1．（5分）如圖所示，螺線管接通電源后，螺線管中的電流恒定不變，小磁針靜止時N極指向左側(cè)，點為螺線管中軸線上的點。下列說法正確的是（ ）
A．電源的甲端是正極，P點的磁感應(yīng)強度方向向右
B．電源的乙端是正極，P點的磁感應(yīng)強度方向向右
C．電源的甲端是負極，P點的磁感應(yīng)強度方向向左
D．電源的乙端是負極，P點的磁感應(yīng)強度方向向左
2．（5分）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有極其重大的劃時代的歷史意義，它為人類大規(guī)模利用電能，繼而進入電氣化時代奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)于法拉第“磁生電”實驗說法正確的是（ ）
A．閉合開關(guān)時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)
B．保持滑動變阻器滑片位置不變，將條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且示數(shù)不為零
C．保持滑動變阻器滑片位置不變，將A通電螺線管抽出B螺線管中時，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D．保持A通電螺線管位置不變，左右移動滑動變阻器滑片，電流計指針不偏轉(zhuǎn)
3．（5分）如圖所示，A、B為兩根足夠長的垂直于紙面的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線通有大小相等，在紙面內(nèi)，A、B連線的中點為O點，下列說法正確的是（ ）
A．O點的磁感應(yīng)強度為零
B．C點磁感應(yīng)強度方向沿CO連線背離O點
C．D點磁感應(yīng)強度方向沿DO連線指向O點
D．若在該空間垂直紙面放上一根與A、B電流方向相同的通電直導(dǎo)線，則導(dǎo)線在O處受安培力最大
4．（5分）如圖所示，一水平導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線正下方有一電子，關(guān)于電子的運動情況，下列說法正確的是（ ）
A．沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小
B．沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大
C．沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小
D．沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大
5．（5分）如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時（ ）
A．A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變大
B．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大
C．A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變小
D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小
二、多選題。（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分）
（多選）6．（5分）回旋加速器的工作原理如圖所示，D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間接交流電源。A處的粒子源產(chǎn)生的α粒子（He）在兩盒之間被電場加速，α粒子進入半圓金屬盒內(nèi)做勻速圓周運動。若忽略α粒子在電場中的加速時間且不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是（ ）
A．α粒子在磁場中運動一周的時間是外接交流電源周期的2倍
B．僅增大金屬盒的半徑，α粒子離開加速器時的動能增大
C．僅增大兩盒間的電壓，α粒子離開加速器時的動能增大
D．若使用該加速器對質(zhì)子（）加速，要使得質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，只需將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼囊话爰纯?br>（多選）7．（5分）如圖所示是洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)簡圖。勵磁線圈中的電流產(chǎn)生垂直紙面向外的勻強磁場，電子槍發(fā)射的電子，其出射速度與磁場方向垂直（ ）
A．增大電子槍的加速電壓，可以使電子運動徑跡的半徑變小
B．減小電子槍的加速電壓，可以使電子做圓周運動的周期變大
C．增大勵磁線圈中的電流，可以使電子運動徑跡的半徑減小
D．減少勵磁線圈中的電流，可以使電子做圓周運動的周期增大
（多選）8．（5分）如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，電阻R＝3Ω，則下列說法正確的是（ ）
