2022-2023学年北京市房山区高二（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年北京市房山区高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）
1. 如图四幅图中，标出了匀强磁场的磁感应强度的方向、通电直导线中电流的方向以及通电直导线所受安培力的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是( )
A. B. C. D.
2. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是( )
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线都是电磁波
D. 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
3. 关于穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是( )
A. 磁通量变化越快，感应电动势一定越大 B. 磁通量增加时，感应电动势一定变大
C. 磁通量变化越大，感应电动势一定越大 D. 磁通量为零时，感应电动势一定为零
4. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是( )
A. 电流表的示数为 B. 线圈转动的角速度为
C. 时线圈平面与磁场方向垂直 D. 时线圈中磁通量最大
5. 如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到( )
A. 铝框与磁铁转动方向相反
B. 铝框始终与磁铁转动的一样快
C. 铝框是因为受到安培力而转动的
D. 当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
6. 回旋加速器的工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，由高频振荡器产生的交变电压加在两盒的狭缝处。处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在形盒内被磁场不断地加速
B. 交变电压的周期等于带电粒子在磁场中做圆周运动周期的一半
C. 两形盒间交变电压越大，带电粒子离开形盒时的动能越大
D. 保持磁场不变，增大形盒半径，能增大带电粒子离开加速器的最大动能
7. 如图所示的振荡电路中，已知某时刻电流的方向指向板，且正在增大，则此时( )
A. 板带正电 B. 线圈两端电压在增大
C. 电容器正在充电 D. 电场能正在转化为磁场能
8. 如图所示，图像中，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，直线为电阻的图线，用电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知( )
A. 的阻值为 B. 电源电动势为，内阻为
C. 电源的输出功率为 D. 电阻消耗的功率为
9. 如图所示，一根长左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是( )
A. 磁体做自由落体运动
B. 磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
C. 磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上
D. 磁体的机械能守恒
10. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有、两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，的初速度为，的初速度为，则( )
A. 做圆周运动的轨道半径大
B. 做圆周运动的周期大
C. 、同时回到出发点
D. 、在纸面内做逆时针方向的圆周运动
11. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成．励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是( )
A. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变
B. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小
C. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变
D. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小
