A C B D D B C BD AB AC
12.向外
13.感应电动势最大值
从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式
电流有效值
线圈转动 过程中外力做的功等于回路产生的总热量
线圈从中性面位置转过 的过程中，通过电阻的电荷量
14.当 时，速度为 ，此时
感应电动势为
感应电流
安培力
根据受力平衡可得
联立解得；
前 内，根据动量定理有，
设前 内金属杆通过的位移为 ，
联立解得；
内金属杆通过的位移为
前 内对棒由动能定理
电路中产生的总热量
电阻 产生的热量为
联立解得。
15.根据洛伦兹力提供向心力
解得
可得粒子做匀速圆周运动的轨迹半径越小则它的速度就越小，粒子源到 区域最近的点为与 区域的交点，则当粒子竖直向下发射，其轨迹刚好与 区域相切时，满足能到达 区域的最小发射速度，如图由几何关系得
则该粒子的发射速度为：
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
当粒子的运动轨迹恰好与圆相切时区域的临界情况，如图，根据几何关系可知
故当粒子恰好向左或向右射出时．能够刚好进入 区域，因此能够进入 区域的粒子数与发射的粒子总数之比为 。
利用反向思维可知，若离子能平行于射出．其必然经过圆形轨道最低点，轨迹如图，则其在 区域运动的时间为
在 区域运动的时间为
故总时间为 。万州二中高 2023 级高二下期 3 月月考 物理试题
考试时间：75 分钟 满分：100 分
命题人：谭仕凡 审题人:杨波
一.选择题(共 43 分，1-7 小题为单项选择，每小题 4 分;8-10 小题为多项选择，每小题 5分，没有选全得 3 分，选
错不得分，选全得 5分。)
1.下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是( )
A. 图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度
同向转动
B. 图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，
铜盘的转速减小
C. 图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动
D. 图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警
2.如图，甲为磁流体发电机原理示意图，乙为速度选择器原理示意图，丙为质谱仪原理示意图，丁为回旋加速器原
理示意图，不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 图甲中将等离子体喷入磁场， 、 之间产生电势差， 板是发电机的正极
B. 图乙中粒子沿着图示虚线路径通过速度选择器时，粒子速度大小为
C. 图丙中质量为 1 2 电荷量为 的粒子在磁场中轨道半径为
D. 图丁中仅增大加速电压 ，粒子的最大速率增大
3.如图所示，光滑金属导轨与水平面成 角，金属杆 垂直放置在导轨上，导轨处于匀强磁场中。接通电路后，当
磁场方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为 1时， 被释放后保持
静止;当磁场方向竖直向上、磁感应强度大小为 2时， 被释放后也能保
1
持静止。则 为( )2
A. sin B. cos C. tan D. tan 1
4.如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁(N 极朝下)，当条形磁铁下落时，可以判
定( )
A. 环中将产生俯视顺时针方向的感应电流 B. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
C. 环有面积扩张的趋势 D. 环对桌面的压力将增大
5.如图所示，图甲为一台小型发电机构造示意图，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内
阻为 1 ，外接电阻为 10 ，则下列说法中正确的是( )
A. 通过电阻的电流方向 1秒钟改变 50次
B. 在 0.01 时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大
C. 线圈每转一周电阻 上产生的焦耳热为 0.88
D. 电压表的示数为 20
6.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 ，置于垂直纸面向里、边界为 的匀强磁场外，线框 边平行磁
场边界 ，线框以垂直于 速度匀速地完全进入磁场，线框上产生的热量为 1，通过线框导体横截面的电荷量为
1.现将线框进入磁场的速度变为原来的两倍，线框上产生的热量为 2，通过线框导
体横截面的电荷量为 2，则有( )
A. 2 = 1,， 2 = 1 B. 2 = 2 1,， 2 = 1
C. 2 = 2 1, 2 = 2 1 D. 2 = 4 1,， 2 = 1
7.如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆 ，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为 37°，磁感应强度大小为 、
方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为 的带负电小环(可视为质点)套在
直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数 = 0.5，将小环从直杆 上的 点由静止释
放，下降高度为 之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为
( > 0)，重力加速度大小为 ，不计空气阻力，取 37° = 0.6，下列说法中正确的是( )
A. 小环释放后，一直做加速度减小的加速运动
B. 小环释放后，小环的速度先增大后减小
C. 小环释放后，加速度的最大值为 0.6 2 ，速度的最大值为
3 2
D. 小环下降高度 的过程中，因摩擦产生的热量为
2 2
8.如图甲所示，圆形线圈电阻 = 1 ，匝数 = 100，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为 = 0.2 2，
有一个阻值为 = 2 的电阻两端分别与线圈两端 、 相连，
