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物理参考答案
1.B解析 甲图中穿过线圈的磁场方向向下,且磁通量在增大,根据 “增反减同”可知
感应电流产生的磁场方向向上,A错误;乙图磁体正向线圈靠近,穿过线圈的磁通量在
增大,根据 “来拒去留”可知磁体受到线圈作用力的方向向上,B正确;丙图中电流
计指针偏转方向与甲图中相反,说明磁体在远离线圈,C错误;丁图中穿过线圈的磁场
方向向上,且磁通量在减小,根据 “增反减同”可知感应电流产生的磁场方向向上,
与甲图中感应电流产生的磁场方向相同,所以感应电流方向也相同,电流计指针的偏
转方向相同,D错误。
2 .C解析 按下按钮过程,穿过螺线管的磁场向左,磁通量增大,根据楞次定律可知螺
线管中感应电流为从P端流入,从Q端流出,螺线管充当电源,则Q端电势较高,故A
错误;松开按钮过程,穿过螺线管的磁场向左,磁通量减小,根据楞次定律可知螺线
管中感应电流为从Q端流入,从P端流出,螺线管充当电源,则P端电势较高,故B
错误;按住按钮不动,穿过螺线管的磁通量不变,螺线管不会产生感应电动势,故C
正确;按下和松开按钮过程,螺线管中磁通量的变化率不一定相同,故螺线管产生的
感应电动势不一定相同,故D错误。
3.B解析 北极地磁场有竖直向下的分量,由右手定则可知汽车从东向西运动时感应电
动势方向由右指向左,所以左端电势高,故A错误,B正确;由右手定则可知汽车从西
向东运动时感应电动势方向由右指向左,所以左端电势高,故C、D错误。
4.B解析 当圆环运动到题图所示位置时,根据几何关系可知圆环切割磁感线的有效长
度为 R,产生的感应电动势E= BRv,设圆环的总电阻为R ,电路中的电流I= ,
总
总
3 3
圆环处于题图所示位置时,外电路的电阻值R = R ,根据欧姆定律可知U=IR = BRv,
外 总 外
2 2 3
根据右手定则可知,a点的电势高于b点的电势3,则a、b两点的电势差U= B3Rv
ab
2 3
5. D解A.将线圈匝数增加一倍时,线圈中的感应电动势增加一倍,但是由于线3圈匝数
的增加还会引起线圈电阻的增加,使电阻也增加了一倍,所以感应电流没有发生变化,
A错误;B.将线圈面积增加一倍,感应电动势也增加了一倍,但是还是因为面积的增
加会对线圈的电阻产生影响,导线的长度增加,使电阻也增加为原来的 2 倍,线圈
中的感应电流不是增加一倍,B错误;C.将线圈半径变为原来的一半,面积减小为原
来的四分之一,感应电动势减小为原来的四分之一,电阻减小为原来的二分之一,所
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}以感应电流变为原来的二分之一,C错误;D.当线圈平面转到跟磁感线方向垂直时,
线圈的有效面积变为原来的二倍,感应电动势变为原来的二倍,其他条件不变,感应
电流变为原来的二倍,D正确。
6. D解析 粒子垂直BC边射出时,运动轨迹如图(a)
根据几何关系知半径为 L,A错误;若带电粒子运动轨迹与BC边
3
相切,刚好从BC边射出4磁场,可知圆心角为180°,粒子在磁场
中经历时间为 T,若带电粒子从C点射出,由几何关系可知从C点
1
射出磁场时,速2 度与AC相切,故粒子可以从C点射出。由图(b)
可知,入射速度的弦切角α=30°,故圆心角为60°,粒子在磁
场中经历时间为 T,若带电粒子从AB边射出磁场,可知圆心角为
1
240°,粒子在磁6场中经历时间为 T,B错误,D正确;设粒子在
2
磁场中运动时间为t,运动轨迹的3圆心角为θ,T= ,则t= T,
2π
所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系,C错误 。 2π
7. C解AB.液滴带正电,液滴受力如图所示,根据平衡条件,有
mg mg 2mg
qE mgtanmg,qvB 解得E ,B
cos45 q qv
故AB错误;C.电场方向突然变为竖直向上,电场强度的大小不变,
电场力与重力平衡,洛仑兹力提供向心力,粒子做匀速圆周运动,
f
根据牛顿第二定律,可得液滴加速度a 洛 2gD.液滴在叠加场中做直线运动的
m
过程中,洛伦兹力不做功,其机械能的增加量等于电场力做的正功,电场力做的正功
等于电势能的减少量,所以其机械能的增加量等于电势能的减少量,故D错误
