海淀區(qū)2023—2024學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)

高三物理2024.01

本試卷共8頁，100分?？荚嚂r(shí)長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無

效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。

第一部分

本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選項(xiàng)是正

確的，有的題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0

分。把正確的答案填涂在答題紙上。

1.圖1中實(shí)線表示某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線表示該電場(chǎng)的等勢(shì)面。Z、3兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分

別為當(dāng)、EB,電勢(shì)分別為如、（pBO下列說法正確的是

A.EA<EB

B.EA>EB

C.（PA<（PB

D.（PA><PB

圖1

2.將一個(gè)不帶電的空腔導(dǎo)體放入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體外部電

場(chǎng)線分布如圖2所示。W為導(dǎo)體殼壁，4、8為空腔內(nèi)兩點(diǎn)。下列說法正

確的是

A.導(dǎo)體殼壁W的外表面和內(nèi)表面感應(yīng)出等量的異種電荷

B.空腔導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在3點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為零

C.空腔內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零

D.空腔內(nèi)4點(diǎn)的電勢(shì)高于5點(diǎn)的電勢(shì)圖2

3.如圖3所示，彈簧上端固定，下端懸掛一個(gè)磁鐵，在磁鐵正下方有一個(gè)_

固定在水平桌面上的閉合銅質(zhì)線圈。將磁鐵豎直向下拉至某一位置后放

開，磁鐵開始上下振動(dòng)。下列說法正確的是

A.磁鐵振動(dòng)過程中，線圈中電流的方向保持不變

B.磁鐵振動(dòng)過程中，線圈對(duì)桌面的壓力始終大于線圈的重力II

C.磁鐵振動(dòng)過程中，彈簧和磁鐵組成系統(tǒng)的機(jī)械能一直減小

D.磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈有收縮的趨勢(shì)

在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)100匝、面積為

O.Olrr?的圓形導(dǎo)體線圈。規(guī)定線圈中電流和磁場(chǎng)的正方向

如圖4甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度3隨時(shí)間f按圖4乙變化，下

列說法正確的是

A.0~0.4s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?/p>

B.0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流在軸線處的磁場(chǎng)方向向下

C.0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為4V圖4

D.0~0.4s內(nèi)與0.4~0.5s內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流大小之比為1：8

高三年級(jí)（物理）第1頁（共8頁）

5.圖5是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載

變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的總電阻用幾表

示，變阻器火代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于H的阻值減小。如果變壓

器上的能量損失可以忽略，當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，下列說法正確的是

A.電壓表VI的示數(shù)減小NSHI——

B.電壓表Vz的示數(shù)增大廠O

c.電流表A1的示數(shù)減小I]q[&TT

D.電流表A2的示數(shù)增大囪.

6.某同學(xué)用如圖6所示的電路，借助電流傳感器研究不同元件通電時(shí)的電流變化情況，實(shí)驗(yàn)室提

供的元件有小燈泡、定值電阻、電感線圈和電容器。務(wù)時(shí)刻閉合開關(guān)S,測(cè)得通過不同元件的

電流隨時(shí)間變化的圖像如圖7所示，下列說法正確的是

圖7

A.圖甲對(duì)應(yīng)的元件為小燈泡B.圖乙對(duì)應(yīng)的元件為定值電阻

C.圖丙對(duì)應(yīng)的元件為電感線圈D.圖丁對(duì)應(yīng)的元件為電容器

7.有甲、乙兩個(gè)電源，其路端電壓。與通過電源的電流/的關(guān)系圖像如圖8所示。將一個(gè)6c的

定值電阻分別與甲、乙電源的兩極相接，下列說法正確的是

A.接電源乙時(shí)，路端電壓較大

B.接電源甲時(shí)，電路的總功率較大

C.接電源甲時(shí)，定值電阻消耗的功率較大

D.接電源乙時(shí)，電源的效率較高

8.某靜電場(chǎng)的電勢(shì)夕在x軸上的分布如圖9所示，B、。是x軸上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)。對(duì)稱的兩點(diǎn)。

一個(gè)帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下，以。點(diǎn)為中心、沿x軸方向在3、C兩點(diǎn)間做周期性往

