2010-2011学年安徽省安庆市怀宁中学高二（下）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应定律
B．洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律

2. 难度：中等

两根平行放置的长直导线a和b通有大小分别为I和2I、方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力为零，则此时b受到的磁场力大小为（ ）
A．F
B．2F
C．3F
D．4F

3. 难度：中等

如图所示，两块水平放置的平行金属板间距为d；定值电阻的阻值为R，竖直放置的线圈匝数为n，绕制线圈的导线的电阻也为R，其它导线的电阻忽略不计，竖直向上的磁场B穿过线圈，在两极板中一个质量为m、电荷量为q的带正电的油滴恰好处于静止状态，则磁场B的变化情况是（ ）

A．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为
B．均匀减小，在线圈中的磁通量变化率的大小为
C．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为
D．均匀增大，在线圈中的磁通量变化率的大小为

4. 难度：中等

一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（ ）
A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上
D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势

5. 难度：中等

如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D₁、D₂是两个规格相同的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法中正确的是（ ）
A．刚闭合S的瞬间，通过D₁、D₂的电流大小相等
B．刚闭合S的瞬间，通过D₁、D₂的电流大小不等
C．闭合S待电路达到稳定后，D₁熄灭，D₂比S刚闭合时亮
D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开的瞬间，D₁不立即熄灭，D₂立即熄灭

6. 难度：中等

如图甲所示，一矩形线圈位于随时间t变化的匀强磁场中，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示．以i表示线圈中的感应电流，以图甲中线圈上箭头所示方向为电流正方向，以垂直纸面向里的磁场方向为正，则以下的i-t图象中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

7. 难度：中等

如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（ ）

A．棒的机械能增加量
B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量
D．电阻R上放出的热量

8. 难度：中等

如图所示，在Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在着匀强电场E或匀强磁场B，也可能两者都存在．现有一质量为m、电荷量为q的正点电荷沿z轴正方向射入此空间，发现它做速度为v的匀速直线运动．若不计此点电荷的重力，则下列关于电场E和磁场B的分布情况中有可能的是（ ）

A．E≠0，B=0，且E沿z轴正方向或负方向
B．E=0，B≠0，且B沿x轴正方向或负方向
C．E≠0，B≠0，B沿x轴正方向，E沿y轴正方向
D．E≠0，B≠0，B沿x轴正方向，E沿y轴负方向

9. 难度：中等

如图所示，用一块金属板折成横截面为“⊂”形的金属槽磁感应强度为B的匀强磁场中，并以速度v₁向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速度是v₂，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为（ ）

A．，
B．，
C．，
D．，

10. 难度：中等

如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（ ）
A．变大
B．变小
C．不变
D．条件不足，无法判断

二、填空题

11. 难度：中等

如图，在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的正离子，速率都为v．对哪些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x=    ，最大y=    ．

12. 难度：中等

如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感强度为B．已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周运动的半径R=   
．

13. 难度：中等

电磁流量计如图所示，用非磁性材料做成的圆管道，外加一匀强磁场．当管道中导电液体流过此区域时，测出管壁上a、b两点间的电动势为E，就可知道管中液体的流量Q，即单位时间内流过管道横截面的液体体积（m³/s）．已知管道直径为D，磁场的磁感应强度为B，则Q与E间的关系为    ．

三、解答题

14. 难度：中等

如图，边长为a、电阻为R的正方形线圈在水平外力的作用下以速度v匀速穿过宽为b的有界的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，从线圈开始进入磁场到线圈刚离开磁场的过程中，外力做功为W．若a＞b，则W=______，若a＜b，则W=______．

15. 难度：中等

如图所示，n=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20cm，bc=25cm，放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动，转动角速度ω=50rad/s，线圈的总电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω．
试求：
（1）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势的大小．
（2）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量．

16. 难度：中等

图中左边有一对平行金属板，两板相距为d．电压为V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里．图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里．一电荷量为q的正离子沿平行于全属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区城边界上的G点射出．已知弧所对应的圆心角为θ，不计重力．求
（1）离子速度的大小；
（2）离子的质量．

17. 难度：中等

在竖直面内有两平行金属导轨AB、CD，间距为L，金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动．棒与导轨垂直，并接触良好．它们的电阻均可不计．导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B．导轨右边与电路连接．电路中的三个定值电阻R₁、R₂、R₃阻值分别为2R、R和0.5R．在BD间接有一水平放置的平行板电容器C，极板间距离为d．
（1）当ab以速度v匀速向左运动时，电容器中质量为m的带电微粒恰好静止．试判断微粒的带电性质，及带电量的大小．
（2）当ab棒以某一速度沿导轨匀速运动时，发现带电微粒从两极板中间由静止开始向下运动，历时t=2×10^-2 s到达下极板，已知电容器两极板间距离d=6×10^-3m，求ab棒的速度大小和方向．（g=10m/s²）

18. 难度：中等

如图所示，水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10^-5C的小球，小球的直径比管的内径略小．在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B₁=15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B₂=5T的匀强磁场．现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力F_N随高度h变化的关系如图所示．g取10m/s²，π取3.14，不计空气阻力．求：
（1）小球刚进入磁场B₁时的加速度大小a；
（2）绝缘管的长度L；
（3）小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离△x．