12. 如图所示，甲同学用多用电表的欧姆挡判断一个变压器线圈是否断路。同组的乙同学配合甲同学测量，没有注意操作的规范，用双手分别握住裸露线圈的两端让甲同学测量。测量完成后，甲同学把多用电表的表笔与测量线圈脱离。关于该组同学在实验中可能出现的情况，下列说法正确的是( )
A. 测量时，由于线圈会发生自感现象导致多用电表的指针不发生偏转
B. 测量时，多用电表中的电源会让乙同学有“触电”的感觉
C. 当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，乙同学和线圈中流过的电流大小相等
D. 该实验不能判断出线圈是否存在断路
13. 特高压交流输电是指及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的倍，则( )
A. 输电线上的电流增大为原来的倍 B. 输电线上损失的电压降低为原来的
C. 输电线上的电能损失增大为原来的倍 D. 用户得到的电功率增大为原来的倍
14. 在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，下列说法正确的是( )
A. 当污水中离子浓度升高时，两点电压将增大
B. 磁感应强度不变，当污水流速恒定时，两点电压为零
C. 测出磁感应强度及两点电压的值，就能够推算污水的流量
D. 测出磁感应强度、直径及两点电压的值，就能推算污水的流量
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 如图甲为“探究影响感应电流方向的因素”实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
将条形磁铁极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向左偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。通过螺线管中的感应电流方向为______ 填“”或“”。
经分析可得出结论：磁铁极向下插入螺线管时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______ 填“相同”或“相反”。
接上面的，将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向______ 填“左”或“右”偏转。
16. 某学习小组作“探究变压器原、副线圈电压和匝数关系”的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯安装在铁芯上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯的两臂上，如图所示。
下列说法正确的是______ 。
A.为保证实验安全，原线圈应接低压交流电源
B.多用电表应置于交流电压挡
C.原线圈电压及匝数不变，改变副线圈匝数，可研究副线圈匝数对输出电压的影响
D.变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______ 。
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的铜片叠成
D、绝缘的硅钢片叠成
该实验小组认真检查电路无误后，分别测出相应的原线圈电压、副线圈电压。若、线圈匝数分别为匝、匝，在原线圈两端依次加上不同的电压，分别测量原、副线圈两端的电压。将所得数据标记在坐标系中，如图所示。请你做出图像、图像的斜率 ______ 保留两位有效数字。
实验发现，图像的斜率与不相等，原因可能为下列哪些原因______ 。
A.原、副线圈上通过的电流发热
B.铁芯在交变磁场作用下发热
C.变压器铁芯漏磁
D.原线圈输入电压发生变化
三、简答题（本大题共1小题，共12.0分）
17. 水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒，与导轨垂直，其电阻为，质量为，它在导轨间的长度为，导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为，电路中电阻的阻值为，其它电阻不计，求：
断开电键，在大小为、水平向右的恒力作用下，由静止开始沿轨道滑动过程中产生的电动势随时间变化的表达式．
当以的速度滑动时闭合电键，并同时撤掉力，那么由此时开始以后的时间里电阻所消耗的电能．
在上述的情况下，导体棒能滑行的最大距离．
四、计算题（本大题共3小题，共28.0分）
18. 如图甲所示，匝的线圈图中只画了匝，电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
判断通过电阻的电流方向；
求线圈产生的感应电动势；
求电阻两端的电压。
19. 质谱仪的原理简图如图所示。一带正电的粒子从狭缝经和之间电场加速后进入速度选择器，速度选择器两板间的电压为，间距为，板间还存在着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外。带电粒子沿直线经速度选择器从狭缝垂直进入感应强度的大小为，方向垂直纸面向外的磁场。带电粒子经磁场偏转后，打在照相底片上的点，测得、两点问的距离为。不计带电粒子的重力。求：