A．圖示位置產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0
B．t＝0.01s時，電流表的示數(shù)為0
C．電阻R兩端電壓為7.5V
D．從圖示時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°時，電阻R中的電流方向?qū)l(fā)生改變
三.實驗題（本題滿分12分，第9題每空2分，第10題每空1分。）
9．（6分）靈敏電流計（俗稱“表頭”）的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，線圈由長而細的銅絲繞制而成，線圈會在均勻輻向磁場中轉(zhuǎn)動，從線圈的偏轉(zhuǎn)角度就能判斷電流的小。靈敏電流計的優(yōu)點是靈敏度高，如希望用它測量較大的流值，就要進行電表的改裝。
（1）當電流流過靈敏電流計的線圈時，線圈因受到 （選填安培力或洛倫茲力）作用而轉(zhuǎn)動。
（2）實際的靈敏電流計，會將線圈繞在鋁框上。簡述鋁框的作用： 。
（3）如圖乙所示，為將內(nèi)阻為980Ω，滿偏電流為2mA的表頭改裝成量程為0.1A的電流表x的阻值為 Ω。
10．（6分）利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差。
（1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的 （選項“甲”或“乙”）；
（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：
A.電壓表（0～15V）
B.電壓表（0～3V）
C.滑動變阻器（0～20Ω）
D.滑動變阻器（0～100Ω）
實驗中電壓表應(yīng)選用 ，滑動變阻器應(yīng)選用 ；（選填相應(yīng)器材前的字母）
（3）某位同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，做出如圖2所示的圖線，根據(jù)所畫圖線可得 V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r＝ Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（4）這位同學對以上實驗進行了誤差分析，其中正確的是 。
A.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電壓表的分流作用
B.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電流表的分壓作用
C.實驗測出的電動勢小于真實值
D.實驗測出的內(nèi)阻大于真實值
四、計算題：（本大題共3個小題，11題14分，12題16分，13題18分，共48分，寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
11．（14分）如圖所示，電阻不計的金屬框?qū)挾葹閘＝0.5m，固定在傾角θ＝53°的斜面上，內(nèi)阻r＝1Ω的電源。金屬框所在的區(qū)域加一磁感應(yīng)強度大小B＝2T的勻強磁場，磁場方向垂直斜面向下?，F(xiàn)把一根質(zhì)量m＝0.5kg的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，當開關(guān)閉合后ab處于靜止狀態(tài)。取重力加速度，g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cs53°＝0.6，求：
（1）金屬桿ab中的電流大小；
（2）金屬桿ab受到的安培力大小；
（3）金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力。
12．（16分）如圖甲所示，電阻R＝6Ω，平行于斜面底邊CD的導(dǎo)體棒AB電阻r＝6Ω，導(dǎo)體棒AB的長度等于導(dǎo)軌寬度為L＝10cm，PQCD區(qū)域內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌的勻強磁場2，勻強磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。導(dǎo)體棒AB在t＝0時由靜止釋放，在t＝1s時進入磁場區(qū)域，并恰好做勻速直線運動2，sin37°＝0.6，不計空氣阻力，求：
（1）導(dǎo)體棒AB釋放處與PQ的距離以及導(dǎo)體棒AB進入磁場時的感應(yīng)電動勢；
（2）在前1.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能。
13．（18分）在平面直角坐標系xOy中，第I象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第IV象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，求
（1）M、N兩點間的電勢差UMN；
（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑r；