復(fù)運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是

A.從8運(yùn)動(dòng)到C的過程中，電場(chǎng)力先做正功，后做負(fù)功

B.從8運(yùn)動(dòng)到。的過程中，粒子的加速度先減小后增大

C.粒子在。點(diǎn)的電勢(shì)能最小

圖9

D.粒子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

高三年級(jí)（物理）第2頁（共8頁）

9.如圖10所示，兩平行極板水平放置，兩板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電

場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為及一束質(zhì)量均為機(jī)、電荷量均為+夕的粒子，以不同速率沿著兩板

中軸線PQ方向進(jìn)入板間后，速率為。的甲粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；速率為］的乙粒子在板

間的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10中曲線所示，2為乙粒子第一次到達(dá)軌跡最低點(diǎn)的位置，乙粒子全程速

率在5和半之間變化。研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將曲線分割

成許多很短的小段，這樣質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)都可以看作圓

周運(yùn)動(dòng)的一部分，采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來處理。不計(jì)粒子

受到的重力及粒子間的相互作用，下列說法正確的是

A.兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為

B.乙粒子從進(jìn)入板間運(yùn)動(dòng)至N位置的過程中，在水平方向上做加速運(yùn)動(dòng)

C.乙粒子偏離中軸線的最遠(yuǎn)距離為魏

D.乙粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在Z處對(duì)應(yīng)圓周的半徑為舞

10.核聚變需要的溫度很高，地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度，但可以利用磁場(chǎng)來約

束參與聚變反應(yīng)的高溫等離子體。等離子體由大量的正離子和電子組成，是良好的導(dǎo)體。圖

11甲是一種設(shè)計(jì)方案：變壓器的原線圈通過開關(guān)與充電后的高壓電容器相連（圖中未畫出）,

充人等離子體熱核燃料的環(huán)形反應(yīng)室作為變壓器的副線圈。從環(huán)形反應(yīng)室中取一小段（可看

作圓柱體）來研究，如圖11乙所示。閉合開關(guān)，高壓電容器放電，等離子體會(huì)定向運(yùn)動(dòng)形成

如圖11乙所示的電流，產(chǎn)生類似通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)，不但圓柱體外有磁場(chǎng)，而且圓柱體

內(nèi)也有繞行方向相同的磁場(chǎng)。下列說法正確的是

圖11

A.閉合開關(guān)，環(huán)形反應(yīng)室中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)

B.本裝置能實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的加熱作用，是由于洛倫茲力做了功

C.從左向右看，圖11乙中圓柱體外的磁感線沿逆時(shí)針方向

D.圖11乙所示圓柱體內(nèi)，正離子、電子由于定向移動(dòng)受到的洛倫茲力都指向圓柱體的內(nèi)部

高三年級(jí)（物理）第3頁（共8頁）

第二部分

本部分共8題，共70分。

11.（11分）甲、乙兩同學(xué)分別通過如下實(shí)驗(yàn)研究測(cè)量電阻的不同實(shí)驗(yàn)方案。

（1）甲同學(xué)用圖12所示電路測(cè)量阻值約為6c的電阻號(hào)，可選用的器材有:

A.電壓表（量程0?3V,內(nèi)阻約3kC）

B.電流表（量程0?3A,內(nèi)阻約0.020）

C.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1C）

D.滑動(dòng)變阻器（0?50）

E.滑動(dòng)變阻器（0?200C）

圖12

F.電源（電動(dòng)勢(shì)為4.5V）及開關(guān)和導(dǎo)線若干

①為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇，

（選填實(shí)驗(yàn)器材前的字母）

②請(qǐng)用筆畫線表示導(dǎo)線，在圖13中完成電路連接。

③若只考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，關(guān)于本

實(shí)驗(yàn)的誤差分析，下列說法正確的是O

A.電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，屬于偶然誤差

B.電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，屬于偶然誤差

C.電阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，屬于系統(tǒng)誤差

D.電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，屬于系統(tǒng)誤差

圖13

（2）乙同學(xué)用圖14所示電路測(cè)量另一個(gè)電阻此。

①電路連好后，閉合開關(guān)，無論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)

電壓表有示數(shù)且?guī)缀醪蛔?，電流表始終沒有示數(shù)。若電路中僅有

一處故障，則可能的故障是O

A.滑動(dòng)變阻器短路

B.滑動(dòng)變阻器斷路

C.待測(cè)電阻燈與電流表A之間的導(dǎo)線斷路

②故障解決后，乙同學(xué)研究電壓表示數(shù)U和滑動(dòng)變阻器連入電路中阻值火的關(guān)系。若待

測(cè)電阻、電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻、電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都保持不變，圖15中可以正確