速度选择器中电场强度的大小和方向；
带电粒子离开速度选择器时的速度大小；
带电粒子的比荷。
20. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一段通有电流为，长度为，质量为的导体棒，电流方向垂直纸面向里。
若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，求所加匀强磁场的磁感应强度大小；
要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，求所加匀强磁场的磁感应强度的大小并说明磁场方向；
要使导体棒静止在斜面上，求所加匀强磁场的磁感应强度的最小值并说明磁场方向。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、电流的方向垂直纸面向外，由左手定则可得导线所受安培力的方向竖直向下。故A正确；
B、通电直导线的方向与磁场的方向是平行的，所以通电导线不受安培力的作用，故B错误；
C、导线中电流的方向水平向左，根据左手定则可知通电导线所受安培力的方向竖直向下，故C错误；
D、由左手定则可知通电导线所受的安培力的方向垂直于纸面向外。故D错误。
故选：。
根据左手定则判断即可求解。
本题考查通电直导线在磁场当中所受安培力的方向的判断。注意对左手定则的理解与运用。
2.【答案】
【解析】解：、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；
B、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故B错误；
C、电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确；
D、紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒；故D正确；
本题选择错误的，故选：
电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线．它们的波长越来越短，频率越来越高．
电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
3.【答案】
【解析】解：由法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化越快，感应电动势越大，故A正确；
磁通量增加或减小时，感应电动势可能变大、可能变小，关键看磁通量的变化率是否变化，感应电动势越大，与磁通量及磁通量的变化量无必然关系，故BCD错误。
故选：。
由法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化越快，感应电动势越大，感应电动势只与磁通量的变化率有关，磁通量的大小与感应电动势无关，与磁通量的增加或减小也没有关系。
本题考查了感应电动势与磁通量变化率的关系，磁通量的变化率增大，则感应电动势增大，磁通量的变化率减小，则感应电动势减小。
4.【答案】
【解析】解：、由图像可知交流电电流的最大值是
由于电流表的示数为有效值，故I
故A正确；
B、由图像可知周期
角速度
故B错误；
C、时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；
D、时感应电流最大，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，故D错误。
故选：。
由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值；感应电动势最大，则线圈中的磁通量最小，线圈与磁场平行，穿过线圈的磁通量变化最快。
本题考查正弦式交变电流，解题关键是会求解交变电流的峰值和有效值，掌握正弦式交变电流产生规律。
5.【答案】
【解析】解：、根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，铝框与磁铁转动方向相同，但转动较慢，这样穿过铝框的磁通量发生变化，有持续的电流受到持续的安培力，带动铝框转动，故AB错误，C正确；
D、当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，这时感应电流的安培力阻碍铝框转动，所以铝框会减速直停止运动，故D错误；
故选：。
当转动磁铁时，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，铝框受到安培力，导致铝框转动，由楞次定律可知，总是阻碍磁通量增加，故铝框与磁铁转动方向相同，但转动快慢不同。
考查楞次定律的应用，知道感应电流的磁通量总阻碍引起感应电流的磁场变化；要明确“阻碍”而不是“阻止”。
6.【答案】
【解析】解：、带电粒子在形盒之间的空隙内加速，在磁场中运动时洛伦兹力不做功，所以在磁场中运动时动能不变，故A错误；
