资源简介

模块综合试卷(一)
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2024·内江市资中县第二中学月考)关于电磁波，下列说法中正确的是 (　　)
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
2.(2024·成都市第七中学高二月考)“南鲲号”被称为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是 (　　)
A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
C.线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻
D.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
3.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则 (　　)
A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
4.(2024·德阳市高二期末)水平架设的三根绝缘超高压输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图(a)所示，电缆线M在最上方，两根电缆线P、Q在下方，且位于同一水平高度处，△PQM为等腰三角形，MQ=MP，O点是P、Q连线的中点，电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内，其二维平面图如图(b)所示，忽略地磁场，下列说法正确的是 (　　)
A.输电线缆M、P相互吸引
B.输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C.输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D.O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
5.(2024·宜宾市兴文第二中学高二月考)如图所示的电路中，A1与A2是完全相同的灯泡，电阻均为R，自感线圈直流电阻rA.闭合开关后，A2立即亮，A1逐渐亮
B.闭合开关后，A1立即亮，A2逐渐亮
C.断开开关的瞬间，有电流流过A2，方向向左
D.断开开关的瞬间，有电流流过A1，方向向右
6.如图所示，边长为L的正方形CDEF区域内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，对角线CE和DF的交点为P，在P点处有一离子源，可以连续不断地向纸面内各方向发射出正离子。已知离子的质量为m、电荷量为q，不计离子重力及离子间的相互作用。则离子不可能射出正方形区域的发射速率v应满足 (　　)
A.0C.07.如图甲所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L。一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行。线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示，则线框从磁场穿出过程中感应电流i随时间t变化的图像可能是 (　　)
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.图甲所示为扬声器的实物图，图乙为剖面图，线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动发出声音。俯视图丙表示处于辐射状磁场中的线圈，磁场方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是 (　　)
A.环形磁体产生的磁感线是不闭合的
B.图丙中，线圈上各点的磁感应强度不同
C.当电流方向改变时，线圈所受安培力方向一定改变
D.图丙中当电流沿逆时针方向时，对应图乙中线圈所受安培力方向竖直向上
9.(2024·四川省泸县第五中学高二月考)在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=R3=20 Ω，电表为理想电表。已知电阻R2中电流i随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是 (　　)
A.R1的阻值为100 Ω
B.电压表的示数为200 V
C.变压器传输的电功率为40 W
D.若拆除R2支路，电压表示数会减小
10.(2024·重庆市九龙坡区高二期末)如图为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：粒子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速电压为U；静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐向的电场，中心线处的电场强度大小相等；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由粒子源发出一个质量为m的带电粒子b(粒子的初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器(进入收集器时速度方向与O2P平行)，O2Q的距离为d。下列说法正确的是 (　　)
A.磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向外
B.静电分析器中心线处的电场强度E=
C.不同种类的带电粒子，通过静电分析器的时间相同
D.与带电粒子b比荷相同的正电粒子都能进入收集器，且在磁分析器中的时间相同
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)(2024·泸州市高二期末)某学习小组做探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
(1)(2分)关于变压器的认识，下列说法正确的是　　　　　。
A.变压器正常工作时原、副线圈中电流的频率不同
B.变压器的铁芯起到的作用是导磁
C.为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源
