2022-2023 学年第二学期联片办学期末考试 4．(本题 4分)某月球探测器着陆月球后，在磁场极其微弱的月球上，通过探测器拍
摄到带电粒子在月球磁场中的运动轨迹.如果探测器通过月球表面①、②、③、④四
高二年级物理学科试卷 个位置，拍摄到的电子运动轨迹照片如图所示（四张照片尺寸比例相同）。设电子速
一、单选题 (本题共 6小题，每小题 4分，共 24 分。每小题列出的 4个备选项中只
率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是 （ ）
有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．(本题 4分)一正弦式交变电流的 i - t 图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．④③②① B．①④②③ C．③④②① D．①②③④
5．(本题 4分)如图所示，四幅图分别表示在匀强磁场中，闭合电路的一部分导体的
A．在 t 0.4 s 时电流改变方向 B．该交变电流的周期为 0.5 s
运动方向与电路中产生的感应电流方向的关系，其中错误的是 （ ）
C．该交变电流的表达式为 i = 2cos5πt A
2
D．该交变电流的有效值为 A
2
2．(本题 4分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B．如图导线通以恒定电流 I，
A． B．
放置在磁场中．已知 ab 边长为 2L，与磁场方向垂直，bc 边长为 L，与磁场方向平行．该
导线受到的安培力为 （ ）
A．0
B．BIL
C． D．
C．2BIL
D．√5BIL
6．(本题 4分)某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来
3．(本题 4分)如图所示，半径为 r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应
追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为 S，匝数为 N，处于磁感应强度为 B的匀强
强度 B随时间 t的变化关系为B B0 kt，B0、k为常量，则图中半径为 R的单匝圆形 磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间 t后线圈平面逆时针转动至与磁场夹
线圈中产生的感应电动势大小为 （ ） 角为θ处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方
A． kr2 向（从左往右看）为 （ ）
2 NBS sin B． kR A． t ，逆时针
C． B 2 NBS cos 0r B． t ，逆时针
D． B R2 NBS sin 0 C． t ，顺时针
NBS cos
D． t 顺时针
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二、多选题 (本题共 4小题，每小题 5分，共 20 分。每小题列出的 4个备选项中有 9．(本题 5分)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的
多项符合题目要求，全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0分)
充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为 220V、匝数为 1100 匝，接收线圈的匝
7．(本题5分)如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面
数为 50 匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 80%，忽略其它
的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐
损耗，下列说法正确的是 （ ）
标原点O，e为cd 的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的
电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则 （ ）
A．接收线圈的输出电压约为 8 V
A．O 点的磁感应强度为 0
B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为 22:1
B．O 点的磁感应强度方向由 O指向 c
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
C．e点的磁感应强度方向沿 y轴正方向
D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
D．e点的磁感应强度方向沿 y轴负方向
10．(本题 5分)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所
8．(本题 5分)如图所示，两理想变压器间接有电阻 R，电表均为理想交流电表，a、
示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从 P点沿
b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关 S后 （ ）
径向射入磁场，粒子 1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的 M点。粒子 2经磁场
偏转后打在探测器上的 N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作
用力。下列说法正确的是 （ ）
A．R的发热功率不变
B．电压表的示数不变
C．电流表A1的示数变大 A．粒子 1可能为中子
D．电流表A2的示数变小 B．粒子 2可能为电子
C．若增大磁感应强度，粒子 1可能打在探测器上的 Q点
D．若增大粒子入射速度，粒子 2可能打在探测器上的 Q点
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12．(本题 6分)某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。
三、实验题(本题共 2 小题，每小题 6分，共 12 分)
11．(本题 6分)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过
磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：
（1）在甲图中，闭合开关 s后，将滑片 P向右减速移动的过程中，线圈 B中的磁通
（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显， 量______（选填“增大”或“减小”）。
通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填 （2）在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从______（选
顺时针或逆时针）． 填“正”或“负”）接线柱流入电表。
A．平行于南北方向，位于小磁针上方 （3）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G与线圈 L连接，如图丙所示．已知线圈由 a
B．平行于东西方向，位于小磁针上方 端开始绕至b端；当电流从电流计 G左端流入时，指针向左偏转。当条形磁铁从图中
C． 平行于东南方向，位于小磁针下方 的虚线位置向右远离 L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为_______（填：“顺
D．平行于西南方向，位于小磁针下方 时针”或“逆时针”）。
（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿 x轴方向 四、解答题(本题共 4小题，共 44 分)
13．(本题 10 分)厦门某个小型水电站发电机的输出功率为 P1 100kW，发电机的输出
射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在
电压为U1 250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为 R 2 ，
下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）
在用户端用降压变压器把电压降为U 4 220V。要求输电效率达到 95%。为此需要设计
A．加一磁场，磁场方向沿 z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿 y轴正方向
两个变压器的匝数比。请你计算：
C． 加一电场，电场方向沿 z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿 y轴正方向
（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________ （1）输电线上通过的电流 I2是多少？
（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸 （2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压 U为多少？
引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说， （3）降压变压器的匝数比 n3 : n4等于多少？
电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.