B、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动、在电场中加速，二者周期相同时，才能正常运行，所以交变电场的周期等于带电粒子做圆周运动的周期，故B错误；
、设型盒的半径为，根据洛伦兹力提供向心力可得，解得最大动能为，解得：，所以带电粒子获得的最大动能与加速电压无关，持磁场不变，增大形盒半径，能增大带电粒子离开加速器的最大动能，故C错误，D正确；
故选：。
回旋加速器利用电场加速，磁场偏转，带电粒子在磁场中运动的周期等于交变电场的周期相同；根据洛伦兹力提供向心力得到最大动能的大小，掌握回旋加速器的工作原理即可解答。
解决本题的关键知道回旋加速器利用电场加速，磁场进行偏转，以及知道粒子在磁场中运动的周期与交变电压周期的关系．
7.【答案】
【解析】解：、根据安培定则，线圈中的电流从到，此时电流正在增强，表明电容器正在放电，所以板带正电，板带负电，故AC错误；
、因电容器放电，电容器两极板间场强正在减小，即电压在减小，此时电场能在减小，磁场能在增加。故B错误、D正确。
故选：。
电流方向是正电荷移动方向，根据电流方向及电流变化判断电容器充放电情况及极板带电情况。振荡电路中有两种能：电场能和磁场能，根据能量守恒定律分析能量的变化。
本题考查对电磁振荡过程的理解，难点在于电容器极板带电情况的判断，要根据电流方向和电容器充放电情况分析。
8.【答案】
【解析】解：、直线的斜率为电阻的阻值，由图可知：，故A正确；
B、直线纵轴的截距为电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，由图可知，电源的内阻，故B错误；
、电源的输出功率即为电阻消耗的功率，由图可知，故CD错误。
故选：。
A、图线中过坐标原点的图线的斜率表示电阻的阻值；
B、图线中纵轴的截距表示电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻；
、图像中的交点表示电阻与电源串联，从而可得电阻两端的电压和电流，电源的输出功率即为电阻消耗的功率。
本题考查了闭合电路欧姆定律和电功率，解题的关键要明白两条图线的交点，图线的斜率和截距的含义。
9.【答案】
【解析】解：、磁体从管口处由静止下落，空心铝管可以看作是由无数个圆环构成的，磁铁下落过程中在铝管中产生感应电流，根据楞次定律可知，铝管中的感应电流阻碍磁体的下落，对磁体始终产生向上的阻力，所以磁体不是做自由落体运动，故AB错误，C正确；
D、磁体在下落过程中由于铝管的电磁感应会产生热量，根据功能关系可知，磁体的机械能一直减小，故D错误。
故选：。
磁体在下落过程中会使铝管中产生感应电流，根据楞次定律结合功能关系进行分析。
解决本题时，要掌握产生感应电流的条件，同时能根据楞次定律的推论：来拒去留，分析铝管与磁体间的安培力性质。
10.【答案】
【解析】解：、电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，，解得：，，做圆周运动的轨道半径小，故A错误；
、电子在磁场中做匀速圆周运动的周期，电子做匀速圆周运动的周期与电子的速度无关，两电子做匀速圆周运动的周期相等，两电子同时回到出发点，故B错误，C正确；
D、由左手定则可知，电子刚射入磁场时电子所受洛伦兹力水平向右，电子沿顺时针方向做匀速圆周运动，故D错误。
故选：。
电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出电阻的轨道半径；根据周期公式求出电子做匀速圆周运动的周期；应用左手定则判断电子的偏转方向。
本题考查了电子在匀强磁场中的运动，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律可以解题。
11.【答案】
【解析】解：、、根据电子所受洛伦兹力的方向结合安培定则判断出励磁线圈中电流方向是顺时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有：
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：
解得：
增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变大．故AB错误；
C、、增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，由式可得，电子束的轨道半径变小．故C错误，D正确．
故选：
根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式．
本题考查了粒子在磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理是关键．
12.【答案】
【解析】解：、若线圈没有断路，则电路中的电流稳定时，多用电表的指针会发生偏转，故A错误；
B、测量开始时，线圈产生的自感电动势会阻碍电流的增大，此时的自感电动势较小，乙同学不会有“触电”的感觉，故B错误；