(2)(2分)如图甲所示，该小组同学将原线圈接交流电源，副线圈接小灯泡，缓缓移动铁芯横条直至使铁芯完全闭合，观察发现，小灯泡　　　　　　(选填“由亮变暗”“由暗变亮”或“亮度不变”)。
(3)(2分)该小组同学将原线圈接在交流电源U1上，将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图乙所示(周期未发生变化)，在保证安全的前提下，该同学在t1~t2时间内可能进行了下面哪个操作　　　　　　(选填选项前的字母)
A.减少了原线圈的匝数
B.减少了副线圈的匝数
C.增加了交流电源的频率
12.(8分)(2024·成都第七中学高二月考)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)(2分)将图中所缺导线补接完整。
(2)(2分)用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在开关闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针　　　　(填“向左偏”“向右偏”或“不偏”)
(3)(4分)在开关闭合状态下，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为　　　　(填引力或斥力)，线圈B对线圈A做　　　　功(填正或负)，实现了能量的转化。
13.(10分)如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动。线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量为Q。已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R。求：
(1)(4分)线圈转动的角速度大小；
(2)(2分)线圈从图示位置转过时，产生的感应电动势的瞬时值；
(3)(4分)线圈从图示位置转过的过程中，产生的感应电动势的平均值。
14.(12分)(2024·成都市外国语学校高二期末)如图所示，e1f1g1和e2f2g2是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，其中f1g1和f2g2为轨道的水平部分，e1f1和e2f2是倾角θ=37°的倾斜部分。在f1f2右侧空间中存在磁感应强度大小B=2 T，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量m=1 kg、单位长度电阻值R0=10 Ω/m的导体棒ab置于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度h=5 cm，另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上，导轨间距均为L=8 cm。t=0时，导体棒ab从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，ab、cd棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取10 m/s2。求：
(1)(5分)ab棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；
(2)(3分)两导体棒的最终速度大小；
(3)(4分)从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。
15.(18分)(2024·德阳市高二期末)如图所示，在y<0的区域内存在一定高度范围的、沿x轴正方向的匀强电场，在y>0的区域内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在电场下边缘有一粒子源S，某时刻，粒子源沿y轴正方向发射出一质量为m、带正电的粒子a，已知粒子a进入电场时的速度为v0，进入磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为θ=60°，在粒子a进入磁场的同时，另一不带电粒子b也经x轴进入磁场，运动方向与粒子a进入磁场的方向相同，在粒子a没有离开磁场时，两粒子恰好发生正碰(碰撞前的瞬间，粒子a、粒子b的速度方向相反)，不计两粒子的重力。求：
(1)(4分)电场力对粒子a所做的功；
(2)(5分)碰撞前粒子b的速度大小；
(3)(9分)若两粒子碰后结合成粒子c，结合过程不损失质量和电荷量，且从a粒子进入磁场的位置向左沿x轴负方向放置有无限长的吸收板(粒子c碰上吸收板后立即被吸收而不再运动)，经过分析可知无论b粒子的质量怎么取值，吸收板上都有两段区域总是粒子c不能到达的，请你计算出这两段区域长度的比值大小，并分析出要能够使粒子c到达吸收板，粒子b的质量所要满足的条件。
答案精析
1.B　［均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，选项A错误；麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，选项B正确；电磁波可以在真空中传播，选项C错误；各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同，等于光速，选项D错误。］
2.D　［线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，选项A错误；根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，选项B错误；线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面时电流方向改变，则图示位置不是电流变向的时刻，选项C错误；根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的线圈受到的安培力方向向上，选项D正确。］
3.D　［根据楞次定律“增反减同”可知导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d→a，故A、B错误；根据“来拒去留”可知导线框离开磁场时受到水平向左的安培力，导线框进入磁场时受到水平向左的安培力，故C错误，D正确。］
