普通高校招生全国统一考试各地试题汇编(二)电磁学部分.docx

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2005年普通高校招生全国统一考试各地试题汇编
（二）电磁学、光学等部分
一、 电场
（2005全国卷Ⅰ，浙江、河南等地）15.已知π+
介子、π—
介子都是由一个夸克（夸克u 或
夸克d ）和一个反夸克（反夸克u 或反夸克d ）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e 为元电荷。

(AD )
π+
π—
u
d u
d
带电量
+e
－e
+e 32 e 3
1- e 3
2- e 3
1+ 下列说法正确的是
（ ）
A ．π+
由u 和d 组成 B ．π+
由d 和u 组成 C ．π—
由u 和d 组成 D ．π—
由d 和u 组成
（2005江苏理综卷）21.关于电场，下列说法正确的是 （ C ）
A.电场是假想的，并不是客观存在的物质
B.描述电场的电场线是客观存在的
C.电场对放人其中的电荷有力的作用
D.电场对放人其中的电荷没有力的作用
（2005全国卷Ⅱ，黑龙江、吉林等地）21．图中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、
Q 2，MN 是ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点。

下列哪中情况能使P 点场强方向指向MN 的左侧？（ACD ） A ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1<Q 2
M N
P
a
b
左 右
B ．Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1>|Q 2|
C ．Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|<Q 2
D ．Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|>|Q 2|
（2005上海物理卷）4．如图，带电量为+q 的点电荷与均匀带
电薄 板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为＿＿＿＿＿＿，方向＿＿＿＿＿＿．(静电力恒量为k)
答案：2
kq
d ，水平向左(或垂直薄板向左)
（2005上海物理卷）12．在场强大小为E 的匀强电场中，一质量为m 、带电量为q 的物体以
某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m ，物体运动S 距离时速度变为零．则(A C D) (A)物体克服电场力做功qES (B)物体的电势能减少了0.8qES (C)物体的电势能增加了qES (D)物体的动能减少了0.8qES
（2005全国卷Ⅲ，四川、云南、内蒙等地）17.水平放置的平行板电容器与一电池相连。

在
电容器的两板间有一带正电的质点处于静 止平衡状态。

现将电容器两板间的距离增大，则 （D ）
A ．电容变大，质点向上运动
B ．电容变大，质点向下运动
C ．电容变小，质点保持静止
D ．电容变小，质点向下运动
（2005北京卷）24.（18分）真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。

在电场中，若将一个质量为m 、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°＝0.6，cos37°=0.8）。

现将该小球从电场中某点以初速度v 0竖直向上抛出。

求运动过程中 （1）小球受到的电场力的大小及方向 （2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量 （3）小球的最小动量的大小及方向。

＜答案＞
（1）根据题设条件，电场力大小 F e =mgtan37°＝3
4 mg
电场力的方向水平向右
（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为v ：v y =v 0－gt 沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a ：a x =F e m =3
4
g
小球上升到最高点的时间t=v 0g ,此过程小球沿电场方向位移：s x =12 a x t 2=3v 0
8g
电场力做功 W=F x s x ＝932
mv 02
小球上升到最高点的过程中，电势能减少932 mv 02
（3）水平速度v x =a x t ，竖直速度v y =v 0－gt 小球的速度v=v x 2
+v y 2
由以上各式得出 2516 g 2t 2－2v 0gt+(v 02－v 2
)=0
解得当t=16v 025g 时，v 有最小值 v min =3
5
v 0
此时v x ＝1225 v 0,v y =925 v 0,tan θ=v y v x =3
4 ，即与电场方向夹角为37°斜向上
小球动量的最小值为p min =mv min ＝3
5
mv 0
最小动量的方向与电场方向夹角为37°，斜向上。

（2005全国卷Ⅰ，浙江、河南等地）25．（20分） 图1中B 为电源，电动势V 27=ε，内
阻不计。

固定电阻Ω=5001R ，R 2为光敏电阻。

C 为平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长m l 2
110
0.8-⨯=，两极板的间距m d 2100.1-⨯=。

