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人教版选择性必修二（第一、二章）阶段性检测A卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁杨力可能为（ ）
A．大小为，方向向左 B．大小为，方向向左
C．大小为，方向向右 D．大小为，方向向左
2．如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过xoy平面，1、2、3、4直导线与xoy平面的交点成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出，已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，设1导线在O点产生的磁感应强度为B0，下列说法正确的是（ ）
A．4根直导线在O点的磁感应强度大小为0
B．直导线1、2之间的相互作用力为吸引力
C．直导线1、2在O点的合磁场的磁感应强度大小为2B0
D．直导线2受到直导线1、3、4的作用力合力方向指向O点
3．如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
B．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
C．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
D．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
4．质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（ ）
A．小物块一定带正电
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
5．小明模仿科技小视频制作电磁“小车”：用铜制裸导线绕制成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个磁性很强的磁铁固定连接在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极如图所示。把“小车”从左侧入口完全推入螺线管，“小车”并没有像视频那样向前运动。以下说法正确的是（ ）
A．电磁“小车”工作原理是螺线管中产生了电磁感应现象
B．若将“小车”从右侧入口完全推入，“小车”可能会向前运动
C．若将左端磁铁反向与电池固定连接后从左侧入口完全推入，“小车”可能会运动
D．将“小车”放入包有绝缘层的铝制长螺线管中，“小车”可能会运动
6．如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电的绝缘小球放在槽中，它的初速度为v0，磁感应强度的大小随时间均匀增大（已知均匀变化的磁场将产生恒定的感生电场），则（ ）
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增大
C．磁场力对小球做了功
D．小球受到的磁场力大小与时间成正比
7．如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压大小
B．金属杆中感应电流大小
C．金属杆受到的安培力大小
D．电阻R的电功率
8．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小从B0开始在Δt时间内均匀减小到零。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，Δt应为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一电荷量为、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向从该磁场边界射入磁场区域，射入点到ab的距离为，已知粒子的初速度为，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中的运动时间为
B．若将粒子射入点移动到a位置，粒子射出磁场的位置不变
C．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子离开磁场的位置到ab的距离为
D．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子在磁场中的运动时间为
10．如图甲所示，一质量为m、边长为L，电阻为R的单匝正方形导线框放在绝缘的光滑水平面上。空间中存在一竖直向下的单边界匀强磁场，线框有一半在磁场内。其边与磁场边界平行。时刻起，磁场的磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示。线框运动的图像如图丙所示，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，则（ ）
A．磁感应强度的变化率为
B．线框中的感应电流沿顺时针方向
C．时刻，线框的热功率为
D．时间内，通过线框的电荷量为
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．在用如图(甲)所示装置“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中:
(1)本实验中需要用到的传感器是光电门传感器和 传感器.
(2)让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组Δt与E，若以E为纵坐标、 为横坐标作图可以得到直线图像
(3)记录下小车某次匀速向左运动至最后撞上螺线管停止的全过程中感应电动势与时间的变化关系，如图所示，挡光时间Δt内图像所围阴影部分面积为S，增加小车的速度再次实验得到的面积 (选填“>”“<”或“=”)S
12．某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 （选填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向 （选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填正确选项前的字母）。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
（3）某同学对教材中断电自感实验做了如下改动。在两条支路上分别串联电流传感器，再按教材要求，断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
①断电瞬间，灯泡电流瞬间 ；（选填“增大”“减小”或“不变”）
②断电瞬间，灯泡中电流与断开前方向 ；（选填“相同”或“相反”）
③在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。（选填“变长”“变短”或“不变”）
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h，重力加速度为g。