（3）粒子從M點運動到P點的總時間t。
2024-2025學年天津市紅橋區(qū)高二（上）期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、單選題（本題共5小題，每小題5分，共25分）
1．（5分）如圖所示，螺線管接通電源后，螺線管中的電流恒定不變，小磁針靜止時N極指向左側(cè)，點為螺線管中軸線上的點。下列說法正確的是（ ）
A．電源的甲端是正極，P點的磁感應(yīng)強度方向向右
B．電源的乙端是正極，P點的磁感應(yīng)強度方向向右
C．電源的甲端是負極，P點的磁感應(yīng)強度方向向左
D．電源的乙端是負極，P點的磁感應(yīng)強度方向向左
【分析】根據(jù)小磁針N極方向為磁場方向，結(jié)合右手螺旋定則判定電流方向。
【解答】解：根據(jù)小磁針靜止時N極的指向為磁場方向，所以螺線管的右端為N極，根據(jù)在磁鐵外部磁感線從N極指向S極，由于右手螺旋定則可知電流方向為甲到乙，故A正確；
故選：A。
【點評】本題考查右手螺旋定則的應(yīng)用，對于磁場方向的規(guī)定，右手螺旋定則等基礎(chǔ)知識要熟練掌握，為以后的學習打下基礎(chǔ)。
2．（5分）電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)具有極其重大的劃時代的歷史意義，它為人類大規(guī)模利用電能，繼而進入電氣化時代奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)于法拉第“磁生電”實驗說法正確的是（ ）
A．閉合開關(guān)時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷開開關(guān)時電流計指針不偏轉(zhuǎn)
B．保持滑動變阻器滑片位置不變，將條形磁體插入螺線管中靜止不動時，電流計指針穩(wěn)定且示數(shù)不為零
C．保持滑動變阻器滑片位置不變，將A通電螺線管抽出B螺線管中時，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D．保持A通電螺線管位置不變，左右移動滑動變阻器滑片，電流計指針不偏轉(zhuǎn)
【分析】產(chǎn)生感應(yīng)的條件是穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中才有感應(yīng)電流。
【解答】解：A、產(chǎn)生感應(yīng)的條件是穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，故A錯誤；
B、保持滑動變阻器滑片位置不變，通過B螺線管的磁通量不變，則電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；
C、保持滑動變阻器滑片位置不變，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，故C正確；
D、保持A通電螺線管位置不變，通過B螺線管的磁通量發(fā)生變化，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題主要考查了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，解題關(guān)鍵是掌握產(chǎn)生感應(yīng)的條件是穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化。
3．（5分）如圖所示，A、B為兩根足夠長的垂直于紙面的通電直導(dǎo)線，導(dǎo)線通有大小相等，在紙面內(nèi)，A、B連線的中點為O點，下列說法正確的是（ ）
A．O點的磁感應(yīng)強度為零
B．C點磁感應(yīng)強度方向沿CO連線背離O點
C．D點磁感應(yīng)強度方向沿DO連線指向O點
D．若在該空間垂直紙面放上一根與A、B電流方向相同的通電直導(dǎo)線，則導(dǎo)線在O處受安培力最大
【分析】根據(jù)安培定則判斷兩根導(dǎo)線在C、D和O三點產(chǎn)生的磁場方向，根據(jù)平行四邊形定則，進行合成，確定大小和方向的關(guān)系。
【解答】解：A．導(dǎo)線通有大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可得，B導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向豎直向上，所以O(shè)點的磁感應(yīng)強度為零；
B．A導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向豎直向下，前者大于后者，故B錯誤；
C．A導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向垂直于AD指向右下方，二者大小相等，故C錯誤；
D．若在該空間垂直紙面放上一根與A，由于O點的磁感應(yīng)強度為零，故D錯誤。
故選：A。
【點評】本題考查安培定則和平行四邊定則的綜合應(yīng)用，注意安培定則的用右手，及與左手定則的區(qū)別，同時明確磁感應(yīng)強度為矢量，應(yīng)根據(jù)平行四邊形定則求解合磁感應(yīng)強度。