S 为屏，与极板垂
直，到极板的距离m l 16.02=。

P 为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a 、b 和c 构成，它可绕A A '轴转动。

当细光束通过扇形a 、b 、c 照射光敏电阻R 2时，R 2的阻值分别为1000Ω、2000Ω、4500Ω。

有一细电子束沿图中虚线以速度
s m v /100.850⨯=连续不断地射入C 。

已知电子电量C e 13106.1-⨯=，电子，电子
质量kg m 31
109-⨯=。

忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。

假设照在R 2上的光强发生变化时R 2阻值立即有相应的改变。

（1）设圆盘不转动，细光束通过b 照射到R 2上，求电子到达屏S 上时，它离O 点的距离y 。

（计算结果保留二位有效数字）。

（2）设转盘按图1中箭头方向匀速转动，每3秒转一圈。

取光束照在a 、b 分界处时t=0，试在图2给出的坐标纸上，画出
电子到达屏S 上时，它离O 点的距离y 随时间t 的变化图线（0—6s 间）。

要求在y 轴上标出图线最高点与最低点的值。

（不要求写出计算过程，只按画出的图线评分。

） ＜答案＞
（1）设电容器C 两板间的电压为U ，电场强度大小为E ，电子在极板间穿行时y 方向上的加速度大小为a , 穿过C 的时间为t 1，穿出时电子偏转的距离为y 1 ,
U=εR 1R 1+R 2
E=U d eE=ma t 1=l 1
v 0 y 1=12
at 12 由以上各式得
y 1=e ε2mv 02 (
R 1R 1+R 2 )l 12d
代人数据得 y 1=4.8×10-3
m
由此可见y 1＜1
2
d ，电子可通过C 。

设电子从C 穿出时，沿y 方向的速度为v y ，穿出后到达屏S 所经历的时间为t 2，在此时间内电子在y 方向移动的距离为y 2， v y =at t 2=l 2
v 0 y 2=v y t 2
由以上有关各式得y 2=e εmv 02 (R 1R 1+R 2 )l 1l 2
d
代人数据得 y 2=1.92×10-2m
由题意 y = y 1＋y 2=2.4×10-2
m 。

( 2 )如图所示。

（2005上海物理卷）20．(10分)如图 所示，带正电小球质量为m ＝1×10-2
kg ，带电量为
q ＝l ×10-6C ，置于光滑绝缘水平面上的A 点．当空间存在着斜向上的匀强电场时，
该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B 点时，测得其速度
v B ＝1.5m ／s ，此时小球的位移为S ＝0.15m ．求此匀强电场场强E 的取值范围．(g
＝10m ／s 。

)
某同学求解如下：设电场方向与水平面之
间夹角为θ，由动能定理qES cos θ＝2
1
2
B mv －0
得22cos B mv E qS θ=＝75000
cos θ
V ／m ．由题意可知θ＞0，所以当E ＞7.5×104V ／m 时小
球将始终沿水平面做匀加速直线运动．
经检查，计算无误．该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充．
＜答案＞
该同学所得结论有不完善之处．
为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力 qEsin θ≤mg 所以2
2220.15104
2.2532B B mg Sg tg mv v S
θ⨯⨯≤
=== 25611010/ 1.2510/4
sin 1105
mg E V m V m q θ--⨯⨯≤==⨯⨯⨯
即
7.5×104
V/m ＜E ≤1.25×105
V/m
（2005辽宁综合卷）39．（14分）一匀强电场，场强方向是水平的（如图7）。

一个 质
量为m 的带正电的小球，从O 点出发，初速度的大小为v 0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动。

求小球运动到最高点时其电势能与在O 点的电势能之差。

＜答案＞
设电场强度为E ，小球带电量为q ，因小球做直线运动，它受的电场力qE 和重力mg 的合力必沿此直线，如图。

mg=qEtan θ （4分）
由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为：θ
sin g
a =
（2分） 设从O 到最高点的路程为s ，：as v 22
0= （2分）
运动的水平距离为： x=s cos θ （2分） 两点的电势能之差： △W=qE s （2分） 由以上各式得：θ22
0cos 2
1mv W =∆ （2分）
二、恒定电流
（2005辽宁综合卷）32．图3中B为电源，R1、R2为电阻.K为电键。

