（試卷總分：100分考試時(shí)間：75分鐘）
注意事項(xiàng)：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級(jí)、姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：本部分共10道選擇題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中。1~6題只有一項(xiàng)符合題目要求；7~10題有多項(xiàng)符合要求，少選漏選得3分，選錯(cuò)不得分。
1．物理學(xué)發(fā)展源于生活，沉于理論，歸于實(shí)驗(yàn)，最終還應(yīng)用于生活，下列關(guān)于物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，說法正確的是（ ）
A．金屬塊中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，損失能量，所以都應(yīng)盡可能減小渦流
B．變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)
C．航天員在中國(guó)空間站進(jìn)行太空授課的實(shí)時(shí)畫面是通過電磁波傳遞到地面的
D．紅外線可以消毒，X射線可以摧毀病變的細(xì)胞，常用于治療各種癌癥
2．如圖所示，水平平面內(nèi)放置一個(gè)薄圓盤和一根通電軟直導(dǎo)線，圓盤上均勻分布著電子，圓盤繞著圓心O順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻，給導(dǎo)線中通上如圖所示的電流，通電直導(dǎo)線會(huì)發(fā)生的變化情況是（ ）
A．保持靜止B．水平向右凸起C．水平向左凸起D．垂直紙面向外凸起
3．如甲圖所示，一帶電為的物塊A靜置于光滑絕緣水平地面上，地面上方存在足夠大區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向如圖。時(shí)，在水平外力F作用下物塊A由靜止開始運(yùn)動(dòng)，物塊A對(duì)水平面的壓力隨時(shí)間的變化圖像如圖乙所示，重力加速度，則（ ）
A．物塊A的質(zhì)量B．水平力F不斷增大
C．水平力F的大小為25ND．物塊A做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
4．隨著科技的發(fā)展，各式各樣的用電器層出不窮，對(duì)用電的需求也越來越多，解決充電難題已經(jīng)刻不容緩，為了人們出行輕便，無線充電發(fā)展迅速。如圖所示實(shí)線部分是某無線充電接收端電流經(jīng)電路初步處理后的圖象，其中曲線為正弦函數(shù)圖像的一部分，則這種交流電的有效值為（ ）
A．B．C．D．
5．如圖所示，空間中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)有兩完全相同的帶電粒子以不同速度從同一位置均沿水平方向垂直射入磁場(chǎng)后從磁場(chǎng)下邊界飛出，飛出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為90°，60°，則它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中（ ）
A．周期之比為2∶1B．軌跡半徑之比為2∶3
C．速度之比為1∶2D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2∶3
6．如圖所示，一自耦變壓器接在某可調(diào)節(jié)的交流電源兩端，電路中接有、兩理想電壓表及滑動(dòng)變阻器和一小燈泡。關(guān)于該電路說法正確的是（ ）
A．若P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，小燈泡消耗的功率不變
B．若F不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，、示數(shù)均不變
C．若F不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡亮度變亮，則電源輸出功率增大
D．若增大交流電源電壓頻率，兩滑片不動(dòng)，則、示數(shù)均增大，小燈泡亮度變亮
7．如圖所示的LC振蕩電路中，某時(shí)刻電容器兩極板帶電情況和線圈L中的磁場(chǎng)方向如圖所示，則下列說法中正確的是（ ）
A．磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能B．電路中的電流為順時(shí)針方向
C．線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)正在減小D．電容器兩極板間的電壓不變
8．自行車速度計(jì)可以利用霍爾元件計(jì)算運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，將一塊磁鐵安裝在自行車前輪上，輪子每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器就會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓如圖乙所示?；魻栐?nèi)部電源的輸出電壓為，當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，由于電荷受力移動(dòng)，在導(dǎo)體前后表面產(chǎn)生電勢(shì)差，其中載流子帶負(fù)電，則下列說法中正確的是（ ）
A．前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì)
B．自行車的車速越大，則霍爾電勢(shì)差越大
C．若傳感器的電源輸出電壓變大，則霍爾電勢(shì)差變大
D．霍爾電勢(shì)差由自行車車速和電流大小決定
9．如圖所示，某同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩圓半徑分別為r和2r，一長(zhǎng)為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，整個(gè)裝置位于一磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在兩環(huán)之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中AB始終與半徑重合，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。下列說法正確的是（ ）
A．金屬棒中電流從A流向BB．金屬棒兩端電壓為
C．電容器的M板帶負(fù)電D．電容器所帶電荷量為
10．空間中存在直角三角形ABC區(qū)域，其中AB邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，，現(xiàn)給該區(qū)域施加垂直于紙面向里的穩(wěn)定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以不同的速率從A點(diǎn)沿AB方向射入一束完全相同的正粒子，比荷為（忽略重力對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響），則（ ）