4．（5分）如圖所示，一水平導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線正下方有一電子，關(guān)于電子的運動情況，下列說法正確的是（ ）
A．沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小
B．沿路徑b運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大
C．沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越小
D．沿路徑a運動，電子距離導(dǎo)線越近運動半徑越大
【分析】根據(jù)右手螺旋定則，可判斷通電導(dǎo)線下方的磁場方向；由左手定則，可判斷電子受到的洛倫茲力方向，即電子的偏轉(zhuǎn)方向；由洛倫茲力提供向心力，可得到圓周運動半徑與磁感應(yīng)強度的關(guān)系，結(jié)合不同位置處的磁感應(yīng)強度的大小，可判斷其圓周運動軌跡的半徑變化。
【解答】解：CD、根據(jù)右手螺旋定則；由左手定則，即電子的偏轉(zhuǎn)方向向左，故CD錯誤；
AB、由洛倫茲力提供向心力，解得，磁感應(yīng)強度越強，故A正確。
故選：A。
【點評】本題考查帶電粒子受洛倫茲力的運動情況，需要結(jié)合右手螺旋定則和左手定則綜合判斷，注意通電導(dǎo)線周圍的磁場并非勻強磁場，越靠近通電導(dǎo)線，磁場越強。
5．（5分）如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時（ ）
A．A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變大
B．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大
C．A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)變小
D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小
【分析】和閉合電路中的動態(tài)分析類似，可以根據(jù)R3的變化，確定出總電路的電阻的變化，進而可以確定總電路的電流的變化的情況，再根據(jù)電壓不變，來分析其他的元件的電流的變化的情況。
【解答】解：當變阻器的滑動觸頭向下滑動時，導(dǎo)致總電阻變小，電阻R1的電壓變大，總的電壓保持不變，所以通過R2的電流變小，而總電流變大4的電流變大，即A2讀數(shù)變大，總電流變大，所以原線圈的電流也變大1的讀數(shù)變大，故B正確。
故選：B。
【點評】電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法。
二、多選題。（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分）
（多選）6．（5分）回旋加速器的工作原理如圖所示，D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間接交流電源。A處的粒子源產(chǎn)生的α粒子（He）在兩盒之間被電場加速，α粒子進入半圓金屬盒內(nèi)做勻速圓周運動。若忽略α粒子在電場中的加速時間且不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是（ ）
A．α粒子在磁場中運動一周的時間是外接交流電源周期的2倍
B．僅增大金屬盒的半徑，α粒子離開加速器時的動能增大
C．僅增大兩盒間的電壓，α粒子離開加速器時的動能增大
D．若使用該加速器對質(zhì)子（）加速，要使得質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，只需將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼囊话爰纯?br>【分析】根據(jù)粒子在回旋加速器中運動時，圓周運動的周期與交變電流的周期相等；粒子離開回旋加速器時，速度最大，結(jié)合洛倫茲力提供向心力，可得到最大動能表達式，判斷加速電壓、金屬盒半徑是否影響最大動能；由最大動能與周期的關(guān)系，可知若想質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，則交變電源的周期應(yīng)如何變化。
【解答】解：A．為了使粒子進入電場加速，等于帶電粒子在磁場中運動的周期；
BC．對粒子受力分析，得；則最大動能為、磁感線強度B以及電荷的電量q和質(zhì)量m有關(guān)；故僅增大金屬盒的半徑，故B正確；
D．粒子離開加速器時的最大動能，又，故若使用該加速器對質(zhì)子（，要使得質(zhì)子和α粒子離開加速器時的動能相等，可以實現(xiàn)，即。
故選：BD。
【點評】本題考查回旋加速器的應(yīng)用，關(guān)鍵是理解粒子能持續(xù)加速的條件是：粒子圓周運動的周期與交變電流的周期相等。
（多選）7．（5分）如圖所示是洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)簡圖。勵磁線圈中的電流產(chǎn)生垂直紙面向外的勻強磁場，電子槍發(fā)射的電子，其出射速度與磁場方向垂直（ ）