4.D　［由左手定则及安培定则可知输电线缆M、P相互排斥，A错误；由左手定则及安培定则可知输电线缆M所受安培力的方向竖直向上，B错误；输电线缆M在O点处产生的磁场方向由Q指向P，C错误；由安培定则及磁场的叠加可知P、Q在O点处的合磁场为0，O点处的磁场方向与输电线缆M在O点处产生的磁场方向相同，由Q指向P，D正确。］
5.B　［闭合开关后，A1立即亮，由于线圈的自感，含A2的这条支路电流会慢慢增大，A2逐渐亮，故A错误，B正确；断开开关的瞬间，由于线圈的自感，电流会慢慢减小，A1和A2都有电流流过，根据楞次定律可知，A2的电流向右，A1的电流向左，故C、D错误。］
6.D　［离子在磁场中恰好不射出的轨迹如图所示，
根据几何知识可知，其轨迹半径为R=，
因为qvB=m，
所以有v==，
所以离子不从磁场射出的速率需要满足07.B　［由题意可知，线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如题图乙所示，由法拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁场，由于L>2a，当线框完全进入磁场后，因穿过线框的磁通量不变，则没有感应电流，线框只受重力作用，做匀加速运动，线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场时的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场时的感应电流大于进磁场时的感应电流，导致出磁场时受到的安培力大于重力，则线框做减速运动，根据牛顿第二定律有BiL-mg=ma，i=，则线框做加速度减小的减速运动，故B正确，A、C、D错误。］
8.BC　［磁感线是闭合的曲线，故A错误；磁感应强度是矢量，线圈上各点的磁感应强度大小相等，方向不同，故B正确；安培力方向由磁场方向和电流方向共同决定，只有电流方向改变时，安培力方向一定改变，故C正确；根据左手定则可判定，电流沿逆时针方向时线圈所受安培力方向竖直向下，故D错误。］
9.ACD　［根据题图乙可知通过电阻R2电流的最大值为Im= A，则有效值为I2==1 A，根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为I2+I3=2 A，根据理想变压器电流与线圈匝数关系有=，解得I1=0.2 A，根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为U2=I2R2=20 V，根据理想变压器电压与线圈匝数关系有=，解得U1=200 V，则电压表的示数为UV=U0-U1=20 V，则R1==100 Ω，故A正确，B错误；变压器传输的电功率为P=U1I1=40 W，故C正确；若拆除R2支路，则I3'会减小，通过原线圈的电流减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。］
10.ABD　［从粒子在静电分析器中的运动可以分析出粒子带正电，进入磁场后最终要运动到收集器中，所以在P点受力向下，根据左手定则，可判断出磁场的方向为垂直纸面向外，A正确；静电分析器中，电场力提供向心力，有Eq=m，在加速电场中，根据动能定理，有Uq=mv2，联立解得E=，B正确；静电分析器中，运动周期为T==2πR，粒子通过静电分析器的时间为t==，由于不同的粒子比荷不一定相同，所以通过静电分析器的时间不一定相同，C错误；能进入收集器中的粒子，在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有Bvq=m，解得r=，在加速电场中，根据动能定理，有Uq=mv2，联立解得r=，可知，比荷相同的粒子在磁场中轨道半径相同，粒子b能进入收集器，与带电粒子b比荷相同的正电粒子都能进入收集器。在磁场中运动的周期为T'==，在磁场中运动的时间为t'==，比荷相同的粒子运动时间相同，D正确。］
11.（1）B　（2）由暗变亮　（3）A
解析　（1）变压器正常工作时原、副线圈中电流的频率相同，选项A错误；变压器的铁芯起到的作用是导磁，选项B正确；为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，选项C错误。
（2）该小组同学将原线圈接交流电源，副线圈接小灯泡，缓缓移动铁芯横条直至使铁芯完全闭合，则穿过副线圈的磁通量损失越来越小，感应电动势会越来越大，则观察发现，小灯泡由暗变亮。
（3）由题图乙可知，副线圈电压最大值变大，根据=，可知可能是副线圈匝数变大，也可能是原线圈匝数减小了，但是交流电源的频率没变。
12.（1）见解析图　（2）向左偏　（3）斥力　负
解析　（1）探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、线圈A组成闭合电路，灵敏电流计与线圈B组成另一个闭合电路，实物电路图如图所示。
（2）在闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增大，如果发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈B的磁通量增大时灵敏电流计指针向右偏转。那么在开关闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，滑动变阻器的阻值调大，流过线圈A的电流减小，线圈A中电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转。
（3）在开关闭合状态下，将原线圈A向下插入B中，依据来拒去留原则，线圈B对线圈A的作用力为斥力。线圈B对线圈A的作用力方向与线圈A的方向相反，线圈B对线圈A做负功。
13.（1）　（2）　（3）
解析　（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值为E=BL2ω
线圈从题图所示位置转过一周所用的时间t=T=
所以热量Q=t=
解得：ω=
（2）线圈从题图所示位置开始转过时，线圈产生的感应电动势的瞬时值：e=BL2ωsin
解得：e=
（3）线圈从题图所示位置转过的过程中，线圈内磁通量的变化量为ΔΦ=BL2
所用的时间为t1=
线圈产生的感应电动势的平均值
==。
14.（1）0.1 A　（2）0.5 m/s　（3）3.125 C
解析　（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有
mgh=mv2
切割产生的感应电动势为E=BLv
根据闭合电路欧姆定律，有I=
