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高中物理选择性必修二全书综合检测
[分值：100分]
单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
如图所示，正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻及导线电阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力大小为F。若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
2.（2024·北京高考5题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V 3 W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A.原线圈两端电压的有效值为24 V
B.副线圈中电流的有效值为0.5 A
C.原、副线圈匝数之比为1∶4
D.原线圈的输入功率为12 W
3.（2025·云南昆明模拟）如图所示是某一线圈通过的交变电流的电流—时间关系图像（前半个周期为正弦波形的），则一个周期内该电流的有效值为（ ）
A.I0 B.I0
C.I0 D.I0
4.（2025·浙江温州期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，以下说法正确的是（ ）
A.蓝牙通信的电磁波是可见光
B.在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短
C.两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉
D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速
5.（2025·安徽黄山市模拟）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是（ ）
A.0至0.5 ms内，电容器C正在充电
B.0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电
C.1 ms至1.5 ms内，Q点的电势比P点的电势高
D.若电容器的电容C加倍，则电流的周期将变为4 ms
6.（2025·吉林四平模拟）如图，固定在水平桌面上的足够长的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是（ ）
A.金属杆ab做匀加速直线运动
B.金属杆ab运动时回路中有顺时针方向的感应电流
C.F安先不断增大，后保持不变
D.金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比
（2025·贵州贵阳模拟）足够长的平行金属导轨ab、cd水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac之间连接有电容为C的电容器，导轨间距为L，长度为L的光滑金属棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好，俯视图如图所示。金属棒在水平恒力F的作用下开始向右运动，当金属棒运动距离为x时撤去外力F，整个过程电容器未被击穿，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.在外力F作用下金属棒做加速度越来越小的加速运动
B.撤去外力F后金属棒做减速运动直至静止
C.在外力F的作用下，电容器中的电荷量随时间均匀增大
D.撤去外力F时金属棒的速度为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. （2024·全国甲卷19题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以（ ）
A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变
C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动
，C正确；经以上分析可知，将T向b端移动，滑动变阻器的滑片向e端滑动，R1的热功率减小，D错误。
如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω，下列说法正确的是（ ）
A.将滑动触头P下移，用户获得的电压将增大
B.采用高压输电可以减小输电线中的电流
C.用户获得的功率为19 kW
D.升压变压器的输出电压U2＝1 000 V
10（2025·湖南郴州期末）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（ ）
A.kBL，0° B.kBL，0°
C.kBL，60° D.2kBL，60°
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(8分)（2025·河南周口期末）在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置。
（1）图a为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1＝2 kΩ，R2＝1.5 kΩ，R3＝4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图b所示。当a、b两点电势φa＜φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φa≥φb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为 ℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为 kΩ。
（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图c所示。该加热器向周围散热的功率为PQ＝k（t－t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20 ℃），k＝0.1 W/℃。