A．增大電子槍的加速電壓，可以使電子運動徑跡的半徑變小
B．減小電子槍的加速電壓，可以使電子做圓周運動的周期變大
C．增大勵磁線圈中的電流，可以使電子運動徑跡的半徑減小
D．減少勵磁線圈中的電流，可以使電子做圓周運動的周期增大
【分析】根據(jù)動能定理表示出加速后獲得的速度，然后根據(jù)洛倫茲力提供向心力推導(dǎo)出半徑的表達式。
【解答】解：A．據(jù)動能定理有
根據(jù)洛倫茲力提供向心力
可得
增大電子槍的加速電壓，可以使電子運動徑跡的半徑變大；
B．電子做圓周運動的周期
與電子速度無關(guān)，即與電子槍的加速電壓無關(guān)；
C．增大勵磁線圈中的電流，根據(jù)
可以使電子運動徑跡的半徑減小，故C正確；
D．減少勵磁線圈中的電流，根據(jù)
使電子做圓周運動的周期增大，故D正確。
故選：CD。
【點評】本題考查了粒子在磁場中運動在實際生活中的應(yīng)用，正確分析出儀器的原理是關(guān)鍵，同時還要明確帶電粒子在磁場中運動時，洛倫茲力充當向心力。
（多選）8．（5分）如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，電阻R＝3Ω，則下列說法正確的是（ ）
A．圖示位置產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0
B．t＝0.01s時，電流表的示數(shù)為0
C．電阻R兩端電壓為7.5V
D．從圖示時刻開始，線圈轉(zhuǎn)過90°時，電阻R中的電流方向?qū)l(fā)生改變
【分析】穿過線圈磁通量最大時，磁通量的變化率最小為零；電流表的示數(shù)為有效值；根據(jù)歐姆定律計算；線圈經(jīng)過中性面時，電流方向改變。
【解答】解：A．圖示位置，但磁通量變化率為0，故A正確；
B．電流表的示數(shù)為電流有效值，電流的瞬時值雖然是零，故B錯誤；
C．由圖乙可知
則電阻R兩端電壓為
故C正確；
D．線圈經(jīng)過中性面位置時，所以從圖示時刻開始，電阻R中的電流方向不發(fā)生改變。
故選：AC。
【點評】掌握中性面的特點，知道電流表示數(shù)指的是有效值。
三.實驗題（本題滿分12分，第9題每空2分，第10題每空1分。）
9．（6分）靈敏電流計（俗稱“表頭”）的結(jié)構(gòu)如圖甲所示，線圈由長而細的銅絲繞制而成，線圈會在均勻輻向磁場中轉(zhuǎn)動，從線圈的偏轉(zhuǎn)角度就能判斷電流的小。靈敏電流計的優(yōu)點是靈敏度高，如希望用它測量較大的流值，就要進行電表的改裝。
（1）當電流流過靈敏電流計的線圈時，線圈因受到 安培力 （選填安培力或洛倫茲力）作用而轉(zhuǎn)動。
（2）實際的靈敏電流計，會將線圈繞在鋁框上。簡述鋁框的作用： 鋁框隨線圈轉(zhuǎn)動時，鋁框內(nèi)的渦流受到的安培力使指針緩慢偏轉(zhuǎn) 。
（3）如圖乙所示，為將內(nèi)阻為980Ω，滿偏電流為2mA的表頭改裝成量程為0.1A的電流表x的阻值為 20 Ω。
【分析】線圈轉(zhuǎn)動是受到安培力的緣故。明確改裝原理，根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律可明確應(yīng)并聯(lián)的電阻。
【解答】解：（1）根據(jù)表頭的工作原理，線圈轉(zhuǎn)動是受到安培力的作用而轉(zhuǎn)動的；
（2）鋁框隨線圈轉(zhuǎn)動時，鋁框內(nèi)的渦流受到的安培力使指針緩慢偏轉(zhuǎn)；
（3）將電流表的量程擴大，應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻
故答案為：（1）安培力；（2）鋁框隨線圈轉(zhuǎn)動時；（3）20。
【點評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻實驗的基本方法和儀表選擇，要注意正確分析實驗原理，掌握串并聯(lián)電路的基本規(guī)律和應(yīng)用即可正確求解。
10．（6分）利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，要求盡量減小實驗誤差。
（1）應(yīng)該選擇的實驗電路是圖1中的 甲 （選項“甲”或“乙”）；
（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：
A.電壓表（0～15V）
B.電壓表（0～3V）
C.滑動變阻器（0～20Ω）
D.滑動變阻器（0～100Ω）
實驗中電壓表應(yīng)選用 B ，滑動變阻器應(yīng)選用 C ；（選填相應(yīng)器材前的字母）
（3）某位同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，做出如圖2所示的圖線，根據(jù)所畫圖線可得 1.49 V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r＝ 0.82 Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（4）這位同學對以上實驗進行了誤差分析，其中正確的是 AC 。