其中R=L×10-2·R0=0.8 Ω
联立解得v=1 m/s
E=0.16 V
I=0.1 A
（2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得mv=2mv共
解得v共=0.5 m/s
（3）从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，对ab导体棒，由动量定理得
-BLI·Δt=m（v共-v）
即-BLq=m（v共-v）
代入数据解得q=3.125 C
15.（1）m　（2）　（3）PQ∶MN=1∶1，mb≤πm或mb≥πm
解析　（1）设粒子a进入磁场时的速度为v，则vsin θ=v0
解得v=v0
由动能定理得，电场力做的功
W=mv2-m
解得W=m
（2）两粒子的运动轨迹大致如图甲所示（b粒子的出发点不一定在坐标原点且对答案无影响），设a粒子的圆周半径为r，由等时性=
解得vb=
（3）设碰后c粒子的速度vc，半径为rc，那么对粒子a在磁场中匀速圆周运动qBv=m
对粒子c在磁场中匀速圆周运动qBvc=（m+mb）
讨论：
①若vc沿粒子a的方向，则
mv-mbvb=（m+mb）vc
欲使粒子能到达吸收板，则必须
rc+≥2r
解得mb≤πm
粒子c不可能到达的区域长度PQ=r
②若vc沿粒子b的方向，则mbvb-mv=（m+mb）vc
欲使粒子c能到达吸收板，则必须≥rc+2r
解得mb≥πm
粒子c不可能到达的区域长度MN=r
综上所述，粒子c所不能到达的两端区域长度之比PQ∶MN=1∶1
粒子c能到达吸收板，粒子b的质量须满足mb≤πm或mb≥πm(共52张PPT)
模块综合试卷(一)
一、单项选择题
1.(2024·内江市资中县第二中学月考)关于电磁波，下列说法中正确的是
A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的
存在
C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，选项A错误；
麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，选项B正确；
电磁波可以在真空中传播，选项C错误；
各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同，等于光速，选项D错误。
13
14
15
2.(2024·成都市第七中学高二月考)“南鲲号”被称为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是
A.线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通
量最大
B.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端
电势
C.线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻
D.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
线圈转动到如图所示位置时穿过线圈
的磁通量为零，最小，选项A错误；
根据右手定则可知，线圈转动到如图
所示位置时a端电势高于b端电势，选项B错误；
线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面时电流方向改变，则图示位置不是电流变向的时刻，选项C错误；
根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的线圈受到的安培力方向向上，选项D正确。
3.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则
A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→
c→d→a
B.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→
c→b→a
C.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
根据楞次定律“增反减同”可知导线框进入
磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导
线框离开磁场时感应电流方向为a→b→c→d
→a，故A、B错误；
根据“来拒去留”可知导线框离开磁场时受到水平向左的安培力，导线框进入磁场时受到水平向左的安培力，故C错误，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4.(2024·德阳市高二期末)水平架设的三根绝缘超高压输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图(a)所示，电缆线M在最上方，两根电缆线P、Q在下方，且位于同一水平高度处，△PQM为等腰三角形，MQ=MP，O点是P、Q连线的中点，电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内，其二维平面图如图(b)所示，忽略地磁场，下列说法正确的是
A.输电线缆M、P相互吸引
B.输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C.输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D.O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由左手定则及安培定则可知输电线缆M、
P相互排斥，A错误；
由左手定则及安培定则可知输电线缆M
所受安培力的方向竖直向上，B错误；
输电线缆M在O点处产生的磁场方向由Q指向P，C错误；
由安培定则及磁场的叠加可知P、Q在O点处的合磁场为0，O点处的磁场方向与输电线缆M在O点处产生的磁场方向相同，由Q指向P，D正确。
5.(2024·宜宾市兴文第二中学高二月考)如图所示的电路中，A1与A2是完全相同的灯泡，电阻均为R，自感线圈直流电阻rA.闭合开关后，A2立即亮，A1逐渐亮
B.闭合开关后，A1立即亮，A2逐渐亮
C.断开开关的瞬间，有电流流过A2，方向向左
D.断开开关的瞬间，有电流流过A1，方向向右
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