8.C解析 设离子离开电场时的速度为v,且与水平方向成α角,离子在电场中做类平
抛运动,所以离子进入磁场时的速度大小v= ,离子进入磁场后做匀速圆周运动,设
0
cos
其轨道半径为r,由几何关系有r= = ,根据牛顿第二定律有qvB= ,联立各式
2
2
解得磁场的磁感应强度大小B= ,cos故 2Cco正s 确。
2 0
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}9. AB解A.设回旋加速器D形盒的半径为R,粒子获得的最大速度为v,根据牛顿第二
m
v2 BqR 1 B2q2R2
定律有qv Bm m 解得v 粒子的最大动能为E mv2
m R m m km 2 m 2m
即E 与R有关,故A正确;B.设粒子的速度大小为v时才能够通过速度选择器,则
km
E
qE qvB 解得v 设粒子在磁场B中做匀速圆周运动的半径为r,根据牛顿第二
1 B 2
1
v2 mv mE
定律有qvB m ,r 粒子击中屏的位置到进入磁场B位置的距离为
2 r B q BB q 2
2 1 2
2mE
x2r 所以乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的
BB q
1 2
粒子比荷相同,故B正确;C.由题意可知霍尔元件中自由电荷的运动方向与电流方向
相反,根据左手定则可知N侧带负电荷,故C错误;D.当前后两个金属侧面间电压稳
qU
定时,液体中离子所受洛伦兹力与电场力平衡,即 qvB液体的流量为
b
BQ
QvS bcv解得U 若流量Q恒定,则U与c成反比,故D错误。故选AB。
c
10.ABD解A.在t~t时间内,磁感应强度增加,根据增反减同可知,L内有逆时针方向
1 2
的感应电流,A正确。B.图线的斜率逐渐变大,经过导线中的电流变大,该电流激发
出增大的磁场,该磁场通过圆环,在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流,
据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势,B正确。C.在t~t时间内,磁感应强度变
2 3
化率一定,经过导线中的电流不变,故L磁通量没有变化,没有感应电流,C错误。D.在
t~t时间内,磁感应强度变化率减小,经过导线中的电流减小,故L磁通量减小,有
3 4
扩张的趋势,D正确。
11.BD解AB.对导体棒受力分析,受重力、支持力和电场力,如图所示,安培力向右,
根据左手定则,则导体棒中电流垂直纸面向里,根据平
衡条件,有F BILmgtan60 3mg解得电流
A
3mg
I 故A错误,B正确;C.若减小导体棒中的电流
BL
1
大小为原来的 ,棒再次平衡时,导体棒与圆弧圆心的
2
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}连线与竖直方向成角,根据平衡条件,则有F B 1 ILmgtan将I 3mg 代入上
A 2 BL
3
式,可得tan 则30,故C错误;D.如适当增大导体棒中的电流,棒再次平
2
衡时,导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角,根据平衡条件,则有
mg
F BILmgtan当电流I增大时,角增大,根据N 可知cos减小,
A cos
则N增大,故D正确。故选BD。
12.CD解析 导体框转动的前半周内,AO切割磁感线,感应电动势为E= ,圆弧AB
1 2
段内电流方向从A流向B,由题意知AB两端电压为U= E= ,转动的后2半周BO段切
1 2
1
割磁感线,感应电动势为E= ,圆弧AB段内电流方2向从4B流向A,故A、B错误;
2 2
转动的后半周穿过导体框的磁通2 量变化量为ΔΦ= πBL2,电路总电阻为R=2r,则转动
1
2
的后半周内通过导体框某横截面的电荷量为q= = = ,故C正确;从题图所示位
1 2 2
Δ 2π π
置匀速转动一周过程中,外力对导体框做的功等 于产2 生的4 电能,则
( )
W= ·T= × = ,故D正确。
2 2
2 2 4
2 2π π
13.(2 8分)(2 1)ABC (42 )①逆 ②向上
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化
Uneh
