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- 2021-04-20 发布
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一、选择题（本部分共10小题，每小题4分，共40分，其中1-5题为单项选择题，6-10题为多项选择题。）
1．以下关于磁场和磁感应强度B的说法，正确的是（）
A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B．磁场中某点的磁感应强度的方向垂直于该点的磁场方向
C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感应强度不一定为零
D．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也一定越大
【答案】C
【解析】
考点: 磁感应强度，磁通量。
【名师点睛】磁感应强度的大小与磁场力、电流元IL无关，由磁场本身决定，当L很小，I很小时，公式适用于一切磁场。
2．如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕Ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示.欲使线圈转动起来空间应加上的磁场是（ ）
A．方向沿x轴的恒定磁场 B．方向沿y轴的恒定磁场
C．方向沿z轴的恒定磁场 D．方向沿z轴的变化磁场
【答案】B
【解析】
试题分析: 磁场方向沿x轴，线圈左右两边不受安培力，根据左手定则可知，里面的边所受安培力方向向上，外面的边所受安培力方向向下，由题意知线圈不能转动，故A
错；磁场方向沿y轴，线圈前后两边不受安培力，由左手定则可知，线圈左边所受安培力方向向上，右边所受安培力方向向下，由题意线圈可以绕ox轴转动，故B对；同理可判断CD错。
考点: 左手定则。
【名师点睛】本题是磁场中的典型问题：判断安培力作用下导体运动方向的问题，关键在于分析安培力的大小和方向。
3．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当再加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为
A．F2 B．F1－F2 C．F1 + F2 D．2F1－F2
【答案】A
【解析】
考点: 左手定则、力的合成。
【名师点睛】安培定则的应用和磁场的叠加
（1）安培定则的使用
电流方向
磁场方向
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流及通电螺线管的磁场
四指
大拇指
（2）磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边行定则。
4．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（ ）【来.源：全,品…中&高*考*网】
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变大
C．电容器C上的电荷量减少
D．电流表读数变小，电压表读数变大
【答案】D
【解析】
考点: 电路的动态变化。
【名师点睛】电路动态分析的一般步骤
（1）明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化．
（2）由局部R的变化―→确定R总的变化
（3）由I总＝―→确定I总的变化
（4）由U内＝I总r―→确定U内的变化
（5）由U外＝E－U内―→确定U外的变化
（6）由U＝IR―→确定干路上定值电阻两端的电压变化―→再确定各支路电压、电流的变化．
5．一负电荷从电场中A点由静止释放,只受电场力作用,沿电场线运动到B点,它运动的速度—时间图象如图所示.则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的（）
【答案】C
【解析】
试题分析: 在速度时间图像中可判断负电荷的加速度逐渐增加，故电场力逐渐增大、电场线越来越密，AB错；在A点静止释放，向B加速，故电场力由A指向B，电荷带负电，故C对、D错。
考点: 带电粒子在电场中的运动、电场线。
【名师点睛】电场线的应用
（1）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反；
（2）判断电场强度的大小（定性）——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小；
（3）判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向；
（4）判断等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏．
6．关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用，下列说法正确的是（ ）
A．可能做匀速直线运动 B．可能做匀变速直线运动
C．可能做匀变速曲线运动 D．可能做匀速圆周运动
【答案】AD
【解析】
考点: 带电粒子在磁场中的运动。
【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中的运动
（1）若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．
（2）若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．
7．如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为（ ）
