:高二物理第二学期期末复习试卷
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一、选择题（本大题共10小题，每小题4分共40分）
1、在静电复印中,下列说法正确的是
A、 曝光的过程中,在硒鼓上留下的字迹”静电潜像”处带正电
B、“显影”步骤中,应使墨粉带正电
C、转印步骤中,应使白纸带负电
D、定影区温度要低,以免墨粉熔化使字迹模糊
2、如图1所示，是一个示波管工作的原理图，电子经加速电压加速后以速度v0垂直电场方向进入偏转电场，离开电场时侧移量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的侧移量h/U叫做示波管的灵敏度。为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法？
A．增加两板间的电势差U
B．尽可能使板长l做得短些
C．尽可能使两板间的距离d减小些
D．使电子的射入速度v0大些
3、如图2所示，a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线，另有一点电荷从M点射入电场，在电场力（只受电场力）作用下沿图中虚线运动到N点，则该电荷从M向N运动的过程中
A．加速度一直减小 B．动能一直减小
C．电势能一直减少 D．动能和电势能的总和一直减少
4、如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端的A点开始沿斜面上滑，当达到斜面顶端B时，速度仍为v0，则：
A、A、B 两点间的电势差一定等于mgLsinθ/q
B、小球在B点的电势能一定大于A点的电势能。
C、若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q。
D、若该电场是斜面中点正上方某点C的点电荷Q产生的，则Q一定是负电荷。
5、关于静电场场强的概念，下列说法正确的是 ( )
A. 由E＝F/q可知，某电场的场强E与q成反比, 与F成正比
B. 正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关
C. 电场中某一点的场强与放入该点的检验电荷正负无关
D. 电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零
6、如图所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动片p向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是 （ ）
A. 电压表示数增大，电流表示数变小
B. 电压表和电流表示数都增大
C. 电压表和电流表示数都减小
D. 电压表示数减小，电流表示数增大
7、 如图所示，一根金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒中通有方向从M流向N的电流。为了减小悬线的弹力，可以在金属棒的中部加一匀强磁场，关于该磁场的方向，以下判断正确的是（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．平行纸面向上 D．平行纸面向下
8、如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（ ）
(A)K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮
(B)K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样
(C)K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭
(D)K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭
9、在摄谱仪等许多仪器中都设有一个速度选择器，其作用就是使进入仪器的的带电粒子具有相同的速度，这些粒子在速度选择器中做的是匀速直线运动。下面就是一个速度选择器原理的示意图。有一束初速度大小不同的带正电的粒子（不计重力）沿水平向右的方向通过O点进入真空室内，若要使具有某一速度值的粒子保持匀速运动，从Oˊ点（O Oˊ点在同一水平线上）射出，需要将真空室置于匀强电场和匀强磁场中，下面图所示的几种情况中，匀强电场和匀强磁场的方向正确的是（ ）
10、如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是 （ ）
A．若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
B．若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
C．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力
二、实验题
11、(4分)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是（ ）
A、6伏的交流电源 B、6伏的直流电源 C、100伏的直流电源
D、量程0~0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表
E、量程0~300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表
12、（8分）在“测定金属的电阻率”的实验中，
（1）除了电源和开关外，还要用到的测量仪器及工具的组合为（ ）
A．天平、刻度尺、滑动变阻器、电压表、电流表
B．刻度尺、滑动变阻器、螺旋测微器、电压表、电流表
C．刻度尺、滑动变阻器、游标卡尺、电压表、电阻箱
D．刻度尺、滑动变阻器、电压表、毫安表
（2）已知被测的金属丝的电阻Rx比电压表的内阻小的多，测量时要采用如图12所示的电路，试根据电路图将图13所给的电路元器件连接成电路。
13、（8分）在“用伏-安法测量电池电动势和内电阻”的实验中，除了使用电流表和电压表外，还要用到滑动变阻器、开关。
(1)试根据以上的实验器件在图14的方框中画出实验电路图。
(2)根据实验所得测量数据，在U-I坐标系中画出一段U-I 图线如图15所示。根据图线得出被测电池的电动势为_______V；内电阻为__________Ω。
三、计算题
14、(10分)质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置
的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板
长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿
直线穿过板间，求（1）该粒子带什么电？电量为多少？
（2）当AB间电压在什么范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
（A板电势高于B板电势）
15、（10分）如图所示质量m=1.0×10－4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电量q=2.0×10－4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加匀强电场E=5V/m,匀强磁场B=2T，方向垂直纸面向外，小球从静止开始运动，求小球的最大加速度和可能达到的最大速度？（g=10m/s）
