2014届天津市高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

下列说法中正确的是（      ）

A．根据可知，磁场中某处的磁感应强度B与通电导线所受的磁场力F成正比

B．根据F=BIL可知，在磁场中某处放置的电流越大，则受到的安培力一定越大

C．根据Ф=BS可知，闭合回路的面积越大，穿过该线圈的磁通量一定越大

D．根据可知，线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大

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如图所示，下列带电粒子所受洛伦兹力的方向向上的是（      ）

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如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L，通有电流I. 磁场的磁感应强度为B，且与金属导线所在平面垂直．则该通电导线受到的安培力大小为（      ）

A．0          B．        C．        D．

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图甲电路中交流电源电压随时间的变化规律如图乙所示．若电阻为R=100Ω，则理想电流表和电压表的示数分别为（      ）　

A．1.41A    200V     B．1.41A    141VC．2A     200V       D．2A       141V

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如图所示为闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，其中能产生由a到b的感应电流的是（      ）

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如图所示的电路中，开关s闭合电路达到稳定状态时，流过灯泡A的电流为，流过线圈L的电流为，且 ．在t₁时刻将开关s断开，那么流过灯泡A的电流随时间的变化图像是（      ）

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竖直放置的螺线管A中电流方向如图所示，螺线管正下方水平桌面上有一导体圆环，螺线管中的电流i与时间t的关系有以下四种情况，哪种情况可以使导体环将受到向上的磁场力作用（      ）

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如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在水平向右的外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进人磁场区域，t₁时刻线框全部进入磁场．规定顺时针方向为感应电流I的正方向．外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中p—t图像为抛物线，则这些量随时间的变化关系正确的是（      ）

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如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0<θ<π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）．则下列说法正确的是（      ）

A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

C．若θ一定，v越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

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理想变压器原线圈与交流电源连接，电压不变，副线圈通过导线连接两个相同的灯泡L₁和L₂，开始时开关S是断开的，如图所示．在S接通后，以下说法正确的是（      ）

A.灯泡L₁两端的电压减小

B.通过灯泡L₁的电流增大

C.原线圈中的电流增大

D.变压器的输入功率增大

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如图所示，光滑的“Π”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好，磁感应强度分别为B₁、B₂的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动．下列说法正确的有（      ）

A．若B₂＝B₁，则金属棒进入cdef区域后将加速下滑

B．若B₂＝B₁，则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑

C．若B₂＜B₁，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑

D．若B₂＞B₁，则金属棒进入cdef区域后可能先减速后匀速下滑

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在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度 v₁做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v₂做匀速直线运动，从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框的动能变化量大小为△E_k，重力对线框做功的绝对值为W₁，安培力对线框做功的绝对值为W₂，下列说法中正确的有（      ）

A．v₂=4v₁

B. v₂=v₁

C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能减小了W₂

D．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为△E_k= W₂－W_1。

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如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子(重力不计)，以初速度v由狭缝S₁，垂直进入电场强度为E的匀强电场中．

(1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S₂穿出，则必须在匀强电场区域加入匀强磁场，求匀强磁场B₁的大小和方向．

(2)带电粒子从S₂穿出后垂直边界进入一个矩形区域，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子运动轨迹如图所示，若射入点与射出点间的距离为L，求该区域的磁感应强度B₂的大小．

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如图所示，光滑金属导轨 PN与QM相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R₁和R₂，且R₁＝6 Ω，R₂＝3Ω，ab导体棒的电阻为2 Ω．垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T．现使ab以恒定速度v＝3m/s匀速向右移动，求：

(1)金属棒上产生的感应电动势E

(2)R₁与R₂消耗的电功率分别为多少？

(3)拉ab棒的水平向右的外力F为多大？

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如图所示，单匝矩形线框面积为s，电阻为R，处于水平方向匀强磁场中，磁感应强度为B．线框可以绕着AB边以角速度ω匀速转动，当线框转至如图位置时为计时起点，求：

（1）线框中感应电流的瞬时值表达式．

（2）当线框从此位置开始转过90°的过程中，通过线框的电量q．

（3）一个周期内线框中产生的热量Q．

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有一种“双聚焦分析器”质谱仪，工作原理如图所示。加速电场的电压为U，静电分析器中有辐向会聚电场，即与圆心O₁等距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心O₁ ；磁分析器中以O₂为圆心、圆心角为90°的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行．由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器．而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器．测量出Q点与圆心O₂的距离为d，位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为d/2．（题中的U、m、q、R、d都为已知量）

（1）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；

（2）求磁分析器中磁感应强度B的大小；

（3）现将离子换成质量为4m ,电荷量仍为q的另一种正离子，其它条件不变．磁分析器空间足够大，离子不会从圆弧边界射出，收集器的位置可以沿水平方向左右移动，要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器，求收集器水平移动的距离．

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读出图中游标卡尺（图a）（10分度）和螺旋测微器（图b）的读数：

（1）游标卡尺的读数为________mm．（2）螺旋测微器的读数为________mm．

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如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距O.2m，上面有一质量为O.4kg的均匀金属棒ab垂直导轨放置，金属棒与导轨间的摩擦因数为0.2．电源电动势为6V、内阻为0.5Ω．金属棒所在位置存在一个磁感应强度大小为B=1T，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，不计金属导轨与金属棒的电阻，若使金属棒ab能静止在导轨上，则滑动变阻器阻值变化范围为．(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．g=1Om／s²)

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在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流表连接在直流电路中时的偏转情况．现把它与一个线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁正在________（填“向上拔出”或“向下插入”）线圈中．

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一个电阻为R 的n匝金属圆环线圈，面积为s，放在匀强磁场中，磁场与线圈所在平面垂直，如图（a）所示．已知通过圆环的磁场随时间t的变化关系如图（b）所示（令磁感线垂直纸面向下为正方向），图中的最大磁感应强度B₀以及磁场随时间变化的周期T 都是已知量，则在t=0到t=T/4的时间内，通过圆环线圈的电流大小为________；在图（c）中作出t= 0到t=T的时间内金属圆环中电流与时间的关系图线．（设逆时针方向为电流的正方向）

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如图所示，电阻为R的正方形导线框abcd，边长ab=ad=L，质量为m，从某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度也为L，下落过程中线框平面始终保持在同一竖直面内，且ab边始终水平．导线框的ab边刚进入磁场就恰好开始做匀速运动,那么线框进入磁场的过程中ab两点间的电压为________．在线圈穿越磁场的全过程，线框中产生的焦耳热为________．（不考虑空气阻力，重力加速度为g）

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