江苏省苏州市昆山市震川高级中学等三校2020-2021学年高二(上)阶段性检测物理试题(解析版)

江苏省昆山震川高级中学2020-2021学年第一学期高二年级三校联考
阶段性检测试卷
物理
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共计24分．每小题只有一个选项符合题意）
1. 下列关于磁场的说法中不正确的是（ ）
A. 磁体的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的
B. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
C. 通电直导线所受安培力的方向为该处的磁场的方向
D. 在磁场中，磁体S 极受力方向为该处的磁场的反方向 【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】A ．根据安培的分子电流假说，磁体的磁场和电流的磁场一样都是由运动电荷产生的，选项A 正确； B ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，选项B 正确； C ．通电直导线所受安培力的方向与该处的磁场的方向垂直，选项C 错误；
D ．在磁场中，磁体N 极受力方向为该处的磁场的方向，磁体S 极受力方向为该处的磁场的反方向，选项D 正确。

本题选错误的，故选C 。

2. 下列说法不正确的是（ ）
A. 可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等
B. 某理想气体的摩尔体积为V 0，阿伏加德罗常数为N A ，则该理想气体单个的分子体积为
A
V N C. 甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大
D. 扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动 【答案】B 【解析】
【分析】
【详解】A ．温度是分子平均动能的标志，则可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但是由于分子数不等，则内能一定不相等，选项A 正确，不符合题意；
B ．某理想气体的摩尔体积为V 0，阿伏加德罗常数为N A ，
则该理想气体单个的分子占据的空间的体积为0
A
V N ，选项B 错误，符合题意；
C ．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大；分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，选项C 正确，不符合题意；
D ．扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动，选项D 正确，不符合题意。

故选B 。

3. 图甲为某电源的U-I 图线，图乙为某小灯泡的U-I 图线，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源的内阻为0.5Ω
B. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C. 当小灯泡两端的电压为0.5V 时，它的电阻约为
1Ω6
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为3W 【答案】D 【解析】 【分析】
【详解】A ．结合甲图像，电源的内阻为
1
Ω6
U I r =∆∆=
A 错误；
B ．由图乙可知，电压和电流越大，即功率越大，图像的斜率越大，由
U R
I
=
可知，小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，B 错误；
C ．由图乙可知，当小灯泡两端的电压为0.5V 时，通过的电流为6A I =，则它的电阻约为
1Ω12
U R I =
= C 错误；
D ．把电源和小灯泡组成闭合回路，将甲、乙两图叠加到一起，图像的交点即小灯泡的电压、电流，如图所示
可得U=0.5V ，I =6A ，则小灯泡的功率约为
3W P UI ==
D 正确。

故选D 。

4. 如图所示，一个边长为L 的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B 、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中。

若A 、B 两端与导线相连，由A 到B 通以如图所示方向的电流（由A 点流入，从B 点流出），流过AB 边的电流为I ，则金属框受到的安培力大小和方向分别为（ ）
A. 2BIL 竖直向下
B.
4
3BIL 竖直向上 C. BIL 竖直向上
D. 3
4
BIL 竖直向下
【分析】
【详解】流过DC 边的电流I ′，根据并联电路电压相等有
I ′•3R =IR
得3
I
I '=，AD 、BC 边所受的安培力的合力为0，DC 边中电流向右，根据左手定则，安培力方向向上，大小
33
DC I BIL
F B L =⋅⋅=
AB 边所受的安培力方向向上，大小AB F BIL =，所以金属线框受到的安培力
4
=3
DC AB F F F BIL +=
安 方向竖直向上； 故选B 。

【点睛】本题考查安培力的大小和方向的判断，关键是要注意流过DC 边的电流与流过AB 的电流不等，解题要认真审题。

5. 如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。

将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a 、b 导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流。

若图中铜盘半径为L ，匀强磁场的磁感应强度为B ，回路总电阻为R ，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为
ω。

则下列说法正确的是（ ）
A. 回路中有大小和方向周期性变化的电流
B. 回路中电流大小恒定，且等于2BL R
ω
C. 回路中电流方向不变，且从b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘
D. 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中一定有电流流过
【分析】
【详解】ABC ．由右手定则可知电流方向从圆盘边缘流向圆心，经b 导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘，由法拉弟电磁感应定律可知电动势大小为
2
0122
L E BL BL ωω+=⨯
= 由闭合电路欧姆定律可知电流大小为
22E BL I R R
ω
==
回路中电流大小和方向均无变化，故AB 错误，C 正确；
D ．若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，铜盘中产生涡旋电场，但a 、b 间无电势差，灯泡中没有电流流过，故D 错误。