A.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電壓表的分流作用
B.實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差，主要是由于電流表的分壓作用
C.實驗測出的電動勢小于真實值
D.實驗測出的內(nèi)阻大于真實值
【分析】（1）干電池內(nèi)阻較小，應(yīng)采用相對于電源的電流表外接法，可減小實驗誤差；（2）根據(jù)一節(jié)干電池電動勢選擇電壓表；根據(jù)滑動變阻器調(diào)節(jié)作用應(yīng)選擇最大阻值與干電池內(nèi)阻相差不多的滑動變阻器；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出圖像表達式，結(jié)合圖像的斜率求解；
（4）系統(tǒng)誤差來源于電壓表的分流，根據(jù)測量值與真實值的偏差作出真是的電源U﹣I圖像與測量所得的圖像對比分析誤差。
【解答】解：（1）因一節(jié)干電池的內(nèi)電阻較小，若應(yīng)用圖乙實驗電路，圖甲電壓表的分流作用產(chǎn)生的實驗誤差較小。
（2）一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，要求盡量減小實驗誤差。
為了調(diào)節(jié)方便，使電表示數(shù)變化明顯，故選C。
（3）由閉合電路歐姆定律可得：U＝E﹣Ir
由上式可知U﹣I圖像的縱軸截距等于電動勢，則有：b＝E＝2.49V
U﹣I圖像的斜率絕對值等于內(nèi)阻，則有：
（4）由甲電路圖可知，實驗誤差來源于電壓表的分流V，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：
變形可得：
可知U﹣I圖像的縱軸截距為：
U﹣I圖像的斜率絕對值為：，故BC錯誤。
故選：AC。
故答案為：（1）甲；（2）B、C、5.82。
【點評】本題考查了應(yīng)用了伏安法測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗。掌握實驗原理是解題的前提，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達式，根據(jù)圖象的斜率與截距求出電源電動勢與內(nèi)阻。
四、計算題：（本大題共3個小題，11題14分，12題16分，13題18分，共48分，寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）
11．（14分）如圖所示，電阻不計的金屬框?qū)挾葹閘＝0.5m，固定在傾角θ＝53°的斜面上，內(nèi)阻r＝1Ω的電源。金屬框所在的區(qū)域加一磁感應(yīng)強度大小B＝2T的勻強磁場，磁場方向垂直斜面向下?，F(xiàn)把一根質(zhì)量m＝0.5kg的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，當開關(guān)閉合后ab處于靜止狀態(tài)。取重力加速度，g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cs53°＝0.6，求：
（1）金屬桿ab中的電流大小；
（2）金屬桿ab受到的安培力大小；
（3）金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力。
【分析】（1）由閉合電路的歐姆定律計算電流大小；
（2）根據(jù)安培力公式計算安培力大?。?br>（3）對金屬桿，根據(jù)平衡條件計算摩擦力大小和方向，由牛頓第三定律計算金屬桿對導(dǎo)軌的摩擦力的大小和方向。
【解答】解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，解得：；
（2）根據(jù)安培力的表達式可得金屬桿ab受到的安培力大小為：F安＝BIl＝2×3×3.5N＝3N；
（3）對金屬桿ab受力分析如圖所示：
根據(jù)沿斜面方向受力平衡可得：mgsinθ＝F安+f，解得：f＝mgsinθ﹣F安＝3.5×10×0.2N﹣3N＝1N，方向沿斜面向上，金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力大小為2N。
答：（1）金屬桿ab中的電流大小為3A；
（2）金屬桿ab受到的安培力大小為3N；
（3）金屬桿ab給導(dǎo)軌的摩擦力為8N，方向沿斜面向下。
【點評】本題考查了磁場對電流的作用，根據(jù)題意分析清楚金屬棒的受力情況是解題的前提，應(yīng)用閉合電路的歐姆定律、安培力公式與平衡條件即可解題；解題時注意討論摩擦力的方向，這是易錯點。
12．（16分）如圖甲所示，電阻R＝6Ω，平行于斜面底邊CD的導(dǎo)體棒AB電阻r＝6Ω，導(dǎo)體棒AB的長度等于導(dǎo)軌寬度為L＝10cm，PQCD區(qū)域內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌的勻強磁場2，勻強磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。導(dǎo)體棒AB在t＝0時由靜止釋放，在t＝1s時進入磁場區(qū)域，并恰好做勻速直線運動2，sin37°＝0.6，不計空氣阻力，求：