A．t=d/v B．t=s/v C． D．
【答案】BC
【解析】
考点: 带电粒子在磁场中的运动。
【名师点睛】带电粒子在有界磁场中的常用几何关系
（1）四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点．
（2）三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍．
8
．如图所示，用两个一样的弹簧秤吊着一根铜棒（与弹簧秤接触处绝缘），铜棒所在的虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流．当棒平衡时，两弹簧秤的读数都为F1；若将棒中电流反向（强度不变），当棒再次平衡时，两弹簧秤的读数都为F2，且F2＞F1．根据上述信息，可以确定（ ）
A．磁感应强度的方向 B．磁感应强度的大小
C．铜棒所受安培力的大小 D．铜棒的重力
【答案】ACD
【解析】
试题分析: 因为电流反向时，弹簧秤的读数F2>F1，所以可以知道电流自左向右时，导体棒受到磁场力方向向上，由左手定则可以确定磁场的方向为垂直直面向里，故A对；设铜棒的重力为mg，安培力的大小为F，由平衡条件得：；当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样有平衡条件有：由上两式得：棒的重力为：，安培力F的大小为：，因此可确定安培力的大小与铜棒的重力，故CD对；由于不知电流的大小，故不可确定磁感应强度，故B错。
考点: 共点力平衡条件的运用、安培力。
9. 位于同一水平面上的两根平行导电导轨，放置在斜向左上方、与水平面成60°角足够大的匀强磁场中，现给出这一装置的侧视图。一根通有恒定电流的金属棒正在导轨上向右做匀速运动，在匀强磁场沿顺时针缓慢转过30°的过程中，金属棒始终保持匀速运动，则磁感应强度B的大小变化可能是（ ）
A．始终变大 B．始终变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】AD
【解析】
能始终变大，也可能先变小后变大，故AD对。
考点: 安培力。
【名师点睛】通电导体在磁场中受到的安培力
（1）方向：根据左手定则判断
（2）大小：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端。
10．如图所示，在绝缘的斜面上方存在着沿水平向右的匀强电场，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.7J，金属块克服摩擦力做功0.3J，重力做功1.2J，则以下判断正确的是（ ）
A．金属块带正电荷
B．电场力做功0.2J
C．金属块的机械能减少1.2J
D．金属块的电势能增加0.2J
【答案】AD
【解析】
考点: 电势能、功能关系。
【名师点睛】功与对应能量的变化关系
功
能量的变化
合外力做正功
动能增加【来.源：全,品…中&高*考*网】
重力做正功
重力势能减少
弹簧弹力做正功1zzstep.com]
弹性势能减少
电场力做正功
电势能减少
其他力（除重力、弹力）做正功
机械能增加
二、实验题（本大题共2小题，第11题8分，第12题10分，共18分）
11. 实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1的内阻r1的电路如图所示．供选择的仪器如下：
①待测电流表G1（0～5 mA，内阻约300 Ω）；
②电流表G2（0～10 mA，内阻约100 Ω）；
③定值电阻R1（300 Ω）；
④定值电阻R2（10 Ω）；
⑤滑动变阻器R3（0～1 000 Ω）；
⑥滑动变阻器R4（0～20 Ω）；
⑦干电池（1.5 V）；
⑧电键S及导线若干．
（1）定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．（在空格内填写序号）
（2）用线条在图中把实物图补充连接完整．
（3）补全实验步骤：
①按电路图连接电路，将滑动变阻器的滑动触头移至最____端（填“左”或“右”）；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2的读数I1、I2；
③多次移动滑动触头，记录相应的G1、G2读数I1、I2；
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示．
（4）根据I2－I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式_______________．
【答案】（1）③ ⑥ （2）如图所示．
（3）左 （4）r1＝（k－1）R1
【解析】
考点: 伏安法测电阻。
12. 为了测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻R0的阻值，某同学利用DIS设计了如图甲所示的电路。闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，并根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U—I直线。请回答下列问题：
（1）根据图乙中的M、N两条直线可知（）
A．直线M是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
B．直线M是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
C．直线N是根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的
D．直线N是根据电压传感器2和电流传感器的数据画得的
