2021屆北京市通州區(qū)高三（上）高考一模物理試卷（解析版）

通州區(qū)2020-2021學年第一學期高三年級一?？荚?/p>

物理試卷

考生須知：1.本試卷共分兩卷，第I卷和第n卷。共8頁。

2.本試卷總分為100分，考試時間為90分鐘。

3.考生務必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。

第I卷（選擇題部分，共42分）

一、選擇題（每個小題只有一個選項是正確的，共14道小題，每小題3分）

1.磁感應強度的單位是特斯拉（T）,關于特斯拉與基本單位千克（kg）、秒（s）、安培（A）之間關系，下

列描述正確的是（）

A.lT=lkg/（A-s2）B.IT=1kg-s2/AC.IT=1kg/（As）D.lT=lkgs/A

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)磁感應強度的定義式

B可得

1T=1N/（A?m）根據(jù)

F=ma可得

IT=1kg/(Ai)故選A。

2.如圖所示，將不帶電的枕形導體AB,放在一個點電荷的電場中，點電荷的電荷量為-。，與導體AB的中

心。的距離為心由于靜電感應，在導體AB的兩端感應出異種電荷。當達到靜電平衡時，下列說法正確的

是（）

A____A-Q

C_Qz----）:A.導體A端帶正電B.導體AB帶上正電

LI

C.導體A端的電勢低于8端的電勢

D.導體AB的感應電荷在。點產(chǎn)生的電場強度大小為女Q,方向向左

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由于點電荷帶負電，由于靜電感應，導體A端帶負電，B端帶正電，故A錯誤；

B.枕形導體AB原來不帶電，放置在負電荷的電場中發(fā)生靜電感應的過程其內(nèi)部的電荷重新分布，并沒有

產(chǎn)生電荷，所以導體整體仍然不帶電，故B錯誤;

C.處于導體AB靜電平衡狀態(tài)，導體是一個等勢體，故導體A端的電勢等于B端的電勢，故C錯誤;

D.導體內(nèi)部各點的合場強為零，則導體中心。點的場強為零，故感應電荷在。點的產(chǎn)生場強與點電荷-Q

大小為火景

在。點的場強等大反向,方向向左，故D正確。

故選D。

3.A、B兩個點電荷在真空中所產(chǎn)生電場的電場線（方向未標出）如圖所示。圖中C點為兩點電荷連線的中

點，為兩點電荷連線的中垂線，力為中垂線上的一點，電場線的分布關于左右對稱。下列說法正確

的是（）

這兩個電荷可能是等量同種電荷

B電子從C點運動到。點，電勢能減小

C.電子從C點運動到。點，所受電場力逐漸減小

D.僅在電場力作用下，電子可以沿直線從C點運動到。點

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)電電場線的分布關于例N左右對稱，結合該電場線的特點可以判斷，A、B是兩個等量異

種點電荷，故A錯誤；

B.根據(jù)平行四邊形定則，對中垂線上的場強進行合成，知中垂線上每點的電場方向都水平向右，中垂線和

電場線垂直，所以中垂線為等勢線，所以C點的電勢等于。點的電勢，C。電勢差為0,故電子從C點運動

到。點，電勢能不變；故B錯誤；

C.在兩等量異號電荷連線的中垂線上，中間點電場強度最大，也可以從電場線的疏密判斷，所以C點的電

場強度比。點的電場強度大，故電子從c點運動到。點，所受電場力逐漸減??；c正確；

D.僅在電場力作用下，電子在C點受到垂直于的電場力，故無法沿直線從C點運動到。點，D錯誤;

故選Co

4.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸。。，勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電流

i隨時間f變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

D——>,A.f=0時，線框中磁通量的變化率為零

2r/(xio-2s)

O'