16、（12分）半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强
电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一
质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由静止开始运
动，求小球到达最低位置C（∠AOC=900）时：
（1）小球的速率；
（2）小球对圆环压力的大小。
17、（12分）质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为B1。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为B2，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：
（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？
（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动，在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子的荷质比q/m为多大？
18、（14分）如图所示，宽度为L＝0.20 m的平行金属导轨放在水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 的电阻。空间存在着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根金属棒放在导轨上与导轨接触良好，金属棒的电阻忽略不计。现用一水平拉力拉动金属棒向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持金属棒与导轨垂直。求
（1）在金属棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流；
（2）作用在导体棒上的拉力；
（3）在导体棒移动30cm的过程中，回路中产生的热量。
19、（16分）两根相距L=20cm的平行导轨，固定在绝缘板上，倾斜部分与水平方向成α=300角。在导轨的倾斜部分和水平部分分别放两根质量均为m=20g的铜棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，整个装置放在磁感强度B=0.1T竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两根铜棒的总电阻R=0.2Ω, 导轨的电阻不计，求：（1）cd棒开始运动时的电流多大？（2）ab棒由斜面顶端静止下滑的速度达到多大时，静止在水平轨道上的cd棒才开始运动？
20、（16分）在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场，磁场
的边界如图中的虚线所示。有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动
轴OOˊ匀角速转动，OOˊ恰好与磁场边界重合。在初始时刻，线
框平面与磁场方向平行。已知磁场的磁感强度为B，线框ab边的长
度为l，bc边的长度为2l，整个线框的电阻为R，线框转动的角速
度为ω，试求：
（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为多大？
（2）线框由图示位置转过30°时，线框受到的安培力矩为多大？
参考答案
一、选择题（40分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
AB
AC
C
C
A
AD
BC
BD
二、实验题（3小题，共20分）
11、（4分）（ BE）
12、（8分）(1)、(B )
（2）
13、（8 分）（2）电动势为1.45 V；内阻为 1.5 Ω。
三、计算题（6小题，共90分）
14、(10分)质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，求（1）该粒子带什么电？电量为多少？（2）当AB间电压在什么范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
（A板电势高于B板电势）
解：UAB为1000V时，粒子恰好沿直线穿过则粒子受力如图
qE=mg 带负电
E=UAB/d
Q=mgd/UAB
=5×10－6×10×7×10－2/1000
=1×10－9
15、（10分）如图所示质量m=1.0×10－4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电量q=2.0×10－4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加匀强电场E=5V/m,匀强磁场B=2T，方向垂直纸面向外，小球从静止开始运动，求小球的最大加速度和可能达到的最大速度？（g=10m/s）
解：小球受力如图
F洛=qBV
FN= F洛+mg
f=μFN
由牛顿第二定律
qE－f=ma
由（1）（2）（3）（4）解得
a=qE-μ(mg+qBv)/m
∴当v=0时，加速度最大a= qE-μ(mg)/m
a=(2.0×10－4×5－0.2×1.0×10－4×10)/1.0×10－4
=8(m/s2)
当qE=f 时，速度最大
即qE=μ(mg+qBv)
∴v=(qE-μmg)/ μqB=(2.0×10－4×5－0.2×1.0×10－4×10)/0.2×2.0×10－4×2=10.0(m/s)
16、（12分）半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强
电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一
质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由静止开始运
动，求小球到达最低位置C（∠AOC=900）时：
（1）小球的速率；
（2）小球对圆环压力的大小。
解：（1）从A到C过程中，由动能定理
mgr+qEr=mv2/2………………（1）
∴v=
(2)小球受力如图由牛顿第二定律
FN－qE－mg－F洛=mv2/r……（2）
F洛=qBv………………………（3）
由（1）（2）(3)解得
FN=3qE+3mg+F洛
mg
=3qE+3mg+qB
17、（12分）质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为B1。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为B2，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：
（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？