、当回路断开时电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，则乙同学和线圈中流过的电流大小相等，线圈两端会对人产生电击感，所以若乙同学能感觉到电击感，则说明线圈产生了自感电动势形成自感电流，故线圈并没有断路，故C正确，D错误。
故选：。
多用电表的测量电阻时，其电流值非常小，人即使直接接触也不会有电击感；而变压器的线圈在电流变化时会产生自感电动势，这个值比较大，人会有电击感；由于乙同学双手分别握住线圈裸露的两端，故实际相当于乙并联到了变压器上，由此可判定．
本题考查了自感电动势产生的条件，要知道多用电表测电阻时，电流是很小的；当电流变化时线圈才会产生较大的自感电动势．
13.【答案】
【解析】解：、根据，当输送功率一定时，若输送电压提高到原来的倍，输电线上的电流将变为原来的，故A错误；
B、输电线上损失的电压：，由得，若输送电压提高到原来的倍，输送电流变为原来的，则输电线上损失的电压也为原来的，故B正确；
C、输电线上损失的功率：，由得，若输送电压提高到原来的倍，输送电流变为原来的，则输电线上的电能损失减少为原来的，故C错误；
D、原来用户得到的功率：，升压后得到的功率：，用户得到的电功率不是原来的倍，故D错误。
故选：。
根据判断输电线上电流的变化；根据判断输电线上损失的电压变化；根据判断输电线上损失的功率变化；用户得到的功率为总功率与用户得到的电功率的差值，结合功率公式判断即可。
本题考查远距离输电问题，解题关键是掌握电功率的求解公式，结合串并联规律分析即可。
14.【答案】
【解析】解：、根据左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，当洛伦兹力和电场力相等时，则
解得：
由此可知，当污水中离子浓度升高时，两点电压不变，故A错误；
B、根据上述分析可知，两点电压不为零，故B错误；
、根据流量的计算公式可得：
需要测量磁感应强度、直径和电势差才能计算出流量的大小，故D正确，C错误；
故选：。
根据左手定则结合电场力和洛伦兹力的等量关系得出电势差的表达式；
根据流量的计算公式，结合题意完成分析。
本题主要考查了霍尔效应的相关应用，熟悉左手定则得出粒子的受力方向，结合电场力和洛伦兹力的等量关系即可完成分析。
15.【答案】 相反 右
【解析】解：将条形磁铁极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向左偏转，说明线圈中产生的感应电流从电流表的负接线柱流入，因此通过螺线管中的感应电流方向为；
根据安培定则结合图乙可知，线圈下端为极，上端为极，即感应电流的磁场方向向下，而条形磁铁的磁场方向向上，因此感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反；
将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，根据的结论可知感应电流的磁场与条形磁铁的磁场方向相同，即竖直向上，根据安培定则可知，线圈中的感应电流方向为，感应电流从电流表的正接线柱流入，电流表指针右偏。
故答案为：；相反；右。
电流从电流表正接线柱流入，电流表指针右偏，结合图甲判断电流表指针左偏时，螺线管中的电流方向；
根据安培定则判断感应电流的磁场方向，根据题意确定条形磁铁的磁场方向，然后得出结论；
将条形磁铁从螺线管中抽出时，根据上述结论判断感应电流的磁场的磁场方向，再根据安培定则判断感应电流方向，最后确定电流表指针的偏转方向。
本题考查了感应电流的产生及方向判断，要求学生能够熟练地运用安培定则；抓住电流从“”接线柱流入电流表时，指针向右偏转是解题的关键。
16.【答案】
【解析】解：为确保实验安全，原线圈应接低压交流电源，且实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A正确；
B.由于变压器原、副线圈两端是交流电压，因此要用多用电表的交流电压挡测电压，故B正确；
C.变压器输出电压决定于原副线圈的匝数比和原线圈的输出电压，因此要采用控制变量法来研究副线圈的匝数对输出电压的影响，故C正确；
D.变压器原线圈产生的变化的磁通量穿过副线圈，使副线圈中产生感应电动势，因此电能并不是通过铁芯传到副线圈，故D错误。
故选：。
因为变压器的工作原理是电磁感应，如果变压器铁芯是用整块铁芯，则在电磁的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到一定程度时，会损坏铁芯和线圈，故AB错误；
根据电磁感应的原理可知，铁芯起着导磁的作用，为了消除涡流的影响，因此铁芯要用绝缘的硅钢片叠成，而绝缘的铜片不能导磁，因此不能作为变压器的铁芯，故C错误，D正确。
故选：。
根据“描点法”作图的原则，作图时要使尽量多的点子落在直线上，不在直线上的要均匀分布在直线两则，舍弃个别相差较远的点子，所作的图像如图所示：
图像的斜率
变压器原副线圈的匝数比，而图像的斜率，说明穿过变压器原线圈的磁通量变化率大于穿过变压器副线圈磁通量的变化率，主要原因是原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热和变压器铁芯漏磁，与原线圈输入电压发生变化无关；