甲

B.f=0.01s時，穿過線框的磁通量最大

C.線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為50兀rad/s

D.若線框的電阻為0.4則線框的熱功率為5W

【答案】D

【解析】

【詳解】A.1=0時，線框中感應電動勢最大，則此時磁通量的變化率最大，選項A錯誤；

B.f=0.01s時，線框中感應電動勢最大，穿過線框的磁通量為零，選項B錯誤；

C.線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為

2乃2萬

(o=——=—=100OTad/s選項C錯誤；

T0.02

D.若線框的電阻為0.4C,則線框的熱功率為

P=/2R=(專)2xO.4=5W選項D正確。

故選D。

5.在如圖所示的電路中，〃、。為兩個完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關。關于兩燈泡點

L

0---―

A.合上開關，。先亮，b后亮；斷開開關，a、6同時熄滅

B.合上開關，b先亮,a后亮；斷開開關，。、〃同時熄滅

C.合上開關，6先亮，a后亮；斷開開關，。先熄滅，b后熄滅

D.合上開關，％6同時亮；斷開開關，b先熄滅，a后熄滅

【答案】B

【解析】

【詳解】由圖可以看出，a、b燈泡在兩個不同的支路中，對于純電阻電路，不發(fā)生電磁感應，通電后用電

器立即開始正常工作，斷電后停止工作。但對于含電感線圈的電路，在通電時，線圈產(chǎn)生自感電動勢，對

電流的增大有阻礙作用，使。燈后亮，則合上開關，b先亮，a后亮。當斷開電鍵時，線圈中產(chǎn)生自感電動

勢，由〃、b及電感線圈組成一個回路，兩燈同時逐漸熄滅，故ACD錯誤，B正確。

故選Bo

6.如右圖所示的電路為歐姆表原理圖，電池的電動勢E=1.5V,G為電流表，滿偏電流為200pA。當調(diào)好

零后，在兩表筆間接一被測電阻R、耐，電流表G的指針示數(shù)為50RA,那么&的值是（）

7.5kQB.22.5k。

C.15kQD.30kQ

【答案】B

【解析】

E

【詳解】試題分析：由滿偏電流求歐姆表的內(nèi)阻：=75000

1g

E

連入電阻后，由1=~解得Rx=22.5KC,故選B考點：用多用電表測電阻.

7.如圖所示的電路中，電源電動勢為反內(nèi)阻為r,R）為定值電阻，R為滑動變阻器（最大阻值大于凡+r）。

閉合開關S,調(diào)節(jié)R的阻值，使電路中的電流為/,下列說法正確的是（）

RoR

A.此時電源的輸出功率為￡7

E

B.此時滑動變阻器的阻值R=&

C.滑動變阻器R的觸頭從左向右滑動的過程中，路端電壓逐漸增大

D.調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，當尺=9+廠時滑動變阻器消耗的電功率最大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.電源的輸出功率等于總功率減去電源內(nèi)阻熱功率，即輸出功率為

P=EI-I2r

故A錯誤;

B.電路中總電阻為

E

H+r=7則滑動變阻器的阻值為

E

/?='—&一r故B錯誤；

C.當滑動變阻器R的觸頭從左向右滑動的過程中，滑動變阻器接入電路阻值減小，則電路中的電流增大，

內(nèi)電壓增大，路端電壓等于電動勢減去內(nèi)電壓，故路端電壓逐漸減小，故C錯誤；

D.將Ro等效到內(nèi)電阻中去，滑動變阻器消耗的功率可看成等效電源的輸出功率，當/?=品+/時，滑動變阻

器消耗的電功率最大。故D正確。

故選D。

8.回旋加速器的工作原理如圖所示。Di和D2是兩個中空的半圓金屬盒，處于與盒面垂直的勻強磁場中，它

們之間有一定的電勢差U。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速。下列說法正確的是（）

A.帶電粒子在D形盒內(nèi)被磁場不斷地加速

B.交流電源的周期等于帶電粒子做圓周運動的周期

C.兩D形盒間電勢差。越大，帶電粒子離開D形盒時的動能越大

D.加速次數(shù)越多，帶電粒子離開D形盒時的動能越大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.帶電粒子在D形盒內(nèi)被電場不斷地加速，在磁場中動能不變，選項A錯誤；

B.交流電源的周期等于帶電粒子做圓周運動的周期，這樣才能保證粒子每經(jīng)過D型盒間隙時均能被電場加

速，選項B正確；

CD.由

2

qvB=m—可得帶電粒子離開D形盒時的動能

R

紇=,機丫2=01上則最大動能與兩口形盒間電勢差無關，與加速次數(shù)無關，選項CD錯誤；

"22m

故選B。

9.一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高

溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。金屬板A、B和等離子

體整體可以看作一個直流電源，A、B便是這個電源的兩個電極。將金屬板A、B與電阻R相連，假設等離

子體的電阻率不變，下列說法正確的是

等離子體

A.A板是電源的正極

B.等離子體入射速度不變，減小A、B兩金屬板間的距離，電源電動勢增大

C.A、B兩金屬板間的電勢差等于電源電動勢

D.A、B兩金屬板間的電勢差與等離子體的入射速度有關

【答案】D

【解析】

【詳解】A.由左手定則可知，正離子受向下的洛倫茲力偏向B板，則B板帶正電，是電源的正極，選項A

錯誤；

B.當達到平衡時有

E

4丫8=-74解得電動勢

E=Bdv

則等離子體入射速度不變，減小A、B兩金屬板間的距離d,電源電動勢減小，選項B錯誤；

C.根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，A、B兩金屬板間的電勢差等于外電路的電壓，小于電源電動勢，選項

C錯誤；

D.A、B兩金屬板間的電勢差

FR/?z7v/?