现用多用电表测量流过电阻R2的电流。

将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（ C ）
A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
（2005北京春季理综）18．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（ B）
A．E=2.4V，r=1ΩB．E=3V，r=2Ω
C．E=2.4V, r=2ΩD．E=3V, r=1Ω
（2005广东物理卷）10．竖直放置的一对平行金属板的左极板上用
绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图5所示的
电路图连接。

绝缘线与左极板的夹角为θ。

当滑动变阻器R的
滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b 位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（D）
Ａ．θ1<θ2，I1<I2 Ｂ．θ1>θ2，I1>I2
Ｃ．θ1=θ2，I1=I2 Ｄ．θ1<θ2，I1=I2
（2005江苏理综卷）25.如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为丑和厂，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是（A ）
A.电流表的示数变大，电压表的示数变大
B.电流表的示数变大，电压表的示数变小
C.电流表的示数变小，电压表的示数变小
D.电流表的示数变小，电压表的示数变大
（2005上海物理卷）5．右图中图线①表示某电池组的输
A
θ
a b
E
R
图5
出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为＿＿＿＿＿Ω．当电池组的输出功率为120W 时，电池组的输出电压是＿＿＿＿＿V ． 答
案： 5，30
（2005上海物理卷）17．(7分)两实验小组使用相同规格的元件，按
右图电路进行测量．他们将滑动变阻器的滑片P 分别置于a 、b 、c 、d 、e 五个间距相同的位置(a 、e 为滑动变阻器的两个端点)，
把相应的电流表示数记录在表一、表二中．对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同．经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路． (1)滑动变阻器发生断路的是第＿＿＿实验组；断路发生在滑动变阻器＿＿段．
(2)表二中，对应滑片P 在X(d 、e
之间的某一点)处的电流表示数的可能值为： (A)0.16A
(B)0.26A (C)0.36A
(D)0.46A
答案：(1)二；d －e (2)D
（2005江苏物理卷）14．(12分)如图所示，R 为电阻箱，○V 为理想电压表．当电阻箱读数
为R 1=2Ω时，电压表读数为U 1=4V ；当电阻箱读数为R 2=5Ω时，电压表读数为U 2=5V ．求：
(1)电源的电动势E 和内阻r 。

(2)当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值P m 为多少? ＜答案＞
（1）由闭合电路欧姆定律： 111U E U r R =+
222
U
E U r R =+ 联立上式并代入数据解得：6E V =1r =Ω
（2）由电功率表达式：2
2
()
E P R R r =+ 表一(第一实验组) P 的位置
a
b
c
d
e
○
A 的示数(A) 0.84 0.48 0.42 0.48 0.84 表二(第二实验组)
P 的位置 a b c d X e ○
A 的示数(A) 0.84 0.42 0.28 0.21
0.84
将上式变形为：
2
2 ()
4
E
P
R r
r
R
=
-
+
由上式可知1
R r
==Ω时P有最大值
2
9
4
m
E
P W
r
==
三、磁场
（2005上海物理卷）1A．通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同
一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向＿
＿＿的安培力作用．当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方
向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿．
答案：右，右
（2005上海物理卷）3B．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是＿＿＿＿＿．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将＿＿＿＿＿(填“向上”“向下”“向里”“向
外”)偏转．＜答案＞电子，向下
（2005全国卷Ⅰ，浙江、河南等地）20．如图，在一水平放置的平板
MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。

许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。

不计重力，不计粒子间的相互影
响。

下列图中阴影部分表示带电粒子
可能经过的区域，其中
Bq
mv
R=。

哪个
图是正确的？（A）
（2005北京卷）25.（20分）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。

两根平行长直金属导轨
沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。

滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。

电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。

滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。

在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI ，比例常量k=2.5×10－6
T/A 。

已知两导轨内侧间距l =1.5cm ，滑块的质量m=30g ，滑块沿导轨滑行5m 后获得的发射速度v=3.0km/s （此过程视为匀加速运动）。

（1）求发射过程中电源提供的电流强度。

（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？
（3）若此滑块射出后随即以速度v 沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂
箱的深度为s'。