（2）图像中两直线交点处电路中的工作状态是（）
A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端 B．该电源在该电路中的输出功率最大
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5W D．该电源在该电路中的效率达到最大值
（3）根据图乙可以求得定值电阻R0=Ω，电源电动势E =V，内电阻r =Ω。
【答案】（1）BC （2）ABC （3）2.0 1.50 1.0
【解析】
考点: 测电源电动势与内阻。
【名师点睛】电源的电动势和内阻测量方法的常用方法：
（1）安阻法：用一个电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r），由此可求出E和r，此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大．
三、计算题（本大题共4小题，共52分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出计算结果的不得分）
13. （12分）微型吸尘器中直流电动机的内阻一定，当加上0.3V电压时，通过的电流为
0.3A，此时电动机不转；当加上2.0V电压时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？
【答案】见解析。
【解析】
试题分析: 当加上0.3V电压时，电流为0.3A，电动机不转，
说明电动机无机械能输出，它所消耗的电能全部转化为热能，
由此可求得
当加上2.0V电压时，电流为0.8A，电动机正常运转，有机械能输出，此时电能转化为内能和输出的机械能．
总功率为P总=IU=0.8×2 .0W=1.6W
转化的热功率为PQ=I2R=0.82×1 W =0. 64W
效率为η=（P总- PQ）/P总=
考点: 含电动机的电路、功率、效率。
【名师点睛】纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路
非纯电阻电路
实例
白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等
电动机、电解槽、日光灯等
电功与电热
W＝UIt
Q＝I2Rt＝t
W＝Q
W＝UIt【来.源：全,品…中&高*考*网】
Q＝I2Rt
W>Q【来.源：全,品…中&高*考*网】
电功率与热功率
P电＝UI
P热＝I2R＝
P电＝P热
P电＝UI
P热＝I2R
P电>P热
14. （12分）如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为L，金属棒ab的质量为m，电阻为r，放在导轨上且与导轨垂直．磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面成夹角α 且与金属棒ab垂直，定值电阻为R，电源及导轨电阻不计．当电键闭合的瞬间，测得棒ab的加速度大小为a，则电源电动势为多大？
【答案】
【解析】
试题分析: 当电键闭合的瞬间，导体棒受到重力mg、轨道的支持力N和安培力F三个力作用，如图．根据牛顿第二定律得
Fsinα=ma
又F=BIL，
联立以上三式得，电源的电动势
考点: 闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、安培力。
15. （14分）如图甲所示，A、B是两水平放置的足够长的平行金属板，组成偏转匀强电场，B板接地．A板电势随时间变化情况如图乙所示，C、D两平行金属板竖直放置，中间有正对两孔O1′和O2，两板间电压为U2，组成减速电场．现有一带负电粒子在t＝0时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入，并能从O1′沿O1′O2进入C、D间，刚好到达O2孔，已知带电粒子带电荷量为－q，质量为m，不计其重力．求：
（1）该粒子进入A、B的初速度v0的大小．
（2）A、B两板间距的最小值和A、B两板长度的最小值．
【答案】（1）（2）.
【解析】
即v0=
（2）由于粒子进入A、B后，在一个周期T内，竖直方向上的速度变为初始状态．即v竖＝0，若在第一个周期内进入O1′孔，则对应两板最短长度为L＝v0T＝T，若在该时间内，粒子刚好不到A板而返回，则对应两板最小间距，设为d，所以··（）2×2＝，即d＝.
考点: 带电粒子在匀强电场中的运动。
16.（14分）如图所示，PR是一长为L=0.64 m 的绝缘平板,固定在水平地面上，挡板R固定在平板的右端.整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B，磁场的宽度为0.32 m.一个质量m=5×10-4kg、带电荷量q=5.0×10-2 C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动.当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤掉电场对原磁场的影响），物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=L/4.若物体与平板间的动摩擦因数μ=0.20,取g=10 m/s2.
（1）判断电场的方向及物体带正电还是带负电；
（2）求磁感应强度B的大小；
（3）求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能。
【答案】（1）物体带负电，电场方向向左 （2）0.125 T （3）4.8×10－4 J
【解析】
有B＝0.125 T
考点:动能定理、带电粒子在匀强磁场中的运动。