A．粒子速度越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)B．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)為
C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)路程為D．粒子能從AC射出的區(qū)域長(zhǎng)度為L(zhǎng)
二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每空2分，共12分。
11．某興趣小組在探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和影響感應(yīng)電流方向的因素
（1）圖a中，將條形磁鐵從圖示位置快速向下移動(dòng)一小段距離，出現(xiàn)的現(xiàn)象是______。
A．燈泡A、B均不發(fā)光B．燈泡A、B交替短暫發(fā)光
C．燈泡A短暫發(fā)光、燈泡B不發(fā)光D．燈泡A不發(fā)光、燈泡B短暫發(fā)光
（2）通過實(shí)驗(yàn)得知：當(dāng)電流從圖b中電流計(jì)的正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)，負(fù)接線柱流入時(shí)指針向左偏轉(zhuǎn)；則當(dāng)磁體______（選填“向上”或“向下”）運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。
（3）為進(jìn)一步探究影響感應(yīng)電流方向的因素，該小組設(shè)計(jì)了如圖c的電路。
（4）若圖c電路連接正確，在閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移至最______（選填“左”或“右”）端。
（5）若圖c電路連接正確，開關(guān)閉合瞬間，指針向左偏轉(zhuǎn)，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時(shí)，觀察到電流計(jì)指針______。
A．不偏轉(zhuǎn)B．向右偏轉(zhuǎn)C．向左偏轉(zhuǎn)
12．電流傳感器可以在電腦端記錄電流隨時(shí)間變化的圖線，探究實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，探究電容器在不同電路中的充放電現(xiàn)象。
該同學(xué)先將開關(guān)接1給電容器充電，待電路穩(wěn)定后再接3，探究LC振蕩電路的電流變化規(guī)律。
（1）探究實(shí)驗(yàn)小組得到的振蕩電路電流波形圖像，選取了開關(guān)接3之后的LC振蕩電流的部分圖像，如圖乙所示，根據(jù)圖像中記錄的坐標(biāo)信息可知，振蕩電路的周期______s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
（2）如果使用電動(dòng)勢(shì)較小的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的頻率將______（填“增大”、“減小”或“不變”）。
三、解答題：本題共3小題，共38分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式、重要的演算過程，只寫最后結(jié)果不得分。
13．（12分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌M、N被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距，其左端并聯(lián)接入和的電阻，其中。整個(gè)裝置處在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量、電阻的導(dǎo)體棒在恒力的作用力下從靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)了時(shí)導(dǎo)體棒ab恰好變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：
（1）導(dǎo)體棒的最大速度；
（2）電阻上產(chǎn)生的焦耳熱；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）此過程中通過的電荷量。
14．（12分）如圖甲所示為某小型水電站的發(fā)電機(jī)示意圖，已知正方形線圈邊長(zhǎng)，匝數(shù)匝匝，線圈電阻不計(jì)；線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速；已知磁感應(yīng)強(qiáng)度。將發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，發(fā)電機(jī)的輸出功率為，通過升壓變壓器升壓后發(fā)電向遠(yuǎn)處輸電，輸電線的雙線總電阻為，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。要求輸電效率（即用戶得到的功率與發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率之比）達(dá)到96%，在輸電線上損失的功率控制在4kW、用戶得到的功率為96kW。
（1）升壓變壓器輸入的電流為多少？輸電線上通過的電流是多少？
（2）從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失的電壓為多少？
（3）兩個(gè)變壓器的匝數(shù)比各應(yīng)等于多少？
15．（14分）如圖所示，在ABCD區(qū)域內(nèi)外分別存在區(qū)域電場(chǎng)和范圍足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為的帶電粒子以速度從AD邊中點(diǎn)O垂直射入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從A點(diǎn)再次進(jìn)入電場(chǎng)中。已知，忽略粒子重力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。
（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及粒子進(jìn)入磁場(chǎng)之前在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）若改變粒子入射速度的大小，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生改變，求粒子從AD邊進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)AB邊進(jìn)入磁場(chǎng)到從AB邊離開磁場(chǎng)整個(gè)過程經(jīng)歷的最長(zhǎng)時(shí)間；