（1）導(dǎo)體棒AB釋放處與PQ的距離以及導(dǎo)體棒AB進入磁場時的感應(yīng)電動勢；
（2）在前1.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能。
【分析】（1）0﹣1s內(nèi)導(dǎo)體棒上有感應(yīng)電流，但不受安培力，在PQ之前做勻加速直線運動，由1s時的速度求出進入磁場時的感應(yīng)電勢；
（2）0﹣1s內(nèi)由乙圖，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢，根據(jù)焦耳定律求出1s內(nèi)的內(nèi)能，第1～1.5s秒內(nèi)導(dǎo)體棒做勻速運動，根據(jù)第一問感應(yīng)電動勢求出這一階段的內(nèi)能，兩階段相加即可。
【解答】解：（1）AB未進入磁場時，不受安培力作用
下滑的時間為1s，則下滑位移為
解得x1＝5m
即AB釋放處與PQ的距離為3m；AB進入磁場時速度為
v＝a1t
AB進入磁場時感應(yīng)電動勢為
E＝BLv，
解得v＝4.2V
（2）第1s內(nèi)電路中的感應(yīng)電動勢
產(chǎn)生的熱量
第1～1.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量
前2.5s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能為
Q＝Q1+Q4
解得Q＝0.09J
答：（1）導(dǎo)體棒AB釋放處與PQ的距離等于3m，導(dǎo)體棒AB進入磁場時的感應(yīng)電動勢等于5.2V；
（2）在前1.4s內(nèi)電路中產(chǎn)生的內(nèi)能等于0.09J。
【點評】本題重點考查對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用、電路結(jié)構(gòu)和電能的計算以及對題目的分析。
13．（18分）在平面直角坐標系xOy中，第I象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第IV象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，求
（1）M、N兩點間的電勢差UMN；
（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑r；
（3）粒子從M點運動到P點的總時間t。
【分析】（1）粒子垂直于電場進入第一象限，粒子做類平拋運動，由到達N的速度方向可利用速度的合成與分解得知此時的速度，在應(yīng)用動能定理即可求得電場中MN兩點間的電勢差。
（2）粒子以此速度進入第四象限，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，先畫出軌跡圖，找出半徑；利用洛倫茲力提供向心力的公式，可求出在磁場中運動的半徑。
（3）粒子的運動分為兩部分，一是在第一象限內(nèi)做類平拋運動，二是在第四象限內(nèi)做勻速圓周運動，分段求出時間，相加可得總時間。
【解答】解：（1）粒子在第一象限內(nèi)做類平拋運動，進入第四象限做勻速圓周運動，有
得：v＝2v7
粒子從M點到N點的過程，由動能定理有：
解得：
（2）粒子在磁場中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運動（如圖所示），半徑為O′N
解得：
（3）由幾何關(guān)系得：
ON＝rsinθ
設(shè)粒子在電場中運動的時間為t3，則有：
ON＝v0t1
粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為：
設(shè)粒子在磁場中運動的時間為t3，有：
得：
運動的總時間為：
t＝t4+t2
即：
答：（1）M、N兩點間的電勢差；
（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑為；
（3）粒子從M點運動到P點的總時間為。
【點評】該題考查了電場和磁場邊界問題，不同場的分界面上，既是一種運動的結(jié)束，又是另一種運動的開始，尋找相關(guān)物理量尤其重要。
粒子在電場中運動偏轉(zhuǎn)時，常用能量的觀點來解決問題，有時也要運用運動的合成與分解。
點粒子做勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間的確定也是本題的一個考查重點
圓心的確定：因洛倫茲力提供向心力，洛倫茲力總垂直于速度，畫出帶電粒子運動軌跡中任意兩點（一般是射入磁場和射出磁場的兩點）洛倫茲力的方向，其延長的交點即為圓心。或射入磁場和射出磁場的兩點間弦的垂直平分線與一半徑的交點即為圓心。
半徑的確定：半徑一般都在確定圓心的基礎(chǔ)上用平面幾何知識求解，常常是解直角三角形。
運動時間的確定：利用圓心與弦切角的關(guān)系計算出粒子所轉(zhuǎn)過的圓心角θ的大小，用公式可求出運動時間。
再者就是要正確畫出粒子運動的軌跡圖，能熟練的運用幾何知識解決物理問題。
題號
1
2
3
4
5
答案
A
C
A
A
B

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