闭合开关后，A1立即亮，由于线圈的自感，含A2的
这条支路电流会慢慢增大，A2逐渐亮，故A错误，
B正确；
断开开关的瞬间，由于线圈的自感，电流会慢慢减小，A1和A2都有电流流过，根据楞次定律可知，A2的电流向右，A1的电流向左，故C、D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6.如图所示，边长为L的正方形CDEF区域内有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，对角线CE和DF的交点为P，在P点处有一离子源，可以连续不断地向纸面内各方向发射出正离子。已知离子的质量为m、电荷量为q，不计离子重力及离子间的相互作用。则离子不可能射出正方形区域的发射速率v应满足
A.0C.0√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
离子在磁场中恰好不射出的轨迹如图所示，
根据几何知识可知，其轨迹半径为R=，
因为qvB=m，
所以有v==，
所以离子不从磁场射出的速率需要满足07.如图甲所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁
场的上下边界，磁场宽度为L。一个边长为a的
正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落，运动过
程中上下两边始终与磁场边界平行。线框进入
磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如图乙所示，则线框从磁场穿出过程中感应电流i随时间t变化的图像可能是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由题意可知，线框进入磁场过程中感应电
流i随时间t变化的图像如题图乙所示，由法
拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁
场，由于L>2a，当线框完全进入磁场后，因
穿过线框的磁通量不变，则没有感应电流，线框只受重力作用，做匀加速运动，线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场时的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场时的感应电流大于进磁场时的感应电流，导致出磁场时受到的安培力大于重力，则线框做减速运动，
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据牛顿第二定律有BiL-mg=ma，i=，则线框做加速度减小的减速运动，故B正确，A、C、D错误。
二、多项选择题
8.图甲所示为扬声器的实物图，图乙为剖面图，线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动发出声音。俯视图丙表示处于辐射状磁场中的线圈，磁场方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是
A.环形磁体产生的磁感线是不闭合的
B.图丙中，线圈上各点的磁感应强度不同
C.当电流方向改变时，线圈所受安培力方
向一定改变
D.图丙中当电流沿逆时针方向时，对应图乙中线圈所受安培力方向竖直向上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
磁感线是闭合的曲线，故A错误；
磁感应强度是矢量，线圈上各点的
磁感应强度大小相等，方向不同，
故B正确；
安培力方向由磁场方向和电流方向共同决定，只有电流方向改变时，安培力方向一定改变，故C正确；
根据左手定则可判定，电流沿逆时针方向时线圈所受安培力方向竖直向下，故D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
9.(2024·四川省泸县第五中学高二月考)在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=R3=20 Ω，电表为理想电表。已知电阻R2中电流i随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是
A.R1的阻值为100 Ω
B.电压表的示数为200 V
C.变压器传输的电功率为40 W
D.若拆除R2支路，电压表示数会减小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根据题图乙可知通过电阻R2电流的
最大值为Im= A，则有效值为I2=
=1 A，根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为I2+I3=2 A，
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有=，解得I1=0.2 A，根据
欧姆定律可知副线圈两端的电压为U2=I2R2=20 V，根据理想变压器电
压与线圈匝数关系有=，解得U1=200 V，则电压表的示数为UV=
U0-U1=20 V，则R1==100 Ω，故A正确，B错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
变压器传输的电功率为P=U1I1=40 W，故C正确；
若拆除R2支路，则I3'会减小，通过原线圈的电流减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。
10.(2024·重庆市九龙坡区高二期末)如图为一种质谱
仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：
粒子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集
器。加速电场的加速电压为U；静电分析器通道中心
线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐向的电场，中心线处的电场强度大小相等；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由粒子源发出一个质量为m的带电粒子b(粒子的初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器(进入收集器时速度方向与O2P平行)，O2Q的距离为d。下列说法正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A.磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向外