環(huán)際大聯(lián)考
“逐夢(mèng)計(jì)劃”2023～2024學(xué)年度第二學(xué)期期中考試
高二物理參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
一、選擇題：本部分共10道選擇題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中。1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求；7～10題有多項(xiàng)符合要求，少選漏選得3分，選錯(cuò)不得分。
1．【答案】C
【詳解】A．金屬塊的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，電磁爐和真空冶煉爐都是利用渦流工作，故A錯(cuò)誤；
B．變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定電場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；
C．航天員進(jìn)行太空授課是通過無線電波，即電磁波，傳遞到地面的，故C正確；
D．紫外線可以消毒；X射線穿透能力較強(qiáng)，可以用于診斷病情；射線有極強(qiáng)的穿透能力和很高的能量，射線可以摧毀病變的細(xì)胞，常用于治療各種癌癥，故D錯(cuò)誤。故選C。
2．【答案】C
【詳解】電子為負(fù)電荷，當(dāng)帶負(fù)電荷的圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤產(chǎn)生的電流為逆時(shí)針方向，由右手螺旋定則知此電流在通電直導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；再利用左手定則，通電直導(dǎo)線受到的安培力水平向左。故選C。
3．【答案】D
【詳解】A．根據(jù)得
得
故A錯(cuò)誤；
BD．物塊對(duì)水平面的壓力
物塊對(duì)水平面的壓力不斷增大，則洛倫茲力不斷增大，速度不斷增大，做加速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖像可知，速度均勻增大，則做勻加速運(yùn)動(dòng)，水平力不變，故B錯(cuò)誤，D正確；
C．根據(jù)
圖乙圖像斜率
代入數(shù)據(jù)得
故C錯(cuò)誤。故選D。
4．【答案】A
【詳解】根據(jù)交流電有效值的定義可得
解得這種交流電的有效值為。故選A。
5．【答案】C
【詳解】A．根據(jù)可知，周期之比為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．設(shè)入射點(diǎn)到虛線邊界的距離為，可知粒子1的運(yùn)動(dòng)半徑
粒子2由幾何關(guān)系，得
兩粒子的軌跡半徑之比為1∶2選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)得，可得速度之比為，選項(xiàng)C正確；
D．周期相等，根據(jù)可知時(shí)間之比為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。
6．【答案】C
【詳解】A．設(shè)變壓器的輸入電壓為，輸出電壓為；若不動(dòng)，滑片向下移動(dòng)時(shí)，輸入電壓不變，根據(jù)變壓比公式
由于減小，故輸出電壓也減小，故燈泡消耗的功率變小，故A錯(cuò)誤，
B．若不動(dòng)，根據(jù)變壓比公式
輸入電壓不變，則輸出電壓也不變，滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中電流增大，小燈泡兩端電壓也增大，由
可知，燈泡消耗的功率變大，亮度變亮，由
可知，電壓表示數(shù)變小，故B錯(cuò)誤，
C．由可知，電壓不變，總電阻減小時(shí)，功率增大，C正確。
D．若增大交流電源電壓頻率，兩滑片不動(dòng)，則根據(jù)變壓比，輸出電壓不變，兩端電壓也不變，通過小燈泡的電流不變，功率不變，亮度不變，與頻率無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。
7．【答案】AB
【詳解】由電感線圈中的磁感線方向，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷回路中電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針，故此時(shí)電容器正在充電，電容器兩極板間的電壓在增大，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，電流處于減小狀態(tài)，在變大，故自感電動(dòng)勢(shì)在增大，選項(xiàng)AB正確，CD錯(cuò)誤。
故選AB。
8．【答案】AC
【詳解】A．圖乙中霍爾元件的載流子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則，負(fù)電荷向前表面運(yùn)動(dòng)，前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì)，故A正確；
B．根據(jù)，得
由電流的微觀定義式是單位體積內(nèi)的電子數(shù)，是單個(gè)導(dǎo)電粒子所帶的電量，是導(dǎo)體的橫截面積，是導(dǎo)電粒子運(yùn)動(dòng)的速度，整理得
聯(lián)立解得
可知用霍爾元件可以測(cè)量地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，保持電流不變，霍爾電壓與車速大小無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．由公式，若傳感器的電源輸出電壓變大，電流I變大，則霍爾電勢(shì)差將變大，故C正確。
D．由公式，霍爾電壓由電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，與車速無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選AC。
【答案】BD
【詳解】A．金屬棒繞逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知金屬棒中電流從流向，故A錯(cuò)誤；
B．金屬棒轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
切割磁感線的金屬棒相當(dāng)于電源，金屬棒兩端電壓相當(dāng)于電源的路端電壓，則金屬棒兩端電壓為
故B正確；
C．金屬棒端相當(dāng)于電源正極，則電容器板帶正電，故C錯(cuò)誤；
D．由
可得電容器所帶電荷量為
故D正確。故選BD。
10．【答案】BC
【詳解】B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力
可得
可知粒子速度越大，粒子運(yùn)動(dòng)半徑越大。當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)半徑較小時(shí)，能夠從邊射出，粒子在磁場(chǎng)中的圓心角為，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