U=——=-------可知，與等離子體的入射速度有關，選項D正確。

R+rR+r

故選D。

10.如圖甲所示，矩形導線框ABCD固定在勻強磁場中，磁感線垂直于線框所在平面且向里.規(guī)定垂直于

線框所在平面向里為磁場的正方向；線框中電流沿著逆時針方向為感應電流i的正方向，要在線框中產(chǎn)生如

圖乙所示的感應電流，則磁感應強度8隨時間f變化的規(guī)律可能為

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.在0—“時間內(nèi)，磁場垂直紙面向里，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應電流的方向為ABCZM,

與規(guī)定的正方向相反，根據(jù)法拉第電磁感應定律，產(chǎn)生的感應電動勢為定值，則感應電流為定值，同理，

在時間內(nèi)，感應電流的方向為4DCB4,與規(guī)定的正方向相同，感應電流為正值，且為定值。故A錯

誤；

B.在O-to時間內(nèi)，磁場垂直紙面向外，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應電流的方向為AOCBA,與規(guī)

定的正方向相同，感應電流為正值。同理，在fo—2ro時間內(nèi)，感應電流的方向為ABCD4,與規(guī)定的正方向

相反，感應電流為負值，且為定值，故B正確；

C.在0一”時間內(nèi)，磁場垂直紙面向里，且均勻減小，根據(jù)楞次定律，知感應電流的方向為ABCD4,與規(guī)

定的正方向相反，根據(jù)法拉第電磁感應定律，產(chǎn)生的感應電動勢為定值，則感應電流為定值，在初一2”時

間內(nèi)，磁場方向垂直紙面向外，且均勻增大，根據(jù)楞次定律，感應電流的方向仍然為ABCD4,與規(guī)定的正

方向相反。故C錯誤；

D.磁感應強度不變，磁通量不變，則不產(chǎn)生感應電流。故D錯誤。

故選B。

11.把電容器、電流傳感器、電阻、電源、單刀雙擲開關按圖甲所示連接。先使開關S與1端相連，電源向

電容器充電；然后把開關S擲向2端，電容器放電。電流傳感器中的電流，隨時間f變化的關系如圖乙所示。

S-

CT2

下列說法正確的是（）電流-vE

傳感器

*R-

甲

A.在A~f2時間內(nèi),電容器兩極板間電壓逐漸減小

B.在h~〃時間內(nèi),電容器的電容逐漸減小

C.曲線1與橫軸所圍面積等于曲線2與橫軸所圍面積

D.S接1端，只要時間足夠長，電容器兩極板間的電壓就能大于電源電動勢E

【答案】C

【解析】

【詳解】A.在白~。2時間內(nèi)，電容器充電，所帶電量在增加，電容不變，根據(jù)

可知，極板間的電壓增大，A錯誤;

B.在〃時間內(nèi)，電容器在放電，在放電過程中，電容器電荷量在減小，但電容是反應電容器本身的特

性，與電壓和電量無關，保持不變，B錯誤;

c.i-r圖像與時間軸圍成的面積表示電荷量，由于電容器充電和放電的電量相等，所以曲線1與橫軸所圍

成的面積等于曲線2與橫軸所圍成的面積，C正確;

D.S接1端，只要時間足夠長，電容器充電完畢，電路中沒有電流，電源內(nèi)電壓為零，電容器極板間的電

壓等于電源的電動勢，D錯誤。

故選C。

12.如圖甲所示是一個“簡易電動機”，一節(jié)5號干電池的正極向上，一塊圓柱形強磁鐵吸附在電池的負極,

將一段裸銅導線彎成圖中所示形狀的線框，線框上端的彎折位置與正極良好接觸，下面彎曲的兩端與磁鐵

表面保持良好接觸，放手后線框就會轉(zhuǎn)動起來。該“簡易電動機”的原理圖如圖乙所示。關于該“簡易電

動機”，下列說法正確的是（

乙

甲

A從上往下看，該“簡易電動機”逆時針旋轉(zhuǎn)