B.静电分析器中心线处的电场强度E=
C.不同种类的带电粒子，通过静电分析器的时间相同
D.与带电粒子b比荷相同的正电粒子都能进入收集器，且在磁分析器中的
时间相同
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
从粒子在静电分析器中的运动可以分析出
粒子带正电，进入磁场后最终要运动到收
集器中，所以在P点受力向下，根据左手定
则，可判断出磁场的方向为垂直纸面向外，
A正确；
静电分析器中，电场力提供向心力，有Eq=m，在加速电场中，根据动能定理，有Uq=mv2，联立解得E=，B正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
静电分析器中，运动周期为T==
2πR，粒子通过静电分析器的时
间为t==，由于不同的粒子比荷不一定相同，所以通过静电
分析器的时间不一定相同，C错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
能进入收集器中的粒子，在磁场中由洛伦兹
力提供向心力，有Bvq=m，解得r=，在
加速电场中，根据动能定理，有Uq=mv2，联
立解得r=，可知，比荷相同的粒子在磁场中轨道半径相同，粒子b
能进入收集器，与带电粒子b比荷相同的正电粒子都能进入收集器。在磁
场中运动的周期为T'==，在磁场中运动的时间为t'==，比荷相
同的粒子运动时间相同，D正确。
三、非选择题
11.(2024·泸州市高二期末)某学习小组做探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
(1)关于变压器的认识，下列说法正确的是　　。
A.变压器正常工作时原、副线圈中电流的频率不同
B.变压器的铁芯起到的作用是导磁
C.为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
变压器正常工作时原、副线圈中电流的频率相同，选项A错误；
变压器的铁芯起到的作用是导磁，选项B正确；
为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，选项C错误。
(2)如图甲所示，该小组同学将原线圈接交流电源，副线圈接小灯泡，缓缓移动铁芯横条直至使铁芯完全闭合，观察发现，小灯泡　　　　　(选填“由亮变暗”
“由暗变亮”或“亮度不变”)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由暗变亮
该小组同学将原线圈接交流电源，副线圈接小灯泡，缓缓移动铁芯横条直至使铁芯完全闭合，则穿过副线圈的磁通量损失越来越小，感应电动势会越来越大，则观察发现，小灯泡由暗变亮。
(3)该小组同学将原线圈接在交流电源U1上，将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图乙所示(周期未发生变化)，在保证安全的前提下，该同学在t1~t2时间内可能进行了下面哪个操作　　(选填选项前的字母)
A.减少了原线圈的匝数
B.减少了副线圈的匝数
C.增加了交流电源的频率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由题图乙可知，副线圈电压最大值变大，根据=，
可知可能是副线圈匝数变大，也可能是原线圈匝数减小了，但是交流电源的频率没变。
12.(2024·成都第七中学高二月考)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补接完整。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　见解析图　
探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、
开关、滑动变阻器、线圈A组成闭合电路，灵
敏电流计与线圈B组成另一个闭合电路，实物
电路图如图所示。
(2)用此装置研究感应电流方向时：将原线圈A插入副线圈B后，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么在开关闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针　　　　(填“向左偏”“向右偏”或“不偏”)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
向左偏
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
在闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增大，如
果发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明
穿过线圈B的磁通量增大时灵敏电流计指针向
右偏转。那么在开关闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，滑动变阻器的阻值调大，流过线圈A的电流减小，线圈A中电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转。
(3)在开关闭合状态下，将原线圈A向下插入B中，线圈B对线圈A的作用力为　　　(填引力或斥力)，线圈B对线圈A做　　功(填正或负)，实现了能量的转化。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
斥力
负
在开关闭合状态下，将原线圈A向下插入B中，依据来拒去留原则，线圈B对线圈A的作用力为斥力。线圈B对线圈A的作用力方向与线圈A的方向相反，线圈B对线圈A做负功。
13.如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动。线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量为Q。已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R。求：