反映U-R關(guān)系的ZK意圖是

圖15

高三年級(jí)（物理）第4頁（共8頁）

12.(4分)圖16所示為“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)電路,

其中E為電源，C為電容器，R為定值電阻，S為單刀雙擲開關(guān),

電流表A的零刻線在中央。

(1)開關(guān)S接1時(shí)，給電容器充電；開關(guān)接2時(shí)，電容器對(duì)電阻

R放電。下列說法正確的是o

A.充電過程中，電壓表示數(shù)先迅速增大，然后逐漸增大并穩(wěn)定在某一數(shù)值

B.充電過程中，電流表示數(shù)先迅速增大，然后逐漸增大并穩(wěn)定在某一數(shù)值

C.放電過程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零

D.放電過程中，電流表中的電流方向從左到右

(2)用上述電路還可以粗測(cè)電容器的電容：開關(guān)S接

1,給電容器充電；一段時(shí)間后開關(guān)S接0,記

下此瞬間電壓表的示數(shù)，并以此時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),

利用手機(jī)的秒表功能，電壓表示數(shù)。每減小IV

或0.5V記錄一次對(duì)應(yīng)的時(shí)間to

實(shí)驗(yàn)中，所用電壓表的量程為15V,內(nèi)阻為

15kQo實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已描繪在圖17所示

的UT圖中，則可知該電容器的電容值約是四。

13.(8分)如圖18所示，質(zhì)量為加、電荷量為q的粒子，從容器A下方的小孔Si飄入S］、S2之

間的加速電場(chǎng)，其初速度可視為0,加速后經(jīng)小孔S3以速度。沿Q

與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后垂直古

打到照相底片上的。點(diǎn)。不計(jì)粒子所受的重力，求：_D______IZiK

(i)加速電場(chǎng)的電勢(shì)差u。?,:??,/'

?????/

(2)S3到。點(diǎn)的距離九?：?

(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間to..................

圖18

14.(8分)圖19為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈仍〃在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直

于磁場(chǎng)方向的固定軸。。'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度0=5Orad/s,線圈的匝數(shù)"=100、總電阻

r=10Q,線圈圍成的面積SuO.lmt。線圈兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻H連接，電阻滅=90Q,交流

電壓表可視為理想電表。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,圖示位置矩形線圈和磁感線平行。

(1)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫出通過矩形線圈的磁通量。隨時(shí)間

f變化的關(guān)系式。

(2)求電路中交流電壓表的示數(shù)(取乃=1.4)

(3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，求通過電阻R的電荷量4。

圖19

高三年級(jí)(物理)第5頁(共8頁)

15.（8分）近年來，垂直起降作為一種可重復(fù)使用火箭的技術(shù)得

到了大力發(fā)展。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)具有電磁緩沖功能的火箭

模型，結(jié)構(gòu)示意圖如圖20所示。閉合矩形線圈abed固定在主

體下部，線圈的總電阻為&匝數(shù)為凡ab邊長為L。模型外

側(cè)安裝有由高強(qiáng)度絕緣材料制成的緩沖槽，槽中有垂直于線

圈平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。假設(shè)模型以速度。。與

地面碰撞后，緩沖槽立即停止，此后主體在線圈與緩沖槽內(nèi)

磁場(chǎng)的作用下減速，從而實(shí)現(xiàn)緩沖。已知主體與線圈總質(zhì)量

為加，重力加速度為g,不計(jì)摩擦和空氣阻力。

（1）求線圈中感應(yīng)電流的最大值并說明ab邊中電流的方向。

（2）當(dāng)主體減速下落的加速度大小為與時(shí)，求線圈中的發(fā)熱功率尸。

（3）已知緩沖槽停止后主體下落距離為人時(shí)，主體速度減為冷，此時(shí)主體和緩沖槽未相碰。

求該過程中線圈產(chǎn)生的熱量0。

16.（9分）比較是一種重要的學(xué)習(xí)方法，通過比較可以加深對(duì)知識(shí)的理解。電場(chǎng)和磁場(chǎng)有相似的

地方，也有很多的不同。

（1）電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用，磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁

體、通電導(dǎo)線和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。請(qǐng)寫出電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式。

（2）電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受力的特點(diǎn)不同，導(dǎo)致電荷運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同。,M

如圖21所示，M、N是一對(duì)平行金屬板，板長為"板間距離為d。為

一帶電粒子從河、N左側(cè)中央以平行于極板的速度%射入。若僅?......