故选C 。

6. 某回旋加速器的示意图如图所示，两个半径均为R 的D 形盒置于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，并与高频电源两极相连，现对氚核（3
1H ，质量数为3，电荷数为1）加速，所需的高频电源的频率为f 。

已知元电荷为e 。

下列说法正确的是（ ）
A. D 形盒可以用玻璃制成
B. 氚核的质量为
2π
eBf
C. 高频电源的电压越大，氚核从P 处射出时的速度越大
D. 若对氦核（4
2He ）加速，则高频电源的频率应调为32
f 【答案】D 【解析】
【分析】
【详解】A ．为使D 形盒内的带电粒子不受外电场的影响，D 形盒应用金属材料制成，以实现静电屏蔽，A 错误；
B ．为使回旋加速器正常工作，高频电源的频率应与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率相等，由氚核在磁场中做匀速圆周运动的周期
1
12πm T eB
=
11T f
=
得氚核的质量
12πeB
m f
=
B 错误；
C ．由
2max
max 1
v ev B m R
= 得
max 1
eBR
v m =
可见氚核从P 处射出时的最大速度max v 与电源的电压大小无关，C 错误； D ．根据氦核在磁场中做匀速圆周运动的周期
2
22π2m T eB =
22
1T f =
得
1
22
2m f f m =
又
1234
m m = 得
2
32
f f =
D 正确。

故选D 。

7. 如图所示，一个匝数为N =100匝的线圈以固定转速50r/s 在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过匝数比为n 1∶n 2=10∶1的理想变压器给阻值R =20Ω的电阻供电。

已知电压表的示数为20V ，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. t =0时刻流过线圈的电流最大
B. 原线圈中电流的有效值为10A
C. 穿过线圈平面的
2
D. 电阻R 上的电流方向每秒变化50次 【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】A ．t =0时刻四条边都不切割磁感线，流过线圈的电流等于零，A 错误； B ．副线圈中的电流有效值为
2
21A U I R
=
= 原线圈中电流的有效值为
12
21
I n I n = 解得
10.1A I =
B 错误；
C 根据
11
22
U n U n =
解得
1200V U =
m 122202V E U ==
2100rad/s n ωππ==
m m E N φω=
解得
m 2
Wb 50φπ
=
C 正确；
D ．交变电流的周期为
20.02s π
T ω=
= 交变电流的频率为
1
50Hz f T
=
= 电阻R 上的电流方向每秒变化100次，D 错误。

故选C 。

8. 空间同时存在匀强电场和匀强磁场。

匀强电场的
方向沿y 轴正方向，场强大小为E ；磁场方向垂直纸面向外。

质量为m 、电荷量为＋q 的粒子(重力不计)从坐标原点O 由静止释放，释放后，粒子恰能沿图中的曲线运动。

已知该曲线的最高点P 的纵坐标为h ，曲线在P 点附近的一小部分，可以看做是半径为2h 的圆周上的一小段圆弧，则( )
A. 粒子在y 轴方向做匀加速运动
B. 粒子在最高点P 2qEh
m
C. 磁场的磁感应强度大小为
2mE
qh
D. 粒子经过时间2mh
qE
【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】A ．受力分析可知，粒子受到洛伦兹力沿y 轴方向的分力是变化的，故粒子在y 轴方向的合力是变化的，故加速度是变化的，故A 错误；
B ．从O 到P 时，洛伦兹力不做功，由动能定理得
qEh ＝
212
P mv 解得
v P ＝
2qEh
m
故B 错误；
C ．粒子经过最高点时，洛伦兹力和电场力的合力提供向心力，即
qv P B －qE ＝m 22P
v h
联立解得
B ＝
2mE
qh
故C 正确；
D ．因为粒子在空间中做比较复杂的曲线运动，无法计算出粒子运动到最高点的时间，故该时间并非粒子运动到最高点的时间，故D 错误。

故选C 。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．）
9. 为测量线圈L 的直流电阻0R ，某研究小组设计了如图所示电路。