设砂箱质量为M ，滑块质量为m ，不计砂箱与水平面之间的摩擦。

求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。

＜答案＞
（1）由匀加速运动公式 a=v 2
2s
=9×105m/s 2
由安培力公式和牛顿第二定律，有 F=BI l ＝kI 2
l ，kI 2
l ＝ma 因此 I=
ma k l
=8.5×105
A （2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即：P Δt ×4%=12 mv 2
发射过程中电源供电时间Δt=v a =13 ×10－2
s
所需的电源输出功率为P=12mv 2Δt ×4%
=1.0×109
W
电
源
l
s'
m
由功率P=IU ，解得输出电压：U=P I =1.2×103
V
（3）分别对砂箱和滑块用动能定理，有 fs M ＝12 MV 2
f's m =12 mV 2－12
mv 2
由牛顿定律f=－f'和相对运动s m =s M +s' 由动量守恒 mv=(m+M)V 联立求得fs'=M m+M ·12 mv 2
故平均冲击力f=M 2(m+M) ·v
2
s'
（2005全国卷Ⅲ，四川、云南、内蒙等地）23 . ( 16
分)图中MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 。

一带电粒子从平板上的狭缝O 处以垂直于平板的初速v 射入磁场区域，最后到达平板上的P 点。

已知B 、v 以及P 到O 的距离l ．不计重力,求此粒子的电荷q 与质量m 之比。

＜答案＞
粒子初速v 垂直于磁场，粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，设其半径为R ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有 qvB=m v
2
R
因粒子经O 点时的速度垂直于OP ．故OP 是直径，l =2R 由此得 q m =2v
B l
(2005天津高考，22分)正电子发射计算机断层（PET ）是分子水平上的人体功能显像的国际
领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。

（1）PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮
13示踪剂。

氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的，反应中同时还产生另一个粒子，试写出该核反应方程。

（2）PET 所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金
S
导向板 B
× × × × × × × × × × ×
× ×
×
×
P
O
l
M
N
B v
属D 形盒的半径为R ，两盒间距为d ，在左侧D 形盒圆心处放有粒子源S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向如图所示。

质子质量为m ，电荷量为q 。

设质子从粒子源S 进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t （其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数于回旋半周的次数相同，加速质子时的电压大小可视为不变。

求此加速器所需的高频电源频率f 和加速电压U 。

（3）试推证当R d 时，质子在电场中加速的总时间相对于在D 形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

解：（1）核反应方程为168O +11H →137N ＋4
2He
（2）设质子加速后最大速度为v ，由牛顿第二定律有 qvB=m v
2
R
质子的回旋周期 T=2πR v =2πm
qB
高频电源的频率 f=1T =qB
2πm
质子加速后的最大动能 E k =12
mv 2
设质子在电场中加速的次数为n ，则 E k =nqU
又 t=n T
2
可解得 U= πBR
2
2t
（3）在电场中加速的总时间为 t 1=nd v 2
=2nd
v
在D 形盒中回旋的总时间为 t 2= n πR
v
故 t 1t 2 =2d
πR
<<1
即当R>>d 时，t 1可忽略不计。

（2005广东物理卷）16．（16分）如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂
直于纸面的匀强磁场分布在以直径A 2A 4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A 2A 4与A 1A 3的夹角为60º。

一质量为m 、带电量为+q 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A 1处沿与A 1A 3成30º角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A 2A 4的方向经过圆心O 进入Ⅱ区，最后再从A 4处射出磁场。

已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t ，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应
A 1
A 3
A 4
A 2
30º
60º
Ⅰ
Ⅱ
图12
强度的大小（忽略粒子重力）。