当PR＝PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为 ℃。某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是 （填选项前的字母序号）。
A.20～24 ℃ B.32～36 ℃
C.48～52 ℃ D.60～64 ℃
12.(8分) （2025·安徽合肥市月考）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材：可拆变压器、学生电源、数字多用电表。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 A 。
A.控制变量法
B.等效代替法
C.整体隔离法
（2）为了减小涡流的影响，铁芯应该选择 C 。
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的硅钢片叠成
D.绝缘的铜片叠成
（3）关于本实验，下列做法正确的是 ABD 。
A.为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12 V
B.为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱
C.变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
D.使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
（4）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如表所示。
原线圈匝数n1/匝 副线圈匝数n2/匝 输入电压U1/V 输出电压U2/V
100 200 4.32 8.27
100 800 4.32 33.90
400 800 4.33 8.26
400 1 600 4.33 16.52
①在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律。
②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 。
13.(10分)（2025·福建宁德期末）某磁防护装置截面如图所示，以O点为圆心内外半径分别为R、R的环形区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，板上有一小孔C。一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子以速度v0从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入内圆，粒子每次与绝缘薄板碰撞后以原速率反弹且电荷量不变。不计粒子重力，求：
（1）粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从射入C孔到离开C孔所需的时间t。
14.(12分) （2025·广东容山中学期中）如图所示，MN、PQ是竖直放置的光滑平行金属导轨，相距L＝0.5 m。上端接有R＝0.8 Ω的定值电阻，金属杆ab质量m＝100 g，电阻r＝0.2 Ω，其余电阻不计。整个装置在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0 T。ab杆从轨道上端由静止开始下落，下落过程中ab杆始终与轨道保持良好接触，当杆下落10 m时，达到最大速度。重力加速度取g＝10 m/s2。求：
（1）ab杆的最大速度；
（2）从静止开始到达到最大速度的过程中，定值电阻上消耗的焦耳热；
（3）从静止开始到达到最大速度的过程中，通过金属杆ab某横截面的电荷量。
15．（17分）（2026湖南T8联考12月检测）如图甲所示，一个质量为m，电荷量为的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间偏转，金属板长以及间距均为l，偏转电压为加速电压的2倍。
（1）求带电粒子离开偏转电场时的速度大小；
（2）粒子离开偏转电场后接着从P点进入一个按图乙规律变化的有界磁场中，磁场左右边线在竖直方向上，已知磁感应强度的大小为，取粒子刚进入磁场时为时刻，此时磁场方向垂直于纸面向里，当粒子离开磁场的右边缘后恰好从水平线PQ的Q点射出，求该磁场的变化周期T及磁场的宽度s。
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高中物理选择性必修二全书综合检测
[分值：100分]
单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
如图所示，正六边形线框abcdef由六根导体棒连接而成，固定于匀强磁场中的线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、b与电源两端相连，其中ab棒的电阻为5R，其余各棒的电阻均为R，电源内阻及导线电阻忽略不计。S闭合后，线框受到的安培力大小为F。若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
答案： A
解析： S闭合后，ab棒与其余各棒并联，设电源电动势为E，则并联两支路的电流大小均为I＝，ab棒受到的安培力的大小为Fab＝ILB，其余各棒在磁场中的等效长度也为L，受到的安培力大小为F其＝ILB，线框受到的安培力大小F＝Fab＋F其＝2ILB，若仅将ab棒移走，则余下线框受到的安培力大小F'＝F其＝ILB＝，故A正确
2.（2024·北京高考5题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V 3 W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A.原线圈两端电压的有效值为24 V
B.副线圈中电流的有效值为0.5 A
C.原、副线圈匝数之比为1∶4
D.原线圈的输入功率为12 W