已知线圈的自感系数较大，两电表示数分别记为U 、I ，实验开始前，S 1处于断开状态，S 2处于闭合状态。

关于实验过程，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合1S ，电流表示数逐渐增大至稳定值
S，电压表示数逐渐增大至稳定值
B. 闭合
1
C. 待两电表示数稳定后，方可读取U、I的值
D. 实验结束后，应先断开1S
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．闭合1S，由于通电自感，线圈L阻碍电流的变化，所以电流表示数逐渐增大至稳定值，则A
正确；
B．闭合1S，线圈L的阻碍作用越来越弱，稳定时感抗性较小，所以电压表示数逐渐减小至稳定值，则B
错误；
C．测量线圈L的直流电阻0R，变化时线圈L的感抗性较大，测量的不是直流电阻，所以必须待两电表示
数稳定后，方可读取U、I的值，则C正确；
D．实验结束后，应先断开2S，因为先断开1S时，电压表还有反向电流，还有反向示数，怕损坏电压表，
所以D错误；
故选AC。

10. 如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。

一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨
道的一端沿半圆轨道由静止下滑。

重力加速度大小为g。

下列说法正确的是（）
A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端
B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C. 金属球受到的安培力做负功
D. 系统产生的总热量为mgR
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】ABC ．金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，C 正确，A 、B 错误；
D ．根据能量守恒定律得系统产生的总热量为mgR ，D 正确。

故选CD 。

11. 放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化。

螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合。

下列说法正确的是（ ）
A. 4
T t =
时刻，圆环有扩张的趋势 B. 4
T t =时刻，圆环有收缩的趋势 C. 4T t =和34T t =时刻，圆环内的感应电流相同 D. t T =时刻，螺线管与金属小圆环间无作用力
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB ．4
T t =时刻，螺线管中通有顺时针方向逐渐增大的电流，则线圈中的产生的磁场向下逐渐增大，由楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，所以A 错误；B 正确；
C ．4
T t =和34T t =时刻，电流一个增大，一个减小，由楞次定律则有两次感应电流方向不一样，所以圆环内的感应电流不相同，则C 错误；
D ．t T =时刻，螺线管中的电流为0，其产生的磁场强度也为0，虽然圆环中有感应电流，但是螺线管对于金属小圆环间无作用力，所以D 正确；
故选BD 。

12. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ 为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B 1＝B ，B 2＝2B ，一个竖直放置的边长为a 、质量为m 、电阻为
R 的正方形金属线框，以初速度v 垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为v/2，则下列判断正确的是
A. 此过程中通过线框截面的电量为2
32Ba R
B. 此过程中线框克服安培力做的功为38
mv 2 C. 此时线框的加速度为2292B a mR
υ D. 此时线框中的电功率为222
92B a R
υ 【答案】BC
【解析】
试题分析: 通过线框截面的电量为2
3E Ba q it t R R R
φ∆====，故A 错误；由能量守恒定律得，此过程中回路产生的电能为E=212mv -2213()228v m mv =，故B 正确；此时感应电动势：32222
v v E Ba Ba Bav =+=，线框电流为：32E Bav I R R ==，由牛顿第二定律得：2BIa+BIa=ma a 解得：加速度2292a B a v a mR
=，故C 正确；此时线框的电功率为：222
94B a v P I R R ==，故D 错误． 考点：法拉第电磁感应定律
三、实验题：（本题共2小题，共16分）
13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。

（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_______。

A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏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，都能引起灵敏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，灵敏电流计指针都静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。

【答案】(1). a(2). c(3). B(4). 磁通量的变化率
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]电表是为了测量线圈B中的感应电流的，所以N连接到a才能构成一个闭合回路；
[2]线圈A与电池组、滑动变阻器构成一个闭合回路，但是想改变电路中的电流，M必须连接到c，所以M 连接到c。

(2)[3]将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时,电阻增大，线圈A中的电流讯速减小，则线圈B中的磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转
A．线圈A向上移动时，线圈B中磁通量讯速减小时，灵敏电流计指针向右偏转，所以A错误；
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，线圈B中的磁通量都是讯速减小的，所以灵敏电流计指针向右偏转，则B正确；
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，电流都在改变，所以线圈B中的磁通量都在变，所以灵敏电流计指针都会偏转，则C错误；
D．判断灵敏电流计指针偏转的方向，只需要根据磁通量的增减来判断，所以与线圈的绕线方向无关，则D 错误；
故选B。