＜答案＞
设粒子的入射速度为v ，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A 4点射出，用B 1、B 2、R 1、R 2、T 1、T 2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期
2
11
v qvB m R = ①
2
22
v qvB m R = ②
11122R m
T v qB ππ=
= ③ 222
22R m
T v qB ππ=
= ④ 设圆形区域的半径为r ，如答图5所示，已知带电粒子过圆心且垂直A 3A 4进入Ⅱ区
磁场，连接A 1A 2，△A 1OA 2为等边三角形，A 2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心，其半径
1122R A A OA r === ⑤
圆心角1260A A O ∠=o
，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为
111
6
t T = ⑥
带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA 4的中点，即 R=
1
2
r ⑦ 在Ⅱ区磁场中运动时间为 221
2
t T =
⑧ 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间
12t t t =+ ⑨
由以上各式可得
156M
B qt
π=
⑩
153M
B qt
π=
○11
（2005江苏物理卷）17．(16分)如图所示，
M 、N 为两块带等量异种电荷的平行金属板，S 1、S 2为板上正对的小孔，N 板右侧有两个宽度均为d 的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B ，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一
个荧光屏，取屏上与S 1、S 2共线的O 点为原点，向上为正方向建立x 轴．M 板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S 1进入两板间，电子的质量为m ，电荷量为e ，初速度可以忽略．
(1)当两板间电势差为U 0时，求从小孔S 2射出的电子的速度v 0
(2)求两金属板间电势差U 在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上． (3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹．
(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属 板间电势差U 的函数关系． ＜答案＞
（1）根据动能定理，得2
0012
eU mv =
由此可解得002eU v m =
（2）欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上，应有mv
r eB
=
d < 而2
12
eU mv =由此即可解得222d eB U m <
（3）电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图所示
（4）若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r ，穿过磁场区域打到荧光屏上的位
置坐标为x ，则由（3）中的轨迹图可得2222x r r d =--注意到mv r eB
=
和212
eU mv =
所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x 和金属板间电势差U 的函数关系为
222
2(22)x emU emU d e B eB
=-- （222d eB U m ≥
） （2005全国卷Ⅱ，黑龙江、吉林等地）24．（19分）在同时存在匀强电场和匀强磁场的空
间中取正交坐标系O x yz （z 轴正方向竖直向上），如图所示。

已知电场方向沿z 轴正方向，场强大小为E ；磁场方向沿y 轴正方向，磁感应强度的大小为B ；重力加速度为g 。

问：一质量为m 、带电量为+q 的从原点出发的质点能否在坐标轴（x ，y ，z ）上以速度v 做匀速运动？若能，m 、q 、E 、B 、v 及g 应满足
怎样的关系？若不能，说明理由。

＜答案＞
第一种情况：mg>qE,由平衡条件知洛仑兹力f 沿z 轴正向，粒子以v 沿x 轴正向运动由匀速运动易知其条件是：mg －qE=qvB
第二种情况：mg<qE,则f 沿z 轴负方向 ，粒子以v 沿x 轴负向运动，由匀速运动知条件是：
qE －mg=qvB
四、 电磁感应
（2005全国卷Ⅲ，四川、云南、内蒙等地）16．如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形
磁铁，磁铁的N 极朝下。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）， （B ） A ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D ．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
x
y
z
O
（2005北京卷）21.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。

由此可以判断（B ）
A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转
C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
（2005上海卷）11．如图所示，A是长直密绕通电螺线管．小线圈B与电流表连接，并沿A 的轴线OX从D点自左向右匀速穿过螺线管A．能正确反映通过电流表中电流，随工变化规律的是（C ）
（2005全国卷Ⅰ，浙江、河南等地）19．图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。

abcd是位于纸面内的梯形线
圈， ad与bc间的距离也为l。

t=0时刻，bc边与磁场区域边界
重合（如图）。

现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界
的方向穿过磁场区域。

取沿a→b→c→d
→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场
区域的过程中，感应电流I随时间t变化
的图线可能是（ B ）
（2005天津卷）将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图的匀强
磁场中匀速转动，转速为n ，导线
在a 、b 两处通过电刷与外电路连
接，外电路有额定功率为P 的小灯
泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 ( B)
A (2πl 2n
B )2/P B 2(πl 2nB )2
/P
C (l 2nB)2/2P
D (l 2nB)2
/P
（2005天津卷，16分） 图中MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属 导轨，间距l 为0.40m ，
电阻不计。

导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50T 的匀强磁场垂直。

质量m 为6.0×10-3
kg 、电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。

导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1。

当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下
滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27W ，重力加速度取10m/s 2
，试求速率v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2。