电阻的一端 接地。磁感应强度 随时间 变化的规律如图乙
所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，下列说法
正确的是( )
A. 在 0 4 时间内， 点电势高于 点电势
B. 在 0 4 时间内，通过电阻 的电荷量大小为 4
C. 当 = 4 时穿过线圆的磁通量为 12
D. 在 0 4 时间内， 、 两点间电压大小为 2
9.如图为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 ，方向分别垂直纸面向里和
向外，磁场宽度均为 。磁场左侧有一个边长为 的正方形导体线框，其总电阻为
，右边紧邻磁场边界，线框所在平面与磁场方向垂直。现用外力 使线框以速度 向右匀速穿过磁场区域，以初始
位置为计时起点，规定磁感线垂直纸面向里时磁通量 的方向为正，电流沿逆时针方向时为正，外力 向右为正。则
以下关于线框中的磁通量 、感应电流 、外力 和导体线框的发热功率 随时间变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示，半径为 的圆形区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 ， 点是圆心， 是磁场边
界上的最低点。大量质量均为 、电荷量为 ( > 0)的带电粒子，以相同的速率从 点沿纸面内的各个方向射入磁
场区域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径 ， 、 为圆形区域水平直径的两个端点，粒子的重力、空气阻
力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是( )
A. 若 = 2 ，则粒子在磁场中运动的最长时间为 =
3
B. 若 = 2 ，则从 点有沿水平方向射出磁场的粒子
C. 若 = ，则圆周上有一半区域有粒子射出
D. 若 = ，则与 连线成 30°角偏右侧进入磁场的粒子在磁场中经历的时间为 =
3
二、实验题（11题每空 2分，12题每空 3分，共 15分）
11.在学习了自感的知识以后，某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究：直流电阻不
计的线圈 ，规格相同的灯泡 1和 2，规格为 3 、20 的滑动变阻器 。他们按图所示连接好实验电路，滑动变阻
器的滑片移到中间。
(1)当开关 闭合时，他们可以观察到的实验现象是 先亮起来，稳定后 更亮。(填灯泡代号)
(2)当开关断开前后，灯泡 2中的电流随时间的变化图像可能正确的是 。
12.某物理兴趣小组的同学设计了一个利用天平测定磁感应强度的实验方案，实验原理如图所示，天平的右臂下面
挂一个宽为 的矩形线圈，线圈的下部悬在方向垂直于纸面的匀强磁场中.天平左右
悬点关于支点对称，线圈共 匝，当地重力加速度大小为 ，实验步骤如下：
(1)未通电流时，在天平左盘内放入砝码，使天平平衡;当给线圈通以逆时针方向、
大小为 的电流(如图所示)时，需要在砝码盘中再加入质量为 0的砝码，天平才重
新平衡.分析可知磁场方向垂直于纸面 (填“向里”或“向外”)，磁感应强度大小 = . (用题中所给物理
量符号表示)
(2)只改变通入线圈电流 的大小，砝码盘中放入砝码使天平平衡，读出砝码盘中砝码的总质量 ，得到多组 和 数
据后，作出了 图像，若该图像是一条斜率为 的直线，则匀强磁场的磁感应强度大小 = . (用 、 、
和 表示)
三、计算题（本大题共 3 小题，共 42 分）
13.（12分）如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈 的面积 = 0.1 2，匝数 = 100，线圈的总电阻
= 10 ，线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小 = 0.1 。线圈通过滑环和电刷与阻值 = 90 的定值电
阻连接。现使线圈绕轴 ′匀速转动，角速度为 = 300 / 。
(1)从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式；
(2)求维持线圈匀速转动 1min过程中所需外力 做的功；
(3)求线圈从中性面位置转过90 的过程中，通过电阻 的电荷量 。
14.（12 分）如图 1所示，两根间距为 = 1.0 、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角 = 30 ，导轨
底端接入一阻值为 = 2.0 的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为 的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向
上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为 = 0.2 、电阻为 = 1.0 的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻
开始给金属杆一个沿斜面向上 = 2.0 的恒力，金属杆
由静止开始运动，图 2为运动过程的 图像，重力加
速度 = 10 / 2。则在金属杆向上运动的过程中，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)前 2 内金属杆通过的位移；
(3)前 4 内电阻 产生的热量。
15.（18 分）如图所示，空间有垂直于纸面的匀强磁场 1和 2，磁感应强度大小均为 0.1 ， 2分布在半径 = 2
的圆形区域内， 为过其圆心 的竖直线， 1分布在 左侧的半圆形区域外．磁场 1
中有粒子源 ， 与 的距离 = 2 3 ，且 ⊥ ，某时刻粒子源 沿着纸面一次性向
各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子，每个粒子的质量 = 2 × 10 6 、电量 =
1 × 10 2 .不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，求：
(1)从 S点竖直向下发射的粒子，刚好以最小速度到达 2区域，求发射速度的最小值；
(2)若所有粒子的发射速率均为 = 1 × 103 / ，求能进入圆形区域的粒子所占的比率；
(3)若从 点发射速率为 = 1 × 103 / 的某粒子最终平行 方向射出圆形区域，求粒子在磁场中运动的总时间．