（1）求小滑块运动到C点时的速度大小vC；
（2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf。
14．如图所示，在坐标系内有一半径为（未知）的圆形区域，圆心在横轴上，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在直线的上方和直线的左侧区域内，有一沿轴负方向的匀强电场，场强大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子以大小为的速度在坐标平面内从点射入磁场，当射入方向沿轴正方向时，粒子恰好从的正上方的点射出磁场，不计粒子重力。
（1）求圆形区域的半径为多少；
（2）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求第一次射出磁场时的位置坐标；
（3）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场所经历的总时间。
15．如图所示，和是两条足够长、相距为L的平行金属导轨，左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且右侧空间存在一竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为h处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上距棒足够远的地方，垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的质量分别为m和，接入回路部分的电阻分别为R和，棒与水平轨道间的动摩擦因数为，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终运动到距为d处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为g，求：
（1）AB棒刚进入磁场时所受安培力的大小；
（2）整个过程中AB棒上产生的焦耳热Q；
（3）整个过程中通过CD棒的电荷量q为多少？
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人教版选择性必修二（第一、二章）阶段性检测A卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为2I和I，电流方向如图中箭头所示，此时a受到的磁场力大小为F。若在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则b受到的磁杨力可能为（ ）
A．大小为，方向向左 B．大小为，方向向左
C．大小为，方向向右 D．大小为，方向向左
【答案】D
【详解】未放导线前，、导线之间的磁场力是吸引力，大小相等；置入导线后导线受到的磁场力大小为，方向可能向左也可能向右，故导线对导线的作用力可能是向右大小为，或向左大小为，所以导线对导线的作用力可能是向左大小为，或向右大小为，再与导线对导线的作用力合成，可知导线受到的磁杨力可能向左大小为，或向右大小为，故A、B、C错误， D正确；
故选D。
2．如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过xoy平面，1、2、3、4直导线与xoy平面的交点成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出，已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，设1导线在O点产生的磁感应强度为B0，下列说法正确的是（ ）
A．4根直导线在O点的磁感应强度大小为0
B．直导线1、2之间的相互作用力为吸引力
C．直导线1、2在O点的合磁场的磁感应强度大小为2B0
D．直导线2受到直导线1、3、4的作用力合力方向指向O点
【答案】A
【详解】AC．根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：1导线产生的磁感应强度方向为O4方向；3导线产生的磁感应强度方向为O2方向；同理，2导线产生的方向为O3方向，4导线产生的方向为O1方向；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为0，直导线 1、2 在O点的合磁场的磁感应强度大小为B0，故A正确，C错误。
B．直导线 1、2电流方向相反，根据平行通电导线作用规律，直导线 1、2 之间的相互作用力为排斥力，故B错误；
D．无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，即，1导线在O点产生的磁感应强度为B0，则 1、3在2的磁感应强度为，方向分别沿着23和12方向；故 1、3在2的磁感应强度合成为
沿13方向；直导线 4在2的磁感应强度为，方向沿31方向，直导线 1、3、4 在2处的合磁场为，方向沿13方向，则由左手定则，直导线2受到直导线 1、3、4 的作用力合力方向沿着42方向，不指向O点，故D错误；
故选A。
3．如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
B．如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为
C．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
D．如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为
【答案】C
【详解】AB．当磁场方向垂直纸面向里，则洛伦兹力方向向上。当
时，圆环不受支持力和摩擦力，摩擦力做功为零。当
时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功。根据动能定理得
解得
当
时，圆环先做减速运动，当
时，不受摩擦力，做匀速直线运动。由
可得
根据动能定理得
解得
故AB错误；
CD．如果磁场方向垂直纸面向外，则洛伦兹力方向向下，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功。根据动能定理得
解得
故D错误，C正确。
故选C。
4．质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（ ）
A．小物块一定带正电
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
【答案】C
【详解】A．根据磁场方向和小物块的运动方向，由左手定则可知，小物块的洛伦兹力方向垂直斜面，因带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，则洛伦兹力方向垂直斜面向上，根据左手定则判断，小物块带负电，故A错误；
BC．小物块在斜面上运动时，对小物块受力分析可知，小物块所受合力
由上式可知，随着v增大，洛伦兹力增大，增大，a增大，则小物块在斜面上运动时做加速度增大，速度也增大的变加速直线运动，故B错误，C正确；
