得：（2）导体棒刚进磁场时产生的电动势为：E=BLv0由闭合电路欧姆定律有：【新教材2020 版】本资料系本人收集整编，以VIP 专享文档的呈现方式与各位同仁分享，欢迎下载收藏，如有侵权，望告知删除！20/20 又：F安=ILB可得：F安=由牛顿第二定律有：FF 安=ma解得：（3）导体棒穿过磁场过程，由牛顿第二定律有：FF安=ma可得 F 安=Fma，F、a、m恒定，则安培力 F 安恒定，则导体棒克服安培力做功为：W=F 安 d电路中产生的焦耳热为：Q=W电阻 R上产生的焦耳热为：解得：答：（1）导体棒开始运动的位置到MN的距离 x 是；（2）磁场左边缘 MN处的磁感应强度大小B是；（3）导体棒通过磁场区域过程中，电阻R上产生的焦耳热 QR是（Fma）【点评】本题是电磁感应中的力学问题，要根据导体棒的运动情况，恰当选择力学的方法解答