B.電池的輸出功率大于線框轉(zhuǎn)動的機械功率

C.線框①、②兩部分導線電阻在電路中是串聯(lián)關系

D.“簡易電動機”由靜止到轉(zhuǎn)動起來的過程中，線框中的電流增大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.線框的上下兩條邊受到安培力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動的，根據(jù)左手定則可以判斷從上往下看，線框

將做順時針轉(zhuǎn)動，故A錯誤;

B.電池輸出的電動率一部分用來用于線框的發(fā)熱功率，一部分提供線框轉(zhuǎn)動的機械功率，所以電池輸出的

電功率大于線框旋轉(zhuǎn)的機械功率，故B正確;

C.線框①、②兩部分導線電阻在電路中是并聯(lián)關系，故C錯誤;

D.穩(wěn)定時，因?qū)Ь€切割磁感應線，產(chǎn)生的感應電動勢與電源相反，則線框中電流比剛開始轉(zhuǎn)動時的小，故

D錯誤;

故選B。

13.如圖甲所示，有一固定的負點電荷N,其右側距離為L處豎直放置一內(nèi)壁光滑的絕緣圓筒，圓筒內(nèi)有一

帶電小球。將小球從M）高處由靜止釋放，至小球下落到與N同一水平面的過程中，其動能反隨高度”（設

小球與點電荷N的豎直高度差為H）的變化曲線如圖乙所示。下列說法正確的是（）

小球可能帶負電，也可能帶正電

B.在高度41~42之間的某點，庫侖力在豎直方向上的分力最大

C.該過程中，小球所受合力先增大后減小再增大

D.該過程中，小球機械能先增大后減小

【答案】B

【解析】

【詳解】A.若小環(huán)帶正電，重力和靜電力對小環(huán)都做正功，小環(huán)的動能一直增大，與圖乙不符，所以小環(huán)

帶負電，故A錯誤;

B.小環(huán)在高度”之間運動時，動能減小，根據(jù)動能定理

Ek=Ek0+F^h-mgh=Ek0+（F^-mg）h因為在高度之間的某點圖像的斜率最大，則庫侖力在

豎直方向上的分力最大，選項B正確；

C.由以上分析可知，小球受到的合力為圖像的斜率，則該過程中，小球所受合力先減小，后增大，再減小

再增大，選項c錯誤；

D.該過程中，小球所受的庫侖力一直對小球做負功，則機械能一直減小，選項D錯誤。

故選Bo

14.如圖所示，在光滑的絕緣水平桌面上，有一質(zhì)量均勻分布的細圓環(huán)，處于磁感應強度為B的勻強磁場中，

磁場方向豎直向下。圓環(huán)的半徑為K,質(zhì)量為加。令此圓環(huán)均勻帶上正電荷，總電量為。。當圓環(huán)繞通過其

中心的豎直軸以角速度。沿圖中所示方向勻速轉(zhuǎn)動時（假設圓環(huán)的帶電量不減少，不考慮環(huán)上電荷之間的

作用），下列說法正確的是（）

圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動形成的等效電流大小為出

co

B.圓環(huán)受到的合力大小為8Q3R

C.圓環(huán)內(nèi)側（I區(qū)）的磁感應強度大于外側（H區(qū)）的磁感應強度

D.將圓環(huán)分成無限個小段，每小段受到的合力都指向圓心，所以圓環(huán)有向里收縮的趨勢

【答案】C

【解析】【詳解】A.圓環(huán)轉(zhuǎn)動一周的時間為

/=一則可得圓環(huán)以。的角速度轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電流為

CO

/=2=或故A錯誤；

t2乃

B.電流為順時針方向，根據(jù)左手安培定則，又將圓環(huán)無限細分為兒小段，設每小段的長度為L,則每小段

受到的安培力為

%=BIL而每小段受到的安培力均在水平面上并指向圓外，而每小段存在關于圓心對稱的另一小段，受到

的安培力大小相等，方向相反，故整個圓環(huán)受到的合力為0。B錯誤；

C.根據(jù)右手定則，電流方向為順時針方向，每一小段產(chǎn)生的磁場在圓環(huán)內(nèi)側垂直于平面向里，在圓環(huán)外側

的磁場都是垂直于平面向外，恒定磁場的方向為垂直于平面向里，則合磁場圓環(huán)內(nèi)側（I區(qū)）的磁感應強

度大于外側（II區(qū)）的磁感應強度，故c正確；

D.根據(jù)每小段受到的安培力都指向圓環(huán)外，整個圓環(huán)受到的合力為0,故圓環(huán)有向外擴張的趨勢，D錯誤;