14.(6分)(1) 后表面 (2)电压表示数U,电流表示数I
I
15.(8分) (1)50V,感应电流方向为abcd a或者顺时针(2)20C
解(1)3s时感应电动势E N 1 (1分)
1 t
1
磁通量的变化量 BS
1 1
B 0.2
根据图乙可知,3s时磁感应强度的变化率大小 1 T/s0.1T/s(1分)
t 31
1
代入数据解得E 50V(1分)
1
根据楞次定律可知,感应电流方向为abcd a或者顺时针(1分)
B S
(2)在15s内线圈中感应电动势E N 2 N 2 (1分)
2 t t
2 2
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}B 0.20.2
其中 2 T/s 0.1T/s
t 51
2
E
根据欧姆定律,感应电流I 2 (1分)
2 r
则通过线圈的电荷量qI t (1分) 其中t 5s1s4s
2 2 2
解得q20C(1分)
16. (10分)(1)0.5;(2)2T
解(1)导体棒受力分析如图所示
则有F F mgsin,(1分)F mgcos,(1分)F F (1分)
安 f N f N
导体棒所受安培力F BIL(1分)
安
E
通过导体棒的电流I (1分)
Rr
解得0.5(1分)
(2)若磁场方向改为竖直向上,则安培力变为水平向右,当导体棒所受摩擦力沿斜
面向下且达到最大值时,磁感应强度最大,则有F cosmgsinF (1分)
安1 f1
F mgcosF sin(1分)
N1 安1
其中F F ,F BIL(1分)
f1 N1 安1 1
结合上述解得B 2T(1分)
1
mv2 mv d(4)
17. (13分)(1)E 0 ;(2)B 0 ;(3)t
2qd 2qd 2v
0
解(1)由题意,粒子从M到N做类平抛运动,轨迹如图所示
在沿-y方向,有qE ma(1分)
v
位移大小为y d y t(1分)
1 2
沿x正方向做匀速运动,由几何关系x 2d v t(1分)
1 0
解得v v 又v at(1分)
y 0 y
mv2
联立求得电场强度大小为E 0 (1分)
2qd
(2)由题意,粒子从N点垂直OP进入磁场,到从C点垂直x轴离开磁场,由几何关系,
则粒子在磁场中做圆周运动的半径RL 2 2d(1分)
ON
在N点粒子速度与OP垂直,大小为v 2v (1分)
0
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}v2
由牛顿第二定律qvBm (1分)
R
mv
解得B 0 (1分)
2qd
2d
(3)由运动规律,粒子在电场中做类平抛的时间为t ,有t (1分)
1 1 v
0
1
2R
粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为t
2
,有t
2
= ,
t
8
R (1分)
1 2 2v 4 2v
0 0
8
d(4)
故从M点运动到C点所用的总时间为t t t (2分)
1 2 2v
0
18.(15分) (1)0.4 A 顺时针 (2)2.5 s (3)①1 C ②12.8N
解(1)根据法拉第电磁感应定律E= = (1分)
Δ 1|Δ
解得E=2.4V Δ Δ
由闭合电路欧姆定律得I= =0.4A(1分)
由楞次定律可知,电流方向 +为 顺时针方向;(1分)
(2)金属棒对竖直挡杆的挤压恰好消失,则BIL=μmg(2分)
1
又由B=(2-0.4t)T得t=2.5s(1分)
1 1 1
(3)①由电流的定义式可得Q=IΔt(1分)
由闭合电路欧姆定律得I= (1分)
由法拉第电磁感应定律得E += = (1分)
Δ 1 2
则Q= =1C(1分) Δ Δ
1 2
②撤去竖 直+ 挡杆施加外力F后,金属棒做a=5m/s2的匀加速直线运动,
B=1T,v=a(t-t)=5(t-2.5)(1分)
1 1
由牛顿第二定律可得F-μmg-F=ma(1分)
A
F=BiL,i= (1分)
A 1
1
则F=2.8+ ( + ) (N)(1分)
10 −2.5
当t=t=5.5s时3 v=15m/s,F=12.8N (1分)
2
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{#{QQABRYCEggCAABBAAQhCAwnACgMQkAGACQoGQBAQsAAAQBFABAA=}#}