＜答案＞
由能量守恒，有 mgv=P
代入数据解得 v=4.5m/s 又 E=BLv
设电阻R 1与R 2的并联电阻为R 并，ab 棒的电阻为r ，有 1R 1 +1R 2 =1R 并
I=E R 并+r P=IE 代入数据解得 R 2=6.0Ω
（2005上海卷）22． (14分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行
金属导轨相距lm ，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值为尺的电阻．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg 、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻尺消耗的功率为8W ，求该速度的大小； (3)在上问中，若R ＝2Ω，金属棒中的电流方向由a 到b ，求磁感应强度的大小与方
向．
(g =10rn ／s 2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)
R 1
R 2
l a
b
M N
P Q
B v b
a B l
＜答案＞
(1)金属棒开始下滑的初速为零，根据牛顿第二定律
mgsin θ－μmgcos θ＝ma ①
由①式解得a ＝10×(O.6－0.25×0.8)m ／s 2=4m ／s 2
②
(2)夕设金属棒运动达到稳定时，速度为v ，所受安培力为F ，棒在沿导轨方向受力平衡
mgsin θ一μmgcos0一F ＝0 ③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R 消耗的电功率
Fv ＝P ④ 由③、④两式解得8/10/0.210(0.60.250.8)
P v m s m s F =
==⨯⨯-⨯ ⑤
(3)设电路中电流为I ，两导轨间金属棒的长为l ，磁场的磁感应强度为B vBl
I R
=
⑥
P ＝I 2
R
⑦ 由⑥、⑦两式解得82
0.4101
PR B T T vl ⨯=
==⨯
⑧
磁场方向垂直导轨平面向上
（2005北京春季理综）25．（22分）近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航
天飞缆，航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。

飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力，它还能清理“太空垃圾”等。

从1967年至1999年17次试验中，飞缆系统试验已获得部分成功。

该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。

下图为飞缆系统的简化模型示意图，图中两个物体P ，Q 的质量分
别为m P 、m Q ，柔性金属缆索长为l ，外有绝缘层，系统在近地轨道作圆周运动，运动过程中Q 距地面高为h 。

设缆索总保持指向地心，P 的速度为v P 。

已知地球半径为R ，地面的重力加速度为g 。

（1）飞缆系统在地磁场中运动，地磁场在缆索所在处的磁感应强
度大小为B ，方向垂直于纸面向外。

设缆索中无电流，问缆索P 、Q 哪端电势高？此问中可认为缆索各处的速度均近似等于v P ，求P 、Q 两端的电势差；
（2）设缆索的电阻为R 1，如果缆索两端物体P 、Q 通过周围的电
离层放电形成电流，相应的电阻为R 2，求缆索所受的安培力多大； （3）求缆索对Q 的拉力F Q 。

＜答案＞
（1）缆索的电动势 E=Blv p
P 、Q 两点电势差 U PQ =Blv p ，P 点电势高 （2）缆索电流2
121R R Blv R R E
I P +=+=
安培力2
122R R v l B IlB F P
A +==
（3）Q 的速度设为v Q ，Q 受地球引力和缆索拉力F Q 作用 h
R v m F h R Mm G
Q
Q
Q Q +=-+22
)
( ①
P 、Q 角速度相等
h
R l
h R v v Q P +++=
② 又2R
GM
g =
③ 联立①、②、③解得：])()()([2
2
22
l h R v h R h R gR m F P Q Q +++-+=
（2005辽宁综合卷）34．如图4所示，两根相距为l 的平行直导轨a b 、cd 、b 、d 间连有一
固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计。

MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R 。

整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）。

现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v （如图）做匀速运动。

令U 表示MN 两端电压的大小，则（ A ） A ．,21
vBl U =
流过固定电阻R 的感应电流由b 到d B ．,2
1
vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b
C ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由b 到d
D ．,vBl U =流过固定电阻R 的感应电流由d 到b
（2005广东物理卷）6．如图3所示，两根足够长的固定平行金属
光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab 、
cd 与导轨构成矩形回路。

导体棒的两端连接着处于压缩状态的
两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R ，回路上其余部分的电阻不计。

在导轨平面内两导轨间有一竖直
向下的匀强磁场。

开始时，导体棒处于静止状态。

剪断细线后，导体棒在运动过程中 （AD ）
Ａ．回路中有感应电动势
Ｂ．两根导体棒所受安培力的方向相同
a
c
b
d
图3。