故選c。

第n卷（非選擇題部分，共58分）

二、實驗題（共2道小題，共18分）

15.某同學在實驗室進行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關系”的實驗。

（1）下列實驗器材必須要用的有（選填字母代號）

A.干電池組

B.學生電源

C.多用電表

D.直流電壓表

E.滑動電阻器

F.條形磁鐵

G可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）

（2）下列說法正確的是（選填字母代號）

A.為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應

該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)

C.測量電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量

D.變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈

（3）該同學通過實驗得到了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)，表中m、m分別為原、副線圈的匝數(shù)，5、S分別為

原、副線圈的電壓，通過實驗數(shù)據(jù)分析可以得到的實驗結論是：。

實驗次數(shù)nJ匝血/匝t/1/VUi/N

1160040012.12.90

280040010.24.95

340020011.95.92

【答案】①.BCG②.BC③.在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的

U.n.

匝數(shù)之比，即

力%

【解析】

【詳解】（1）[1]實驗中，必須要有學生電源提供交流電，B需要；學生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓，無需滑動

變阻器，需要用多用表測量電壓，C需要；本實驗不需要條形磁鐵，用可拆變壓器來進行試驗，G需要；綜

上所述，需要的實驗器材為BCG。

（2）[2]A.為確保實驗安全，應該降低輸出電壓，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯誤；

B.要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，進而測

得副線圈電壓，找出相應關系，故B正確；

C.為了保護電表，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量，

故C正確；

D.變壓器的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，即不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將

磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到傳遞磁場能的作用，不是鐵芯導電來傳輸電能，故D錯誤。

故選BC

（3）13]通過數(shù)據(jù)計算可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比,

U.勺

即才葭

16.關于“測電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗，某研究性學習小組的同學用如圖1所示的電路，測量兩節(jié)干電池

串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)電阻入實驗室提供的器材如下：待測電池、電壓表、電阻箱（阻值范圍

0~999.9Q）、開關、導線。

（1）請根據(jù)圖1所示的電路圖，在圖2中畫出連線,將器材連接成實驗電路

電阻箱火

圖1圖2

（2）開始做實驗

時，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關，然后逐次改變電阻箱接入電路的阻值R,讀取與R對應的電

壓表的示數(shù)U,并將相應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標點描繪在U-—圖中。請將圖3、圖4中電阻箱和電壓表所示的

R

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為坐標點描繪在圖5所示的坐標系中（用“+”表示），并畫出U-且圖線。

R

（3）由U-"圖線可得該電池組的電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=______C。（均保留3位有效

R

數(shù)字）

（4）若利用電流表、電壓表來測量一節(jié)新的干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差，圖6中甲、

乙兩種連接方案應該選擇哪一種，并說明理由：

②.

(3).2.85V-3.00(4).1.25Q-1.40⑤.甲方案，見詳

【解析】

【詳解】（1）U]實物連接圖如下

（2）[2]圖象如下圖

R

S

UN

（3）[3]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

U=——r+￡可知，圖象與縱軸的交點表示電源的電動勢，故電動勢為E=2.93V（2.85~3.00V之間均可）

R

[4]圖象的斜率表示內(nèi)阻，可得

2.93—1.00

￡1=1.33。（1.25?1.40。之間均可）

L45-

（4）[5]應該選用甲方案。甲方案的誤差在電壓表分流，但由于電壓表內(nèi)阻很大，所以由于電壓表分流而

產(chǎn)生的誤差較?。灰曳桨傅恼`差在電流表分壓，但是電流表內(nèi)阻較小，和一節(jié)新干電池的內(nèi)阻相差不多,

此時由于電流表分壓而產(chǎn)生的誤差較大，會導致該方案中電源內(nèi)阻的測量值誤差較大，綜合比較，故選甲

方案誤差較小。

三、計算題（共4道小題，共40分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。

有數(shù)字計算的題答案必須明確寫出數(shù)值和單位。

17.如圖所示，質(zhì)量為〃八電荷量為q的帶電粒子，以初速度丫沿垂直磁場方向射入磁感應強度為8的勻強

磁場，在磁場中做勻速圓周運動，不計帶電粒子所受重力：

（1）求粒子做勻速圓周運動的半徑R和周期7；

（2）為使該粒子做勻速直線運動，還需要同時存在一個與磁場方向垂直的勻強電場，求電場強度E的大小。

x

X

X

mv2兀加

x【答案】(1)/?=—,T=(2)E=vBo

qB~qB

x

x

x

【解析】

【詳解】（1）粒子在磁場中受洛倫茲力尸二9環(huán)，洛倫茲力提供粒子做勻速圓周運動所需的向心力，有

qvB=m^則粒子做勻速圓周運動的半徑

mv

R=粒子做勻速圓周運動周期

qB

7—2"