該過程中粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變，此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)半徑較大時(shí)，從BC邊射出，粒子速度越大，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越小，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間短，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．當(dāng)粒子和BC邊相切時(shí)路程最大，此時(shí)射出點(diǎn)為粒子在AC邊射出的最遠(yuǎn)點(diǎn)，由幾何關(guān)系知
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)路程為
故C正確。
此時(shí)最遠(yuǎn)點(diǎn)距點(diǎn)的距離為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每空2分，共12分。
11．【答案】C 向下 左 B
【詳解】（1）磁感線由N極指向S極，螺線管內(nèi)磁感線向下，向下移動(dòng)一小段距離，穿過螺線管的磁感線增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的磁感線方向與原磁場(chǎng)方向相反，根據(jù)右手螺旋定則可得電流方向電路中方向?yàn)轫槙r(shí)針，根據(jù)二極管具有單向?qū)щ娦钥芍獰襞軦短暫發(fā)光、燈泡B不發(fā)光。故選C。
（2）[2]當(dāng)磁體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過螺旋管的磁通量為豎直向下的增多，根據(jù)楞次定律，可知線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)豎直向上，根據(jù)右手螺旋定則可知電流從負(fù)接線柱流入，指針向左偏；故磁體向下運(yùn)動(dòng)。
（4）[3]閉合開關(guān)瞬間，電路中電流增多，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，穿過螺線管的磁感線增多，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，為了防止產(chǎn)生的感應(yīng)電流過大燒壞電流表，閉合開關(guān)前需要將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端。
（5）[4]開關(guān)閉合瞬間，穿過螺線管的磁通量增多，根據(jù)題意可知指針向左偏轉(zhuǎn)，所以將鐵芯從線圈P中快速抽出時(shí)，穿過螺線管的磁通量減少，觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。故選B。
12．【答案】（1） （2）不變
【詳解】（1）由圖乙可知
（2）由振蕩周期
可知，使用電動(dòng)勢(shì)較小的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的周期不變，則頻率也不變。
三、解答題：本題共3小題，共38分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式、重要的演算過程，只寫最后結(jié)果不得分。
13．（12分）
【答案】（1）0.5m/s；（2）7.9J；（3）4C
【詳解】（1）設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為，則有
根據(jù)受力平衡可得
聯(lián)立解得
（2）根據(jù)動(dòng)能定理可得
回路產(chǎn)生的總焦耳熱為
根據(jù)電路連接關(guān)系，可知電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為
（3）此過程通過干路的電荷量為
則此過程中通過的電荷量為
14．（12分）
【答案】（1）400A；20A；（2） （3）1∶20；240∶11；
【詳解】（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
由
升壓變壓器的輸出電壓
升壓變壓器輸入的電流為
根據(jù)
輸電線上通過的電流是
（2）從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失的電壓為
（3）升壓變壓器匝數(shù)比
降壓變壓器的次級(jí)電壓
降壓變壓器的匝數(shù)比
（14分）
【答案】（1）； （2）；
【詳解】（1）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖
水平方向有
豎直方向有
由牛頓第二定律
聯(lián)立可得，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為
在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
（2）如圖所示
設(shè)粒子以入射時(shí)，當(dāng)粒子從點(diǎn)離開電場(chǎng)區(qū)域，點(diǎn)的速度大小為，方向與方向夾角為，垂直方向速度大小為，半徑為。有
其中
速度關(guān)系滿足
可得
磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從點(diǎn)再次進(jìn)入?yún)^(qū)域，由幾何關(guān)系可知
可得
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力
可得
如圖
由分析可得從便離開電場(chǎng)的粒子中，從點(diǎn)離開電場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心角最大，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)。當(dāng)粒子從點(diǎn)離開電場(chǎng)區(qū)域，點(diǎn)速度大小為，方向與水平方向夾角為，半徑為。同理可得
并且經(jīng)計(jì)算后可知，從點(diǎn)出射的粒子可從邊再次進(jìn)入電場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中做完成圓周運(yùn)動(dòng)的周期為
可得
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為
故粒子從邊進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)邊進(jìn)入磁場(chǎng)到從邊離開磁場(chǎng)整個(gè)過程經(jīng)歷的最長(zhǎng)時(shí)間

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