在M、N板加恒定電壓，則粒子恰好從〃板右側(cè)邊沿以速率/射’“

N

出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為.；若僅在M、N板間加垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖21

則粒子恰好從N板右側(cè)邊沿以速率火射出，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為4。不

計(jì)粒子受到的重力。

①可知。t2,■,（選填“大于”“小于”或“等于”）

②若M、N板間同時(shí)存在上述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，請(qǐng)通過計(jì)算說明該帶電粒子能否在M、N板

間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說明）

高三年級(jí)（物理）第6頁（共8頁）

17.（10分）核電站正常工作時(shí)，使液態(tài)金屬鈉在核反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，可把核裂變釋放的能

量傳輸出去，用于發(fā)電。某校綜合實(shí)踐小組設(shè)計(jì)了一個(gè)項(xiàng)目：通過安培力驅(qū)動(dòng)輸送液態(tài)鈉的

裝置。圖22所示是輸送液態(tài)鈉的絕緣管道，液態(tài)鈉的電阻率為〃（不計(jì)溫度、壓力對(duì)電阻率

的影響），正方形管道截面的邊長為凡在輸送管道上有驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)量模塊。驅(qū)動(dòng)模塊：在

管道上長為￡的部分施加垂直于管道、磁感應(yīng)強(qiáng)度為為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在管道的上下兩側(cè)分別

安裝電極，并通以大小為/的電流。測(cè)量模塊：在管道的上下兩端安裝電極M、N,M、N

兩極連接由電壓表（圖中未畫出）改裝的流量計(jì)（單位時(shí)間通過管道橫截面的液體體積叫

做流量），施加垂直于管道、磁感應(yīng)強(qiáng)度為當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)裝置工作時(shí)，液態(tài)鈉充滿管

道并沿管道勻速流動(dòng)。

圖22圖23

（1）關(guān)于測(cè)量模塊

①比較〃和N端電勢(shì)的高低。

②推導(dǎo)流量。和"、N兩端電壓。的關(guān)系式。

（2）關(guān)于驅(qū)動(dòng)模塊

①求由安培力產(chǎn)生的壓強(qiáng)外

②當(dāng)流量計(jì)示數(shù)為。時(shí)，求驅(qū)動(dòng)模塊需要輸入的電功率以。

（3）關(guān)于反饋控制模塊

如圖23所示，在驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)量模塊之間還有反饋控制模塊，當(dāng)測(cè)得的流量異常

時(shí)，反饋模塊會(huì)通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)矯正。已知液態(tài)鈉在流動(dòng)過程中所受阻力與其流

動(dòng)方向相反，大小正比于流動(dòng)的速率，比例系數(shù)為鼠當(dāng)流量計(jì)示數(shù)大于正常值時(shí)，請(qǐng)

分析說明在驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)確定的情況下可采取哪些措施。

高三年級(jí)（物理）第7頁（共8頁）

18.（12分）接入電源的導(dǎo)體內(nèi)存在恒定電場(chǎng)，其性質(zhì)與靜電場(chǎng)相同,電流的形成及電路的基本

特性都與導(dǎo)體內(nèi)的恒定電場(chǎng)有關(guān)。

（1）如圖24所示，圓柱形長直金屬導(dǎo)體，橫截面積為S,電阻

率為P，兩端電壓恒定，內(nèi)部有分布均勻的電流。證明：導(dǎo)

體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與電流I的關(guān)系為E=p《.

（2）上式中，卷描述導(dǎo)體內(nèi)電流的分布情況，定義為“電流密度”，

用字母J表示，即

id

如圖25所示，一段電阻率為八粗細(xì)不均勻的導(dǎo)體兩端

電壓恒定，45部分的長度為4，其內(nèi)部電流密度為九部

分的長度為％，部分橫截面積是3C部分橫截面積的2倍,

忽略中間交接處電流密度變化的影響。求：在通過28左端橫

截面的電荷量為q的過程中，整段導(dǎo)體消耗的電能力。

（3）如圖26所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根平行金屬軌道MN、P。固定在水平面

內(nèi)，軌道電阻不計(jì)，端點(diǎn)M、P間接有一個(gè)金屬材質(zhì)的定值電阻。金屬導(dǎo)體棒必垂直

于MN、尸。軌道，在水平外力的作用下向右勻速

運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與軌道接觸良好，且始

終保持與軌道垂直。金屬內(nèi)的自由電子在定向運(yùn)動(dòng)