答案：B
解析： 原线圈两端电压的有效值为U1＝＝24 V，A错误；由副线圈所接灯泡正常发光可知副线圈中电流的有效值为I＝＝A＝0.5 A，B正确；原、副线圈匝数之比＝＝＝，C错误；原线圈的输入功率P入＝P出＝3 W，D错误。
3.（2025·云南昆明模拟）如图所示是某一线圈通过的交变电流的电流—时间关系图像（前半个周期为正弦波形的），则一个周期内该电流的有效值为（ ）
A.I0 B.I0
C.I0 D.I0
答案： B
解析： 设该电流的有效值为I，根据有效值的定义得I2RT＝R·＋（2I0）2R·，解得I＝I0，故选B。
4.（2025·浙江温州期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，以下说法正确的是（ ）
A.蓝牙通信的电磁波是可见光
B.在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短
C.两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉
D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速
答案：B
解析： 蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误；蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，所以在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确；若两束蓝牙通信的电磁波频率相同，相位差恒定，就会发生干涉，故C错误；蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速，故D错误。
5.（2025·安徽黄山市模拟）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是（ ）
A.0至0.5 ms内，电容器C正在充电
B.0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电
C.1 ms至1.5 ms内，Q点的电势比P点的电势高
D.若电容器的电容C加倍，则电流的周期将变为4 ms
答案： C
解析： 由题图乙可知，0至0.5 ms内，通过P点的电流向右且逐渐增大，则电容器正在放电，故A错误；0.5 ms至1 ms内，通过P点的电流向右且逐渐减小，则电容器正在反向充电，电容器下极板带正电，故B错误；1 ms至1.5 ms内，通过P点的电流向左且逐渐增大，则电容器正在反向放电，电容器下极板带正电，上极板带负电，可知Q点的电势比P点的电势高，故C正确；由题图乙可知，电流的周期T＝2 ms，若电容器的电容C加倍，根据T＝2π，则电流的周期将变为T'＝T＝2 ms，故D错误。
6.（2025·吉林四平模拟）如图，固定在水平桌面上的足够长的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的恒力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨，金属杆受到的安培力用F安表示，则下列说法正确的是（ ）
A.金属杆ab做匀加速直线运动
B.金属杆ab运动时回路中有顺时针方向的感应电流
C.F安先不断增大，后保持不变
D.金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方成正比
答案：C
解析：F安＝BIL＝，金属杆在恒力作用下向右做加速运动，随着速度v的增大，安培力不断变大，金属杆受到的合力减小，加速度减小，当安培力与恒力的合力为零时金属杆ab做匀速直线运动，安培力保持不变，由此可知，金属杆ab向右先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，故A错误，C正确；由右手定则或楞次定律可知，金属杆ab运动时回路中有逆时针方向的感应电流，故B错误；安培力的功率P安＝F安v＝，如果金属杆做初速度为零的匀加速直线运动，则v＝at，金属杆克服安培力做功的功率与时间的平方成正比，由于金属杆先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动，因此金属杆ab克服安培力做功的功率与时间的平方不成正比，故D错误。
（2025·贵州贵阳模拟）足够长的平行金属导轨ab、cd水平放置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac之间连接有电容为C的电容器，导轨间距为L，长度为L的光滑金属棒垂直于导轨放置，与导轨接触良好，俯视图如图所示。金属棒在水平恒力F的作用下开始向右运动，当金属棒运动距离为x时撤去外力F，整个过程电容器未被击穿，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.在外力F作用下金属棒做加速度越来越小的加速运动
B.撤去外力F后金属棒做减速运动直至静止
C.在外力F的作用下，电容器中的电荷量随时间均匀增大
D.撤去外力F时金属棒的速度为
答案：C
解析：对金属棒，由牛顿第二定律得F－BIL＝ma，通过金属棒的电流为I＝＝＝BLaC，可得金属棒的加速度a＝，金属棒做匀加速直线运动，撤去外力F后，金属棒两端电压和电容器两端电压相等，整个闭合回路中没有电流，金属棒做匀速直线运动，故A、B错误；电容器中的电荷量Q＝CU＝CBLat＝，可知电容器中的电荷量随时间均匀增大，故C正确；由v2＝2ax，可求得v＝，故D错误。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. （2024·全国甲卷19题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以（ ）
A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变
C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动
答案： AC