D．小物块对斜面压力为零时，有
解得
故D错误。
故选C。
5．小明模仿科技小视频制作电磁“小车”：用铜制裸导线绕制成长螺线管当作轨道，固定在水平桌面上；将两个磁性很强的磁铁固定连接在一节新干电池的两极上制成“小车”，磁极与电极如图所示。把“小车”从左侧入口完全推入螺线管，“小车”并没有像视频那样向前运动。以下说法正确的是（ ）
A．电磁“小车”工作原理是螺线管中产生了电磁感应现象
B．若将“小车”从右侧入口完全推入，“小车”可能会向前运动
C．若将左端磁铁反向与电池固定连接后从左侧入口完全推入，“小车”可能会运动
D．将“小车”放入包有绝缘层的铝制长螺线管中，“小车”可能会运动
【答案】B
【详解】AB．两磁极间的磁感线如图所示
干电池与磁铁及中间部分线圈组成了闭合回路，在两磁极间的线圈中产生电流，左端磁极的左侧线圈和右端磁极的右侧线圈中没有电流，其中线圈中电流方向的左视图如图所示
由左手定则可知线圈所受的安培力向右，根据牛顿第三定律可知，“小车”向左加速，显然该“小车”前进不是利用电磁感应原理，把“小车”从左侧入口完全推入螺线管，其肯定不会向右运动，而若将“小车”从右侧入口完全推入螺线管，“小车”可能会向前运动，故A错误，B正确；
C．若将左端磁铁反向与电池固定连接，则磁感线不会向外发散，“小车”受到的合力为零，不能加速运动，故C错误；
D．将“小车”放入包有绝缘层的铝制长螺线管中，在螺线管中不会产生电流，则“小车”不会受到力的作用，不可能会运动，故D错误。
故选B。
6．如图所示的是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽宽的带正电的绝缘小球放在槽中，它的初速度为v0，磁感应强度的大小随时间均匀增大（已知均匀变化的磁场将产生恒定的感生电场），则（ ）
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增大
C．磁场力对小球做了功
D．小球受到的磁场力大小与时间成正比
【答案】B
【详解】AB．由麦克斯韦电磁场理论可知，磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一个恒定的感应电场，由楞次定律可知，此电场方向与小球初速度方向相同，由于小球带正电，电场力对小球做正功，小球的速度逐渐增大，向心力也随着增大，故A错误，B正确；
C．洛伦兹力与速度方向垂直，对运动电荷不做功，C错误；
D．带电小球所受洛伦兹力
随着速度的增大而增大，同时B与t成正比，则F与t不成正比，故D错误。
故选B。
7．如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成60°角放置。金属棒电阻为R，导轨的电阻不计，当金属棒以v沿垂直于棒的方向滑行时，则下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压大小
B．金属杆中感应电流大小
C．金属杆受到的安培力大小
D．电阻R的电功率
【答案】D
【详解】AB．ab中产生的感应电动势为
通过R的电流为
则电阻R两端电压大小
故AB错误；
C．金属杆受到的安培力大小
故C错误；
D．电阻R的电功率
解得
故D正确。
故选D。
8．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小从B0开始在Δt时间内均匀减小到零。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，Δt应为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】设半圆弧的半径为，线框从静止开始绕圆心O以角速度ω匀速转动时，线圈中产生的感应电动势大小为
线框保持图中所示位置，磁感应强度大小从B0开始在Δt时间内均匀减小到零，根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势大小为
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，则有
联立解得
故选C。
9．如图所示，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一电荷量为、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向从该磁场边界射入磁场区域，射入点到ab的距离为，已知粒子的初速度为，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中的运动时间为
B．若将粒子射入点移动到a位置，粒子射出磁场的位置不变
C．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子离开磁场的位置到ab的距离为
D．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子在磁场中的运动时间为
【答案】BC
【详解】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径
粒子的运动轨迹如图中线c所示
由几何关系可知，粒子在磁场中运动的时间
故A错误；
B．若将粒子射入点移动到a位置，粒子运动轨迹半径仍为R，由几何知识可知粒子射出磁场的位置保持不变，故B正确；
CD．若将磁场的磁感应强度增大为，粒子运动的轨迹半径
粒子的运动轨迹如图中d线所示，粒子离开磁场的位置到ab的距离为，粒子在磁场中的运动时间
故C正确，D错误。
故选BC。
10．如图甲所示，一质量为m、边长为L，电阻为R的单匝正方形导线框放在绝缘的光滑水平面上。空间中存在一竖直向下的单边界匀强磁场，线框有一半在磁场内。其边与磁场边界平行。时刻起，磁场的磁感应强度随时间均匀减小，如图乙所示。线框运动的图像如图丙所示，图中斜向虚线为过O点速度图线的切线，则（ ）
A．磁感应强度的变化率为
B．线框中的感应电流沿顺时针方向
C．时刻，线框的热功率为
D．时间内，通过线框的电荷量为
【答案】BC
【详解】A．根据左手定则可判断线框受到向左的安培力作用向左加速进入磁场，在时刻，感应电动势大小为
由牛顿第二定律得
由图丙可知在时刻的加速度为
联立解得
故A错误；
B．由图乙可知垂直纸面向里的磁感应强度减小，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线框中电流方向为顺时针方向，故B正确；
C．由图丙可知，时刻之后，线框速度恒定，说明线框已经全部进入磁场，此后虽然电路中有感应电流，但各边安培力相互抵消，所以线框做匀速直线运动，在时刻有
线框的热功率为
联立可得
故C正确；
D．时间内，对线框由动量定理得
即
若磁场恒定，则有
即通过线框的电荷量为
但因为随时间逐渐减小，所以通过线框的电荷量不为，故D错误。
故选BC。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．在用如图(甲)所示装置“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中:
(1)本实验中需要用到的传感器是光电门传感器和 传感器.