（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动，在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子的荷质比q/m为多大？
解：（1）粒子在间做匀速直线运动，所以粒子受电场力和磁场力大小相等，方向相反，
即 ② 由此解出粒子进入偏转分离器时的速度为 ③
（2）粒子进入偏转分离器的磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即
由此解出粒子运动的圆周半径为 ②
将（1）中求出的v代入上式，并由题意
解出 ③
18、（14分）如图所示，宽度为L＝0.20 m的平行金属导轨放在水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 的电阻。空间存在着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根金属棒放在导轨上与导轨接触良好，金属棒的电阻忽略不计。现用一水平拉力拉动金属棒向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持金属棒与导轨垂直。求
（1）在金属棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流；
（2）作用在导体棒上的拉力；
（3）在导体棒移动30cm的过程中，回路中产生的热量。
解：（1）根据电磁感应定律，感应电动势为
=1.0V ②
感应电流为
=1.0 A； ②
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡，即有
=0.1N； ③
（3）导体棒移动30cm的时间为 =0.03s
根据焦耳定律，回路中产生的热为 = 0.03J
19、（16分）两根相距L=20cm的平行导轨，固定在绝缘板上，倾斜部分与水平方向成α=300角。在导轨的倾斜部分和水平部分分别放两根质量均为m=20g的铜棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，整个装置放在磁感强度B=0.1T竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两根铜棒的总电阻R=0.2Ω, 导轨的电阻不计，求：（1）cd棒开始运动时的电流多大？（2）ab棒由斜面顶端静止下滑的速度达到多大时，静止在水平轨道上的cd棒才开始运动？
解：CD受力如图，开始运动时则
F安=fm
而fm=μmg
F安=BIL
∴I=μmg/BL=0.25×20×10－3×10/0.1×20×10－2
=2.5(A)
(2)ab切割磁感线感应电动势为E则E=BLv ·cosα
又E=IR
∴v=IR/Blcosα=2.5×0.2/(0.1×0.2×cos(300)
=≈28.9
20、（16分）在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场，磁场的边界如图中的虚线所示。有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动轴OOˊ匀角速转动，OOˊ恰好与磁场边界重合。在初始时刻，线框平面与磁场方向平行。已知磁场的磁感强度为B，线框ab边的长度为l，bc边的长度为2l，整个线框的电阻为R，线框转动的角速
度为ω，试求：
（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为多大？
（2）线框由图示位置转过30°时，线框受到的安培力矩为多大？
解：（1）根据法拉第电磁感应定律，在图示位置，线框中的感应电动势为
②
由题，，，
因此，得 ③
（2）当线框转过30°，线框中的瞬时感应电流为
ad边受到的安培力为 ②
安培力矩为 ②
>
高二物理第二学期期末复习试卷一、选择题（本大题共10小题，每小题4分共40分）
1、在静电复印中,下列说法正确的是
A、 曝光的过程中,在硒鼓上留下的字迹”静电潜像”处带正电
B、“显影”步骤中,应使墨粉带正电
C、转印步骤中,应使白纸带负电
D、定影区温度要低,以免墨粉熔化使字迹模糊
2、如图1所示，是一个示波管工作的原理图，电子经加速电压加速后以速度v0垂直电场方向进入偏转电场，离开电场时侧移量为h，两平行板间的距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的侧移量h/U叫做示波管的灵敏度。为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法？
A．增加两板间的电势差U
B．尽可能使板长l做得短些
C．尽可能使两板间的距离d减小些
D．使电子的射入速度v0大些
3、如图2所示，a、b、c为一点电荷形成的电场中的三条电场线，另有一点电荷从M点射入电场，在电场力（只受电场力）作用下沿图中虚线运动到N点，则该电荷从M向N运动的过程中
A．加速度一直减小 B．动能一直减小
C．电势能一直减少 D．动能和电势能的总和一直减少
4、如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端的A点开始沿斜面上滑，当达到斜面顶端B时，速度仍为v0，则：
A、A、B 两点间的电势差一定等于mgLsinθ/q
B、小球在B点的电势能一定大于A点的电势能。
C、若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q。
D、若该电场是斜面中点正上方某点C的点电荷Q产生的，则Q一定是负电荷。
5、关于静电场场强的概念，下列说法正确的是 ( )
A. 由E＝F/q可知，某电场的场强E与q成反比, 与F成正比
B. 正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关
C. 电场中某一点的场强与放入该点的检验电荷正负无关
D. 电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零
6、如图所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动片p向b端移动时，电压表和电流表的示数变化情况是 （ ）
A. 电压表示数增大，电流表示数变小
B. 电压表和电流表示数都增大
C. 电压表和电流表示数都减小
D. 电压表示数减小，电流表示数增大
7、 如图所示，一根金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒中通有方向从M流向N的电流。为了减小悬线的弹力，可以在金属棒的中部加一匀强磁场，关于该磁场的方向，以下判断正确的是（ ）
A．垂直纸面向里 B．垂直纸面向外 C．平行纸面向上 D．平行纸面向下
8、如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（ ）
(A)K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮
(B)K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样
(C)K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭
(D)K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭
9、在摄谱仪等许多仪器中都设有一个速度选择器，其作用就是使进入仪器的的带电粒子具有相同的速度，这些粒子在速度选择器中做的是匀速直线运动。下面就是一个速度选择器原理的示意图。有一束初速度大小不同的带正电的粒子（不计重力）沿水平向右的方向通过O点进入真空室内，若要使具有某一速度值的粒子保持匀速运动，从Oˊ点（O Oˊ点在同一水平线上）射出，需要将真空室置于匀强电场和匀强磁场中，下面图所示的几种情况中，匀强电场和匀强磁场的方向正确的是（ ）
10、如图所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是 （ ）
A．若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
B．若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时方向的感应电流
C．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D．无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力
二、实验题
11、(4分)在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中，在下列所给出的器材中，应该选用的是（ ）
A、6伏的交流电源 B、6伏的直流电源 C、100伏的直流电源
D、量程0~0.5伏，零刻度在刻度盘中央的电压表
E、量程0~300微安，零刻度在刻度盘中央的电流表
12、（8分）在“测定金属的电阻率”的实验中，
（1）除了电源和开关外，还要用到的测量仪器及工具的组合为（ ）
A．天平、刻度尺、滑动变阻器、电压表、电流表
B．刻度尺、滑动变阻器、螺旋测微器、电压表、电流表
C．刻度尺、滑动变阻器、游标卡尺、电压表、电阻箱
D．刻度尺、滑动变阻器、电压表、毫安表
（2）已知被测的金属丝的电阻Rx比电压表的内阻小的多，测量时要采用如图12所示的电路，试根据电路图将图13所给的电路元器件连接成电路。
13、（8分）在“用伏-安法测量电池电动势和内电阻”的实验中，除了使用电流表和电压表外，还要用到滑动变阻器、开关。
(1)试根据以上的实验器件在图14的方框中画出实验电路图。
(2)根据实验所得测量数据，在U-I坐标系中画出一段U-I 图线如图15所示。根据图线得出被测电池的电动势为_______V；内电阻为__________Ω。
三、计算题
14、(10分)质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置
的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板
长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿
直线穿过板间，求（1）该粒子带什么电？电量为多少？
（2）当AB间电压在什么范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
（A板电势高于B板电势）
15、（10分）如图所示质量m=1.0×10－4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电量q=2.0×10－4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加匀强电场E=5V/m,匀强磁场B=2T，方向垂直纸面向外，小球从静止开始运动，求小球的最大加速度和可能达到的最大速度？（g=10m/s）
16、（12分）半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强
电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一
质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由静止开始运
动，求小球到达最低位置C（∠AOC=900）时：
（1）小球的速率；
（2）小球对圆环压力的大小。
17、（12分）质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为B1。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为B2，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：
（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？
（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动，在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子的荷质比q/m为多大？
18、（14分）如图所示，宽度为L＝0.20 m的平行金属导轨放在水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 的电阻。空间存在着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根金属棒放在导轨上与导轨接触良好，金属棒的电阻忽略不计。现用一水平拉力拉动金属棒向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持金属棒与导轨垂直。求
（1）在金属棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流；
（2）作用在导体棒上的拉力；
（3）在导体棒移动30cm的过程中，回路中产生的热量。
19、（16分）两根相距L=20cm的平行导轨，固定在绝缘板上，倾斜部分与水平方向成α=300角。在导轨的倾斜部分和水平部分分别放两根质量均为m=20g的铜棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，整个装置放在磁感强度B=0.1T竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两根铜棒的总电阻R=0.2Ω, 导轨的电阻不计，求：（1）cd棒开始运动时的电流多大？（2）ab棒由斜面顶端静止下滑的速度达到多大时，静止在水平轨道上的cd棒才开始运动？
20、（16分）在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场，磁场
的边界如图中的虚线所示。有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动
轴OOˊ匀角速转动，OOˊ恰好与磁场边界重合。在初始时刻，线
框平面与磁场方向平行。已知磁场的磁感强度为B，线框ab边的长
度为l，bc边的长度为2l，整个线框的电阻为R，线框转动的角速
度为ω，试求：
（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为多大？
（2）线框由图示位置转过30°时，线框受到的安培力矩为多大？