中會(huì)與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部

分）發(fā)生碰撞，對(duì)每個(gè)電子而言，其效果可等效為

受到一個(gè)平均阻力。已知電子的電量為e。

①定值電阻的材質(zhì)的電阻率為自，求當(dāng)其內(nèi)部電流密度為力時(shí)，定值電阻內(nèi)一個(gè)自由電

子沿電流方向所受平均阻力的大小工。

②導(dǎo)體棒打的電阻率為小，求當(dāng)其內(nèi)部電流密度為時(shí)，導(dǎo)體棒內(nèi)一個(gè)自由電子沿電

流方向所受平均阻力的大小人。

（注意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時(shí)做必要的說明）

高三年級(jí)（物理）第8頁（共8頁）

海淀區(qū)2023—2024學(xué)年第一學(xué)期期末練習(xí)參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

高三物理2024.01

第一部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選項(xiàng)是

符合題意的，有的題有多個(gè)選項(xiàng)是符合題意的。全部選對(duì)的得3分，選不全的得2分，有選

錯(cuò)或不答的得0分。

題號(hào)12345678910

答案BCCCDACDDCDADACABDAD

第二部分共8題，共70分。

11.（1）①C,D（2分）

②見圖1（2分）

③D（2分）

（2）①C（2分）

②B（3分）

12.（1）AD（2分）

（2）2300（2000-2600）（2分）

13.（8分）

解：（1）根據(jù)動(dòng)能定理有1

qU=—mv2-0

mv2

解得U=

2q

(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,根據(jù)牛頓第二定律有4口8=絲

解得尺="

qB

S3至U。點(diǎn)的距離￡=27?,解得L=2—

qB

(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為了=衛(wèi)2RR=巧2Tl”m■

vqB

粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間解得/=激

2qB

1

14.(8分)

解：(1)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，矩形線圈的磁通量G=0mSin口/，其中⑦m=3S

磁通量①二BSsin①，=0.02sin50,Wb

(2)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值①

根據(jù)閉合電路歐姆定律有um=—^―Em

R+r

m

有效值U=正

解得U=45&=63V

(3)根據(jù)電流的定義，通過電阻R的電荷量q=7。

F-\<T>

根據(jù)閉合電路歐姆定律/=——，法拉第電磁感應(yīng)定律￡=n——

R+rAt

n△①

可得q=

R+r

線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中磁通量變化量為△。=BS-0

解得q=0.02C

15.(8分)

解：(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值或。0

線圈中感應(yīng)電流的最大值/0)=理且，方向由a向小

R

(2)設(shè)主體加速度大小為工時(shí)線圈中的感應(yīng)電流為/,線圈受到的安培力尸

2

對(duì)火箭主體，根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=^-

解得…

2nBL

線圈中的發(fā)熱功率尸=FR=(網(wǎng)區(qū))2尺

2nBL

(3)主體減速過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有mgh+WA=^rnv2-^mvo2

線圈中產(chǎn)生的熱量。=IWAI

解得Q=mgh+那詔

2

16.（9分）

解：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度定義E=￡；磁感應(yīng)強(qiáng)度定義B=￡

qIL

（2）①小于大于

②設(shè)平行金屬板M、N長度為L間距為d,其間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B,帶電粒子質(zhì)量為加，電荷量為q,初速度為。o。

當(dāng)間只有電場(chǎng)時(shí)，粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，有

初速度方向：L=vQtx

電場(chǎng)力方向：—=—aty

221

且”=這

m

綜合上述3式可求得qE='簪

當(dāng)MN間只有磁場(chǎng)時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)半徑為R,如圖所示，

dL+-M

有尺2二（尺_(dá)里）2+方，解得R=-----.r

2d

又根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力，有=

R

結(jié)合上述兩式可求得qv0B=，也;

L2+—

4

比較qE和qsB可知,qE>qvoB,因而若M、N板

間同時(shí)存在上述電場(chǎng)和磁場(chǎng)，帶電粒子不能做勻速直

線運(yùn)動(dòng)，而是做變速曲線運(yùn)動(dòng)。

3

17.(10分)

解：(1)①根據(jù)左手定則，可知正離子受到的洛倫茲力指向管道下側(cè)，正離子向下側(cè)集聚,

因此，N端電勢(shì)高。

②M、N兩端電壓U=B2ap

流量。=crv

解得。

(