可得

V

2兀加

丁=/⑵分析知粒子帶正電，為使該粒子做勻速直線運動，需加一豎直向下的勻強電場，電場力與洛

倫茲力等大反向，相互平衡，即

qE=qvB

電場強度E的大小

E=vB

,mvE2TUH

答：(1)求粒子做勻速圓周運動的半徑尺==，周期(2)電場強度及

qBqB

18.如圖所示，電路中電源電動勢E=80V,內(nèi)阻不計，電路中三個定值電阻R的阻值相同。A、B分別為水

平放置的平行板電容器的上、下極板，板長L=90cm,板間距離k40cm。在兩金屬板左端正中間位置M處,

有一個小液滴以某一初速度水平向右射入兩板間，從A板右側邊緣射出電場。已知小液滴的質(zhì)量根=2.0X10-3

kg,帶負電,電荷量。=申0義1()-3(2。重力加速度g=10m/s2求:

(1)平行板電容器兩極板間電壓。的大小。

(2)在此過程中液滴電勢能的變化量。

(3)液滴進入電場時初速度w的大小。

1

R

RM【答案】⑴40V；⑵-0.02J；(3)9.()m/s

【解析】

【詳解】(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E

U=—?R代入數(shù)據(jù)得

2R

U=40V⑵液滴在電場中運動電場力做功

代入數(shù)據(jù)得

W=0.02J根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系W=-△《/,,得

\Ep=-0.02J即液滴電勢能減小0.02J

(3)液滴在電場中運動所受電場力

根據(jù)牛頓第二定律，有

a

F-mg=ma豎直方向有

?=5小2水平方向有

22

L=vot聯(lián)立得

%=9.0m/s19.如圖甲所示，寬度為￡的足夠長光滑金屬導軌水平固定在勻強磁場中，磁場范圍足夠大，

磁感強度大小為反方向垂直于導軌平面向上?，F(xiàn)有一根質(zhì)量為，小電阻為R的金屬棒放置在金屬導軌

上，長度與金屬導軌寬度相等，金屬棒MN在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，不計導軌電阻。

(1)若金屬棒MN以水平速度v向右勻速運動，請根據(jù)法拉第電磁感應定律推導金屬棒MN產(chǎn)生的感應電動

勢E=BLv。

(2)若金屬棒MN在水平向右的恒力/作用下由靜止開始運動，請從速度、加速度兩個角度分析金屬棒MN

的運動情況。

(3)若，=0時金屬棒A7N有水平向右的初速度血，此時施加一水平外力尸(開始時尸方向向右)，使金屬棒

MN做加速度大小為a的勻減速直線運動，直到速度減為零。

。、請推導金屬棒減速過程中外力F(以初速度方向為正方向)隨時間f變化的關系式，并在圖乙中畫

出F-f的示意圖。氏請說明根據(jù)尸-f圖像，如何求金屬棒速度從物減為零的過程中外力F的沖量/。

【解析】

【詳解】(1)閉合電路內(nèi)磁通量的變化量為

A①=BAS=BLN=BL?Mt根據(jù)法拉第電磁感應定律

E=—=3Lv(2)根據(jù)歐姆定律

Ar

E

/二會根據(jù)牛頓第二定律

F-BIL=ma變形可得

FD2T2

&=￡—已七速度v逐漸增大，所以金屬棒MN做加速度減小的加速運動，而后當加速度減為零，即安

mmR

培力等于拉力時，金屬棒MN開始做勻速運動。

(3)〃、根據(jù)牛頓第二定律

BIL-F-ma其中

/=華根據(jù)勻變速直線運動速度公式v=v0-at

聯(lián)立上邊三式

/=竺《組—"一生/FT圖象如圖所示

RR

r=M■此時外力

a

尸=-/加尸方向改變，所以尸-/示意圖如答圖上圖所示。

b、尸-「圖線與橫軸之間的面積