综上分析，故D错误，ABC正确。
故选：。
故答案为：；；；。
根据实验原理掌握正确的实验操作，逐项分析作答；
变压器用整块铁芯，会产生很大的涡流；
铁芯起着导磁作用，铜片不是磁性物质，不能起导磁作用；
根据“描点法”作图的原则作图，然后根据图像求斜率；
比较图像斜率与线圈匝数比的大小关系，分析其原因，再结合各选项作答。
本题主要考查了变压器的构造和原理的相关实验，要能理解实验原理，掌握正确的实验操作，能够正确分析出图像斜率与匝数比不相等的原因。
17.【答案】解：
断开电键，在恒力作用下做匀加速直线运动，加速度为
速度为 ，
由得，
根据能量守恒得：
则电阻所消耗的电能
对于导体棒滑行的任一状态有，
则，
得
将导体棒的滑行过程分成无限多段，每段分别有
，，
然后累加，有，
所以，有
代入，解得
答：
断开电键，在大小为、水平向右的恒力作用下，由静止开始沿轨道滑动过程中产生的电动势随时间变化的表达式为．
当以的速度滑动时闭合电键，并同时撤掉力，那么由此时开始以后的时间里电阻所消耗的电能是．
在上述的情况下，导体棒能滑行的最大距离是．
【解析】断开电键，在恒力作用下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律和运动学结合得到速度与时间的关系，由公式求感应电动势的表达式；
当以的速度滑动时闭合电键，并同时撤掉力，棒开始在安培力作用下做减速运动，直到停止，根据能量守恒求出整个电路中产生的总电能，再由求电阻所消耗的电能．
棒做变减速直线运动，根据牛顿第二定律和安培力公式得到加速度，由加速度的定义式，得到极短时间内速度的变化量与位移的关系，运用积分法求和，即可求解最大距离．
本题第、两题是力学与电磁感应的综合，常规题，关键是第题，采用微元法，求非变速直线运动的位移，其切入口是加速度和速度的定义式，要学会求解．
18.【答案】解：磁场垂直于纸面向里，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，通过的电流由流向。
由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：
；
感应电流，
电阻两端的电压；
答：通过电阻的电流方向由流向；
线圈产生的感应电动势是；
电阻两端的电压是。
【解析】根据楞次定律判断感应电流方向。
应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势。
应用闭合电路的欧姆定律求出感应电流，然后应用欧姆定律求出电阻两端的电压。
本题考查了判断感应电流方向、求电动势与电压问题，应用楞次定律、法拉第电磁感应定律与欧姆定律即可解题，本题是一道基础题。
19.【答案】解：速度选择器中电场为匀强电场，则有：，带电粒子沿直线通过速度选择器，可知电场力和洛伦兹力等大反向，由左手定则可知洛伦兹力方向水平向左，则电场力水平向右，带电粒子带正电，所以电场强度水平向右；
带电粒子在速度选择器中由电场力等于洛伦兹力大小，可知
则带电粒子离开速度选择器时的速度大小；
带电粒子在下方磁场中做匀速圆周运动，运动半径，洛伦兹力提供向心力，则有：
联立方程可得带电粒子的比荷。
答：速度选择器中电场强度的大小为，方向水平向右；
带电粒子离开速度选择器时的速度大小为；
带电粒子的比荷为。
【解析】根据匀强电场中可得极板间的电场强度大小，利用左手定则可知洛伦兹力的方向，带电粒子在速度选择器中做直线运动，则洛伦兹力和电场力等大反向，可知电场力的方向，根据粒子带电的正负，可知电场强度的方向；
由洛伦兹力和电场力的大小关系，可得粒子在速度选择器中运动的速度大小；
由带电粒子、两点间的距离可得粒子做圆周运动的半径，由洛伦兹力提供向心力可得粒子的比荷。
本题考查了带电粒子在磁场中的运动，注意分析清楚粒子运动的过程，应用左手定则、平衡条件、牛顿第二定律即可正确解题。
20.【答案】解：若磁场方向竖直向上，导体棒受到的安培力水平向右，如图所示：
根据平衡条件，沿斜面方向
解得
当安培力与重力平衡时，导体棒对斜面无压力，则有
解得
根据左手定则可知，磁感应强度方向水平向左。
当安培力沿斜面向上时，安培力最小，则磁感应强度最小，根据受力平衡可得
解得
根据左手定则可知，磁感应强度方向垂直于斜面向上。
答：所加匀强磁场的磁感应强度的大小为；
匀强磁场的磁感应强度的大小为，方向水平向左；
匀强磁场沿垂直于斜面向上的方向时磁感应强度最小，最小值为。
【解析】先根据左手定则分析出安培力的方向，结合受力分析得出磁感应强度的大小；
根据对物体的受力分析得出安培力的大小和方向，由此计算出磁感应强度的大小；
根据几何关系得出安培力的最小值，结合安培力的计算公式得出磁感应强度的最小值。
本题主要考查了安培力的相关应用，根据左手定则分析出安培力的方向，结合对物体的受力分析和几何关系即可完成解答。
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