(1)线圈转动的角速度大小；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值为E=BL2ω
线圈从题图所示位置转过一周所用的时间t=T=
所以热量Q=t=
解得：ω=
(2)线圈从图示位置转过时，产生的感应电动势的瞬时值；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　　
线圈从题图所示位置开始转过时，
线圈产生的感应电动势的瞬时值：e=BL2ωsin
解得：e=
(3)线圈从图示位置转过的过程中，产生的感应电动势的平均值。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　
线圈从题图所示位置转过的过程中，
线圈内磁通量的变化量为ΔΦ=BL2
所用的时间为t1=
线圈产生的感应电动势的平均值==。
14.(2024·成都市外国语学校高二期末)如图所示，
e1f1g1和e2f2g2是两根足够长且电阻不计的固定光
滑平行金属轨道，其中f1g1和f2g2为轨道的水平部
分，e1f1和e2f2是倾角θ=37°的倾斜部分。在f1f2右
侧空间中存在磁感应强度大小B=2 T，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量m=1 kg、单位长度电阻值R0=10 Ω/m的导体棒ab置于倾斜导轨上，距离斜面轨道底端高度h=5 cm，另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上，导轨间距均为L=8 cm。t=0时，导体棒ab从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中，ab、cd棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，g取10 m/s2。求：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(1)ab棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　0.1 A　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有mgh=mv2
切割产生的感应电动势为E=BLv
根据闭合电路欧姆定律，有I=
其中R=L×10-2·R0=0.8 Ω
联立解得v=1 m/s
E=0.16 V
I=0.1 A
(2)两导体棒的最终速度大小；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　0.5 m/s
因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得mv=2mv共
解得v共=0.5 m/s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(3)从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，通过回路的电荷量。
答案　3.125 C
从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，对ab导体棒，由动量定理得
-BLI·Δt=m(v共-v)
即-BLq=m(v共-v)
代入数据解得q=3.125 C
15.(2024·德阳市高二期末)如图所示，在y<0的区域内存在一定高度范围的、沿x轴正方向的匀强电场，在y>0的区域内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在电场下边缘有一粒子源S，某时刻，粒子源沿y轴正方向发射出一质量为m、带正电的粒子a，已知粒子a进入电场时的速度为v0，进入磁场时的速度方
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
向与x轴正方向的夹角为θ=60°，在粒子a进入磁场的同时，另一不带电粒子b也经x轴进入磁场，运动方向与粒子a进入磁场的方向相同，在粒子a没有离开磁场时，两粒子恰好发生正碰(碰撞前的瞬间，粒子a、粒子b的速度方向相反)，不计两粒子的重力。求：
(1)电场力对粒子a所做的功；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　m　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
设粒子a进入磁场时的速度为v，则vsin θ=v0
解得v=v0
由动能定理得，电场力做的功W=mv2-m
解得W=m
(2)碰撞前粒子b的速度大小；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
两粒子的运动轨迹大致如图甲所示(b粒子的出发点不一定在坐标原点且对答案无影响)，设a粒子的圆周半径为r，
由等时性=
解得vb=
(3)若两粒子碰后结合成粒子c，结合过程不损失质量和电荷量，且从a粒子进入磁场的位置向左沿x轴负方向放置有无限长的吸收板(粒子c碰上吸收板后立即被吸收而不再运动)，经过分析可知无论b粒子的质量怎么取值，吸收板上都有两段区域总是粒子c不能到达的，请你计
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　PQ∶MN=1∶1，mb≤πm或mb≥πm
算出这两段区域长度的比值大小，并分析出要能够使粒子c到达吸收板，粒子b的质量所要满足的条件。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
设碰后c粒子的速度vc，半径为rc，
那么对粒子a在磁场中匀速圆周运动
qBv=m
对粒子c在磁场中匀速圆周运动qBvc=(m+mb)
讨论：
①若vc沿粒子a的方向，则mv-mbvb=(m+mb)vc
欲使粒子能到达吸收板，则必须rc+≥2r
解得mb≤πm
粒子c不可能到达的区域长度PQ=r
②若vc沿粒子b的方向，则mbvb-mv=(m+mb)vc
欲使粒子c能到达吸收板，则必须≥rc+2r
解得mb≥πm
粒子c不可能到达的区域长度MN=r
综上所述，粒子c所不能到达的两端区域长度之比PQ∶MN=1∶1
粒子c能到达吸收板，粒子b的质量须满足mb≤πm或mb≥πm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

展开更多......

收起↑