参考答案
一、选择题（40分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
AB
AC
C
C
A
AD
BC
BD
二、实验题（3小题，共20分）
11、（4分）（ BE）
12、（8分）(1)、(B )
（2）
13、（8 分）（2）电动势为1.45 V；内阻为 1.5 Ω。
三、计算题（6小题，共90分）
14、(10分)质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，求（1）该粒子带什么电？电量为多少？（2）当AB间电压在什么范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
（A板电势高于B板电势）
解：UAB为1000V时，粒子恰好沿直线穿过则粒子受力如图
qE=mg 带负电
E=UAB/d
Q=mgd/UAB
=5×10－6×10×7×10－2/1000
=1×10－9
15、（10分）如图所示质量m=1.0×10－4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电量q=2.0×10－4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，外加匀强电场E=5V/m,匀强磁场B=2T，方向垂直纸面向外，小球从静止开始运动，求小球的最大加速度和可能达到的最大速度？（g=10m/s）
解：小球受力如图
F洛=qBV
FN= F洛+mg
f=μFN
由牛顿第二定律
qE－f=ma
由（1）（2）（3）（4）解得
a=qE-μ(mg+qBv)/m
∴当v=0时，加速度最大a= qE-μ(mg)/m
a=(2.0×10－4×5－0.2×1.0×10－4×10)/1.0×10－4
=8(m/s2)
当qE=f 时，速度最大
即qE=μ(mg+qBv)
∴v=(qE-μmg)/ μqB=(2.0×10－4×5－0.2×1.0×10－4×10)/0.2×2.0×10－4×2=10.0(m/s)
16、（12分）半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强
电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一
质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由静止开始运
动，求小球到达最低位置C（∠AOC=900）时：
（1）小球的速率；
（2）小球对圆环压力的大小。
解：（1）从A到C过程中，由动能定理
mgr+qEr=mv2/2………………（1）
∴v=
(2)小球受力如图由牛顿第二定律
FN－qE－mg－F洛=mv2/r……（2）
F洛=qBv………………………（3）
由（1）（2）(3)解得
FN=3qE+3mg+F洛
mg
=3qE+3mg+qB
17、（12分）质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为B1。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为B2，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：
（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？
（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动，在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子的荷质比q/m为多大？
解：（1）粒子在间做匀速直线运动，所以粒子受电场力和磁场力大小相等，方向相反，
即 ② 由此解出粒子进入偏转分离器时的速度为 ③
（2）粒子进入偏转分离器的磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即
由此解出粒子运动的圆周半径为 ②
将（1）中求出的v代入上式，并由题意
解出 ③
18、（14分）如图所示，宽度为L＝0.20 m的平行金属导轨放在水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0 的电阻。空间存在着方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根金属棒放在导轨上与导轨接触良好，金属棒的电阻忽略不计。现用一水平拉力拉动金属棒向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持金属棒与导轨垂直。求
（1）在金属棒和电阻组成的闭合回路中产生的感应电流；
（2）作用在导体棒上的拉力；
（3）在导体棒移动30cm的过程中，回路中产生的热量。
解：（1）根据电磁感应定律，感应电动势为
=1.0V ②
感应电流为
=1.0 A； ②
（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡，即有
=0.1N； ③
（3）导体棒移动30cm的时间为 =0.03s
根据焦耳定律，回路中产生的热为 = 0.03J
19、（16分）两根相距L=20cm的平行导轨，固定在绝缘板上，倾斜部分与水平方向成α=300角。在导轨的倾斜部分和水平部分分别放两根质量均为m=20g的铜棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，整个装置放在磁感强度B=0.1T竖直向上的匀强磁场中，如图所示，两根铜棒的总电阻R=0.2Ω, 导轨的电阻不计，求：（1）cd棒开始运动时的电流多大？（2）ab棒由斜面顶端静止下滑的速度达到多大时，静止在水平轨道上的cd棒才开始运动？
解：CD受力如图，开始运动时则
F安=fm
而fm=μmg
F安=BIL
∴I=μmg/BL=0.25×20×10－3×10/0.1×20×10－2
=2.5(A)
(2)ab切割磁感线感应电动势为E则E=BLv ·cosα
又E=IR
∴v=IR/Blcosα=2.5×0.2/(0.1×0.2×cos(300)
=≈28.9
20、（16分）在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场，磁场的边界如图中的虚线所示。有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动轴OOˊ匀角速转动，OOˊ恰好与磁场边界重合。在初始时刻，线框平面与磁场方向平行。已知磁场的磁感强度为B，线框ab边的长度为l，bc边的长度为2l，整个线框的电阻为R，线框转动的角速
度为ω，试求：
（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为多大？
（2）线框由图示位置转过30°时，线框受到的安培力矩为多大？
解：（1）根据法拉第电磁感应定律，在图示位置，线框中的感应电动势为
②
由题，，，
因此，得 ③
（2）当线框转过30°，线框中的瞬时感应电流为
ad边受到的安培力为 ②
安培力矩为 ②
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