(3)[4]将滑动变阻器的触头P向右移动，慢慢移动与快速移动体现了磁通量的变化快慢，也就是磁通量的变化率，所以发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。

14. 氧化膜电阻是用真空镀膜等工艺将金属氧化淀积在绝缘基体表面上形成的薄膜电阻，常用色环来标识阻值，如图甲所示．某学习小组为了测量色环不清晰的氧化膜电阻的阻值．准备了下列器材：
待测氧化膜电阻R x;
B. 电流表A1(量程150μA，内阻约40Ω)；
C. 电流表A2(量程1mA，内阻约10Ω);
D. 电压表V(量程3V，内阻约10kΩ)；
E. 滑动变阻器R(阻值0～20Ω，允许最大电流1A)；
F. 直流电源E(输出电压5V，内阻不计);
G. 多用电表；
H. 开关S、导线若干．
(1) 用多用电表粗测电阻时，将选择开关旋至×100挡，调零后将红、黑表笔与氧化膜电阻的两端相接，发现指针偏转的角度很小，再将选择开关旋至________(选填“×1”“×10”或“×lk”)挡，正确操作后，多用电表示数如图乙所示．
(2) 用伏安法测量该电阻阻值，电流表应选用________(填写器材代号)．请在图丙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
(3) 正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转．在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的________(选填“红”或“黑”)表笔与电流表“＋”接线柱保持接触，另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，发现多用电表指针均发生较大角度的偏转，说明电路在何处发生何种故障
________________________________________________________________________.
【答案】(1). ×1k(2). A1 (3). 黑(4). 电流表“+”与氧化
膜电阻的左接线柱间的连接发生断路
【解析】
（1）发现指针偏转的角度很小，说明选择的档位较小，应选择较大的档位，所以应将选择开关旋至×1k．
（2）由图可知氧化膜电阻的阻值为28kΩ，电路中的最大电流为：
5
178
28000
E
I A A
R
μ
===，所以电流
表应选A1，因为电流表内阻远小于被测电阻的阻值，所以电流表采用外接法，故电路如图所示：
（3）正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，发现电压表指针偏转而电流表指针始终不偏转．在不断开电路的情况下，使用多用电表直流电压挡检查电路故障，将多用电表的黑表笔与电流表“＋”接线柱保持接触另一表笔依次与氧化膜电阻的左、右接线柱以及滑动变阻器的左上接线柱接触，发现多用电表指针均发生较大角度的偏转，说明电流表“+”与氧化膜电阻的左接线柱间的连接发生断路．
四．计算题（共44分）
15. 如图所示，密闭导热气缸A、B用细管相连，A的容积为2.24L，B的容积为1.12L，A中装有压强为1.5×105Pa 的理想气体，活塞C可沿气缸B滑动且与气缸保持良好的气密性．开始时活塞位于气缸B的最左端，K1打开，K2闭合，向右拉活塞，环境温度保持27℃，不计细管体积的影响．
（1）将活塞缓慢拉到气缸B的最右端，求此时缸内气体的压强；
（2）将K1闭合，求此时A缸内气体的分子数．（已知阿伏伽德罗常数N A＝6×1023mol﹣1，理想气体在温度
为0℃，压强为1.0×
105Pa 的条件下，其摩尔体积是22.4L ．结果均保留一位有效数字） 【答案】（1）1×
105Pa （2）5×1022个 【解析】
【分析】
【详解】（1）活塞缓慢的拉到右端的过程中发生等温变化，
根据()1A 2A B pV p V V =+，解得52110Pa p =⨯；
（2）活塞推回到最左端后，设A 缸内剩余的气体在0℃、1×
105Pa 时的体积为2V ， 根据等压变化可知：1
212
V V T T = 此时A 缸内气体的分子数2A V N N V
=
，其中摩尔体积是V =22.4L 解得N =5×
1022个 16. 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义．如图所示，质量为m 、电荷量为q 的铀235离子，从容器A 下方的小孔S 1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S 2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，做半径为R 的匀速圆周运动．离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I ．不考虑离子重力及离子间的相互作用．
（1）求加速电场的电压U ；
（2）求出在离子被收集的过程中任意时间t 内收集到离子的质量M ；
（3）实际上加速电压的大小会在U+ΔU 范围内微小变化．若容器A 中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？（结果用百分数表示，保留两位有效数字）
【答案】（1）（2）（3）0.63%
【解析】
解：（1）设离子经电场加速后进入磁场时的速度为v，由动能定理得：
qU = mv2
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
qvB=
解得：U =
（2）设在t时间内收集到的离子个数为N，总电荷量Q = It
Q = Nq
M =" Nm" =
（3）由以上分析可得：R =
设m/为铀238离子质量，由于电压在U±ΔU之间有微小变化，铀235离子在磁场中最大半径为：R max =
铀238离子在磁场中最小半径为：R min =
这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为：R max<R min
即：<
得：<
<
其中铀235离子的质量m = 235u （u 为原子质量单位），铀238离子的质量m ，
= 238u 则：< 解得：<0.63%
17. 如图甲所示，间距为1m l =的光滑金属U 型轨道竖直放置，导轨下端连有一阻值为4ΩR =的电阻，虚线MN 离导轨下端距离为6m d =，MN 下方的区域存在垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 的变化情况如图乙所示。