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14．(本题 10 分)如图甲所示的螺线管，匝数 n=1500 匝，横截面积 S=20cm2，电阻 16．(本题 12 分)如图所示，一 U形金属框的可动边 AC 长0.1m，其电阻为2 ，匀强
r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻 R1=3.5Ω，R2=2.5Ω，向右穿过螺线管的匀强磁场 磁场的磁感强度为0.5T，AC 以8m/s的速度水平向右匀速移动，电阻 R阻值为2 ，（其
的磁感应强度按图乙所示规律变化。求： 它电阻均不计）。
（1）螺线管产生的感应电动势大小； （1）计算感应电动势的大小；
（2）通过螺线管的电流大小和方向； （2）计算电阻 R中的电流大小；
（3）螺线管两端的电压大小，并判断 M、P两端的电势高低。 （3）计算导体棒 AC 受到的安培力大小；
15．(本题 12 分)如图所示，直线 MN 上方为磁感应强度为 B的足够大的匀强磁场。
一电子（质量为 m、电荷量为 e）以速度 v从点 O与 MN 成45 角的方向射入磁场中，
求：
（1）电子在磁扬中运动的半径 r；
（2）电子从磁场中射出时到 O点的距离 d；
（3）电子在磁扬中运动的时间。
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{#{QQABKYYEgggoABIAAQACEwEACEOQkgACCCgGxFAYoEAAiBNABCA=}#}参考答案：
1．C
【详解】A．由图可知t0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；
C．由图可知，电流的最大值为，角速度为
故该交变电流的表达式为
故C正确；
D．该交变电流的有效值为
故D错误。
故选C。
2．C
【详解】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为
Fab=BI 2l=2BIl
则该导线受到的安培力为2BIl。
故选C。
3．A
【详解】由题意可知磁场的变化率为
根据法拉第电磁感应定律可知
故选A。
4．D
【详解】根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
由图可知半径关系为
可知磁场从强到弱的位置排列是①②③④。
故选D。
5．A
【详解】根据右手定则，即让磁感线穿过手掌心，大拇指所指的方向为运动方向，则四指所指方向为感应电流的方向。
A．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，故A错误，符合题意；
B．根据右手定则，可知感应电流方向沿导线向上，故B正确，不符合题意；
C．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，故C正确，不符合题意；
D．根据右手定则，可知感应电流方向沿导线向下，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．A
【详解】经过时间t，面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，磁通量变化为
由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的平均感应电动势的大小为
由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。
故选A。
7．BD
【详解】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条导线在O点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知，与相互抵消，与合成，根据平行四边形定则，可知O点的磁感应强度方向由O指向c，其大小不为零，故A错误，B正确；
CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度大小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示
由图可知与大小相等，方向相反，互相抵消；而与大小相等，方向如图所示，根据平行四边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误，D正确。
故选BD。
8．BC
【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由
可知电流表的示数变大，根据
因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；
B．根据理想变压器电压比等于匝数比
可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确；
D．根据理想变压器电流与匝数关系可得
由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。
故选BC。
9．AC
【详解】A．根据
可得接收线圈的输出电压约为U2=8V；
B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误；
C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；
D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】AB．由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子；粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，A正确、B错误；
C．由以上分析可知粒子1为中子，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，C错误；
D．粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力有
解得
可知若增大粒子入射速度，则粒子2的半径增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，D正确。
故选AD。
（1） A （1分） 逆时针（1分）
B（2分）
吸引 （1分） 排斥（1分）
【详解】（1）无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A；
（2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a为阴极；故B对．
（3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；
12． （1）增大 （2分） （2） 负 （2分） （3）逆时针（2分）
【详解】（1）[1]滑片P向右减速移动的过程中，电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B中的磁通量增大。
（2）[2]条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增减反同”，线圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入，下端流出，因此电流从负接线柱流入电表。
（3）[3]条形磁铁从图中位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上且减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场向上，由安培定则可知，线圈中电流由b流向a，俯视线圈，其绕向为逆时针。
13．（1）50A；3分（2）100V；3分（3）95：11，4分
【详解】（1）损失功率为发电机输出功率的5%。则
设输电线上的电流为I2，则
得
（2）输电过程损失的电压
代入数据解得
（3）设升压变压器输入功率为，输出功率为，输出电压为，则
解得
根据
解得
降压变压器的输入电压为，则
根据
解得
14．（1）6V；3分（2）0.8A，M→a→c→b→P→M；3分（3）4.8V，M端电势高，4分
【详解】（1）由B—t图像知
根据法拉第电磁感应定律有
解得
E=6V
（2）由楞次定律判断，当B随时间增大时，穿过线圈的磁通量增大，因此感应电流的磁场方向向左，再由安培定可知，感应电流方向为M→a→c→b→P→M。根据
解得
I=0.8A
（3）线圈可以等效为电源，由电流方向可知，M端为等效电源的正极，M端电势高，螺线管两端的电压为等效电源的路端电压，即为电阻R1、R2两端的电压之和，则有
UMP=I（R1＋R2）=0.8×（3.5＋2.5）V=4.8V
15．（1）；4分（2）；4分（3），4分
【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）由几何关系得，圆心角为，电子出射点距O点的距离
（3）电子在磁场中的运动时间
又
联立解得
16．（1）0.4V；4分（2）0.1A；4分（3），4分
【详解】（1）感应电动势的大小
（2）电阻R中的电流大小
（3）导体棒AC受到的安培力大小