(2)让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组Δt与E，若以E为纵坐标、 为横坐标作图可以得到直线图像
(3)记录下小车某次匀速向左运动至最后撞上螺线管停止的全过程中感应电动势与时间的变化关系，如图所示，挡光时间Δt内图像所围阴影部分面积为S，增加小车的速度再次实验得到的面积 (选填“>”“<”或“=”)S
【答案】 电压 =
【详解】(1)[1]需要电压传感器测量感应电动势的平均值；
(2)[2]小车以不同速度靠近螺线管至最后撞上螺线管停止的全过程中，根据法拉第电磁感应定律公式可知，
故应该以为横轴作图；
(3)[3]根据法拉第电磁感应定律公式，则挡光时间内图像所围阴影部分面积为：
由于小车的初末位置不变，磁通量的变化量相等，故面积为一个定值．
12．某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 （选填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向 （选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填正确选项前的字母）。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
（3）某同学对教材中断电自感实验做了如下改动。在两条支路上分别串联电流传感器，再按教材要求，断开电路并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：
①断电瞬间，灯泡电流瞬间 ；（选填“增大”“减小”或“不变”）
②断电瞬间，灯泡中电流与断开前方向 ；（选填“相同”或“相反”）
③在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将 。（选填“变长”“变短”或“不变”）
【答案】 向下插入 有 AC/CA 增大 相反 变短
【详解】（1）[1]由图甲可知，当电流从左向右流过电流计时，电流计的指针将向左偏转；所以图乙中的电流也是从左向右流过电流计的，根据右手定则可以判定感应电流激发的磁场方向向下，说明条形磁铁的运动情况是向下插入螺线管的。
（2）[2]在外电路电流方向一定的情况下，螺线管中导线的绕向决定了电流的环绕方向和磁场方向；反之，当螺线管中的感应磁场及感应电流的方向一定的情况下，螺线管中导线的绕向就决定了外电路的电流方向。所以，灵敏电流计中的电流方向与螺线管B中导线的绕向有关系。
[3]合上开关瞬间，电路中的电流增大，螺线管A中的磁场也增大，则螺线管B中的感应电流激发的磁场的方向与螺线管A中的磁场方向相反，此时灵敏电流计的指针向右偏了一下。若要使灵敏电流计的指针向左偏转，即产生与之前方向相反的感应电流，则应减弱螺线管A中的磁场，也就是减小电路中的电流，可以将变阻器的滑片向右滑动，或者断开开关。
故选AC。
（3）[4]由图可知，断电瞬间，灯泡电流瞬间增大。
[5]断电瞬间，线圈内将产生自感电流，方向与断电前线圈内的电流方向相同；断电后线圈与灯泡组成了闭合回路，当线圈内的自感电流流过灯泡时，其方向与断电前灯泡中电流的方向相反。
[6]将铁芯拔出后，线圈的自感系数将变小，重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．如图所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h，重力加速度为g。
（1）求小滑块运动到C点时的速度大小vC；
（2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf。
【答案】（1）；（2）mgh－
【详解】（1）小滑块沿MN运动过程，水平方向受力满足
qvCB＋FN＝qE
小滑块在C点离开MN时
FN＝0
解得
（2）由动能定理得
mgh－Wf＝mvC2－0
解得
Wf＝mgh－
14．如图所示，在坐标系内有一半径为（未知）的圆形区域，圆心在横轴上，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。在直线的上方和直线的左侧区域内，有一沿轴负方向的匀强电场，场强大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子以大小为的速度在坐标平面内从点射入磁场，当射入方向沿轴正方向时，粒子恰好从的正上方的点射出磁场，不计粒子重力。
（1）求圆形区域的半径为多少；
（2）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求第一次射出磁场时的位置坐标；
（3）若粒子以速度从点垂直磁场方向射入第一象限，当速度方向在第一象限内与轴正方向的夹角为时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场所经历的总时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，则
又由洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）粒子从点射出时与轴平行，轨迹如图所示
粒子由到对应的圆心角为，设点坐标为，则
解得
故点坐标
（3）粒子从磁场中点射出时与轴平行，接下来进入电场后又进入磁场轨迹如图所示：
粒子在电场中的运动时间为
又由牛顿第二定律有
解得
粒子两次在磁场中运动对应的圆心角之和
时间为
其中
解得
粒子在电场和磁场间的运动时间
其中
解得
则总时间为
15．如图所示，和是两条足够长、相距为L的平行金属导轨，左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且右侧空间存在一竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为h处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上距棒足够远的地方，垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的质量分别为m和，接入回路部分的电阻分别为R和，棒与水平轨道间的动摩擦因数为，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终运动到距为d处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为g，求：
（1）AB棒刚进入磁场时所受安培力的大小；
（2）整个过程中AB棒上产生的焦耳热Q；
（3）整个过程中通过CD棒的电荷量q为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）AB棒下滑到处，根据机械能守恒得
此时
由闭合电路欧姆定律可得
由安培力公式可得
联立解得
（2）AB棒进入磁场后，根据动能定理得
回路中产生的焦耳热
又因两导体棒电流相同，则AB棒上产生的焦耳热
联立解得
（3）根据法拉第电磁感应定律可得平均电动势
平均感应电流
通过CD棒的电荷量
联立可得
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