阻值为2Ωr =的导体棒PQ 垂直于导轨放置在MN 上方5m h =高的位置，0t =时将导体棒由静止释放，当导体棒进入磁场区域后恰能匀速下滑，已知导体棒与导轨始终垂直并接触良好，取重力加速度为2
10m /s g =，求：
（1）0~1s 内回路中产生的焦耳热；
（2）导体棒PQ 的质量；
（3）0~2s 内通过回路的电荷量。

【答案】（1）24J ；（2）
2kg 3
；（3）0C 【解析】
【分析】 【详解】（1）导体棒释放后，磁场B 随时间均匀增大，根据法拉第电磁感应定律，有
1··B B E S dl t t t
∆Φ∆∆=
==∆∆∆ 根据闭合电路的欧姆定律有 11E I R r
=+ 导体棒下落后，在进入磁场前做自由落体运动，由 2112h gt =
得下落到虚线MN 处的时间
11t s =
结合图乙可知01s 内回路电流恒为1I ，由
211Q I R r t =+（）
联立可求得
24J Q =
（2）由（1）问分析可知导体棒进入磁场后磁感应强度保持不变进入MN 瞬间速度为
1v gt =
2E Blv =
22E I R r
=+ 2F BI l =安
由于导体棒匀速下滑，有
F mg =安
联立可求得
2kg 3
m = （3）01s 通过回路的电荷量
111q I t =
导体棒通过磁场区域，经过了
20.6d t s v =
= 在12s 内
222q I t =
因01s 内与12s 内回路电流方向相反，则
12q q q =-
联立可得
0C q =
18. 如图(a )所示的xOy 平面处于变化的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E 和磁感应强度B 随时间做周期
性变化的图象如图(b )所示，y 轴正方向为E 的正方向，垂直于纸面向里为B 的正方向。

t ＝0时刻，带负电粒子P （重力不计）由原点O 以速度v 0沿y 轴正方向射出，它恰能沿一定轨道做周期性运动。

v 0、E 0和t 0为已知量，图(b)中00E
B ＝028π
v ，在0~t 0时间内粒子P 第一次离x 轴最远时的坐标为000022(,)v t v t ππ。

求： (1)粒子P 的比荷；
(2)t ＝2t 0时刻粒子P 的位置；
【答案】(1)
0004πv E t ；(2)002(,0)v t ππ
+ 【解析】
【分析】 【详解】(1)0~t 0时间内粒子P 在匀强磁场中做匀速圆周运动，当粒子所在位置的纵、横坐标相等时，粒子在磁场中恰好经过14
圆周，所以粒子P 第一次离x 轴的最远距离等于轨道半径R R ＝002v t π①
又因为
qv 0B 0＝m 20v R
② 代入
00E B ＝028νπ
解得
q m ＝000
4E t νπ③ (2)设粒子P 在磁场中运动的周期为T ，则
T ＝02R v π④
联立①④解得T ＝4t 0⑤
即粒子P 做14圆周运动后磁场变为电场，粒子以速度v 0垂直电场方向进入电场后做类平抛运动，设t 0~2t 0时间内水平位移和竖直位移分别为x 1、y 1，则 x 1＝v 0t 0⑥
y 1＝12
at 20⑦ 其中加速度
a ＝
0qE m 由③⑦解得
y 1＝
002t νπ＝R 因此t ＝2t 0时刻粒子P 的位置坐标为002(,0)t π
νπ+，如图中的b 点所示。