解析： 保持T不动，则原、副线圈匝数比不变，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压不变，滑动变阻器的滑片向f端滑动时，其接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知通过R1的电流增大，根据P＝I2R可知，R1的热功率增大，A正确；仅将T向b端移动，R1两端的电压减小，根据P＝可知，R1的热功率减小，B错误；同理，仅将T向a端移动，R1的热功率增大，再将滑动变阻器的滑片向f端滑动，R1的热功率进一步增大，C正确；经以上分析可知，将T向b端移动，滑动变阻器的滑片向e端滑动，R1的热功率减小，D错误。
如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为10 Ω，下列说法正确的是（ ）
A.将滑动触头P下移，用户获得的电压将增大
B.采用高压输电可以减小输电线中的电流
C.用户获得的功率为19 kW
D.升压变压器的输出电压U2＝1 000 V
答案：ABC
解析： 由P输＝P2＝U2I2可知，在输电功率不变的情况下，提高升压变压器输出电压U2，可以减小输电线中的电流I2，即采用高压输电可以减小输电线中的电流，故B正确；由电流互感器原理可得，输电线的电流为I2＝10I'＝10 A，由题意可知，升压变压器的输出功率为20 kW，则可得升压变压器的输出电压为U2＝＝2 000 V，输电线损耗的功率为ΔP＝r＝1 000 W，则用户获得的功率为P4＝P3＝P2－ΔP＝19 kW，故C正确，D错误；降压变压器及其负载的等效电阻R等＝＝＝R用，可知将滑动触头P下移，n3增大，R等将增大，在输电功率不变的前提下，由P输＝（r＋R等）可知，输电电流将减小，则输电线损失功率ΔP减小，用户获得的功率P4将增大，由P4＝可知，用户获得的电压U4将增大，A正确。
10（2025·湖南郴州期末）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（ ）
A.kBL，0° B.kBL，0°
C.kBL，60° D.2kBL，60°
答案：BC
解析：若离子通过下部分磁场直接到达P点，其运动轨迹如图甲所示，则根据几何关系，有R＝L，qvB＝m，联立解得v＝＝kBL，根据对称性可知出射速度与SP成30°角向上，故离子出射方向与入射方向的夹角为θ＝60°。当离子从上、下磁场均经历一次时，其运动轨迹如图乙所示。
因为上下磁感应强度均为B，则根据对称性及几何关系有R＝L，根据洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，可得v＝＝kBL，此时离子出射方向与入射方向相同，即出射方向与入射方向的夹角为θ＝0°。通过以上分析可知当离子从下部分磁场射出时，需满足v＝＝kBL（n＝1，2，3，…），此时离子出射方向与入射方向的夹角为θ＝60°；当离子从上部分磁场射出时，需满足v＝＝kBL（n＝1，2，3，…），此时离子出射方向与入射方向的夹角为θ＝0°，综合上述分析可知B、C正确，A、D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(8分)（2025·河南周口期末）在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置。
（1）图a为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1＝2 kΩ，R2＝1.5 kΩ，R3＝4 kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图b所示。当a、b两点电势φa＜φb时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当φa≥φb时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为 ℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为 kΩ。
（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图c所示。该加热器向周围散热的功率为PQ＝k（t－t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20 ℃），k＝0.1 W/℃。
当PR＝PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为 ℃。某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是 （填选项前的字母序号）。
A.20～24 ℃ B.32～36 ℃
C.48～52 ℃ D.60～64 ℃
答案：（1）25 Rt＞3 （2）71（69～73均可） B
解析：（1）由题图a可知，当满足＝时，即Rt＝3 kΩ时φa＝φb，此时由题图b可知温度为25 ℃，即恒温箱内的稳定温度为25 ℃；恒温箱内的电热丝加热时，Rt的取值范围为Rt＞3 kΩ。
（2）PQ＝0.1（t－t0）（W），PQ与温度t之间关系的图像如图。
由图可知，当温度为71 ℃时，发热功率和散热功率相等，即此时物体的温度不再变化；发热功率和散热功率差值越大，升温越快，用时越短，由图可知，四个选项中，32～36 ℃时PR－PQ最大，即该过程用时最短，故选B。
12.(8分) （2025·安徽合肥市月考）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材：可拆变压器、学生电源、数字多用电表。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 A 。
A.控制变量法
B.等效代替法
C.整体隔离法
（2）为了减小涡流的影响，铁芯应该选择 C 。
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的硅钢片叠成
D.绝缘的铜片叠成
（3）关于本实验，下列做法正确的是 ABD 。
A.为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，原线圈所接电压不超过12 V
B.为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱
C.变压器正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
D.使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
（4）现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如表所示。
原线圈匝数n1/匝 副线圈匝数n2/匝 输入电压U1/V 输出电压U2/V
100 200 4.32 8.27
100 800 4.32 33.90
400 800 4.33 8.26
400 1 600 4.33 16.52
①在误差允许范围内，表中数据基本符合 规律。
②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因 。
答案：（1）A（2）C （3）ABD
变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
解析：（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法，故选A。
（2）变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为减小涡流影响，选择用绝缘的硅钢片叠成的铁芯，故C正确，A、B、D错误。
（3）变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12 V，A正确；为了保证人身安全，变压器通电后不要用手接触裸露的导线或接线柱，B正确；变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
（4）①根据表中数据，在误差允许的范围内基本符合变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有＝；②由于变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，因此变压器输出电压比理论值偏小。
13.(10分)（2025·福建宁德期末）某磁防护装置截面如图所示，以O点为圆心内外半径分别为R、R的环形区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，板上有一小孔C。一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子以速度v0从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入内圆，粒子每次与绝缘薄板碰撞后以原速率反弹且电荷量不变。不计粒子重力，求：
（1）粒子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从射入C孔到离开C孔所需的时间t。
答案：（1）R （2） （3）
解析：（1）根据几何关系可知＋r2＝（R＋r）2
解得r＝R。
（2）根据洛伦兹力提供向心力有qv0B＝m
解得B＝。
（3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为θ，由几何关系得tan＝
解得θ＝π
粒子在磁场中运动的周期为T＝＝
粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为t＝T
解得t＝
由几何关系可得粒子运动时总共与绝缘薄板发生5次碰撞，所用时间为
t总＝6t＝。
14.(12分) （2025·广东容山中学期中）如图所示，MN、PQ是竖直放置的光滑平行金属导轨，相距L＝0.5 m。上端接有R＝0.8 Ω的定值电阻，金属杆ab质量m＝100 g，电阻r＝0.2 Ω，其余电阻不计。整个装置在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0 T。ab杆从轨道上端由静止开始下落，下落过程中ab杆始终与轨道保持良好接触，当杆下落10 m时，达到最大速度。重力加速度取g＝10 m/s2。求：
（1）ab杆的最大速度；
（2）从静止开始到达到最大速度的过程中，定值电阻上消耗的焦耳热；
（3）从静止开始到达到最大速度的过程中，通过金属杆ab某横截面的电荷量。
答案：（1）4 m/s （2）7.36 J（3）5 C
解析：（1）当ab匀速下落时速度达到最大，此时所受安培力与重力二力平衡，
则有F安＝mg
又F安＝BIL，E＝BLvmax，I＝
联立解得ab杆的最大速度为vmax＝4 m/s。
（2）从静止开始到达到最大速度的过程中，由能量守恒定律得
mgh＝Q总＋m
所以回路产生的总焦耳热为Q总＝mgh－m＝9.2 J
定值电阻上消耗的焦耳热为QR＝Q总＝7.36 J。
（3）从静止开始到达到最大速度的过程中，通过金属杆ab某横截面的电荷量q＝Δt
＝
＝
ΔΦ＝BΔS＝BLh
联立解得q＝5 C。
15．（17分）（2026湖南T8联考12月检测）如图甲所示，一个质量为m，电荷量为的带电粒子（重力忽略不计），从静止开始经电压加速后，沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间偏转，金属板长以及间距均为l，偏转电压为加速电压的2倍。
（1）求带电粒子离开偏转电场时的速度大小；
（2）粒子离开偏转电场后接着从P点进入一个按图乙规律变化的有界磁场中，磁场左右边线在竖直方向上，已知磁感应强度的大小为，取粒子刚进入磁场时为时刻，此时磁场方向垂直于纸面向里，当粒子离开磁场的右边缘后恰好从水平线PQ的Q点射出，求该磁场的变化周期T及磁场的宽度s。
答案：（1）
（2）（）
解析：（1）在加速电场中
在偏转电场中
解得
粒子的偏转角
离开偏转电场时的速度大小为，
解得
（2）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
由几何关系可知，轨迹呈周期性，每段圆弧轨迹对应的圆心角均为90°，磁场的变化周期为
磁场的宽度为
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