广东省北师大珠海分校附属外国语学校2020-2021学年高二上学期期末考试物理试题（A卷） Word版含答案

北师大珠海分校附属外国语学校
2020---2021学年第一学期 期末 考试高二A年级物理试卷
分数
一、单项选择题?(本大题10小题，每题3分，共30分．)
1．元电荷是（　　）
A．质子的带电量 B．质子 C．电子 D．中子
2．下列关于电场强度的说法，正确的是
A．式中，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是试探电荷的电荷量，它只适用于匀强电场
B．由得，E与F成正比，与q成反比
C．式中，Q是产生电场的场源电荷的电荷量，它只适用于点电荷电场
D．适用于任何电场
3．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图
A．B．C．D．
4．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B(　 　)
A．不带电 B．带负电 C．带正电 D．不能确定
5．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若
A．保持S不变，增大d，则θ变大 B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持d不变，减小S，则θ不变
6．关于电源的电动势，下列说法中正确的是(　　)
A．电动势公式中W与电压中的W是一样的，都是电场力做的功
B．不管外电路的电阻如何变化，电源的电动势不变
C．电动势就是电压，它们之间无区别
D．外电路全部断开时，电动势将变为零
7．如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图.单刀多掷开关S可以与不同接点连接.下列说法正确的是（ ）
A．当S接1或2时为直流电流档，接1时量程较小
B．当S接1或2时为直流电压档，接1时量程较大
C．当S接3或4时为直流电流档，接3时量程较大
D．当S接5或6时为直流电压档，接5时量程较小
8．有一电压表，它的内阻100Ω，量程0.2V，现要改装成量程为10A的电流表，电压表上应（ ）
A．并联0.002Ω的电阻 B．并联0.02Ω的电阻
C．并联50Ω的电阻 D．串联4 900Ω的电阻
9．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示．不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C．b粒子动能较大 D．b粒子在磁场中运动时间较长
10．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是
A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小
C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小
二、多选题(本大题5小题，每题6分，共30分．)
11．如下图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A．三个等势面中，a的电势最高
B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大
12．关于电场强度和电场线，下列说法正确的是
A．由可知，电场强度E与q成反比，与F成正比
B．电场中某一点的电场强度，与放置的试探电荷无关
C．电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹
D．电荷的运动轨迹有可能与电场线重合
13．如图甲所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图象，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象．现用该电源与电阻R组成闭合电路，如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
A．电阻R=1Ω B．电源的电动势E=3V
C．电阻R消耗的电功率P=18W D．电源的内阻r=0.5Ω
14．下列关于电动势的说法中正确的是（ ）
A．电动势的大小与非静电力所做的功成正比，与被移送电荷量成反比
B．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
C．电动势公式E=中W与电压U==中的W不是同种性质力所做的功
D．电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量
15．质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D处有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点。离子重力不计。则
A．a离子质量比b的大 B．a离子质量比b的小
C．a离子在磁场中的运动时间比b的短 D．a，b离子在磁场中的运动时间相等
三、实验题(本大题2小题，每空1分，共10分．)
16．完成以下读数：用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图所示．
（1）如果选择开关指在“ｖ—2.5”位置时，测量结果为_______；
（2）如果选择开关指在“ｍＡ—10”位置时，测量结果为______；
（3）如果选择开关指在“Ω×100”位置时，测量结果为_______．
（4）螺旋测微器的读数_______________ mm
（5）游标卡尺的读数_____________mm
17．两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U?I图线．回答下列问题：
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（____）．
A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是（____）．
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最小
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D．电源的效率达到最大值
(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.
四、计算题(本大题3小题，共30分．)
18．（7分）在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离．若一个电荷量的试探电荷在匀强电场中所受电场力的大小为求：
（1）电场强度的大小E；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）将该试探电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W．
19．（8分）如图所示，两条平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l＝1m，与电动势E＝4V、内阻r＝0.5Ω的电源相连．质量为m＝0.1kg、电阻为R＝1.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ＝37°，回路其余电阻不计．现在空间施加垂直于回路平面向下的匀强磁场，使ab棒静止，已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
（1）金属棒中的电流大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小．
20．（15分）如图所示，在y轴的右侧存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的上方有一平行板式加速电场．有一薄绝缘板放置在y轴处，且与纸面垂直．现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板，而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为30°的方向进入第四象限，若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点（C点在图上未标出）．已知OD长为l，不计粒子的重力．求：
（1）粒子射入绝缘板之前的速度大小；
（2）粒子经过绝缘板时损失了多少动能；
（3）所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间．
2020-2021-1北师大附外期末考试I卷高二物理A
一、单选题
1．元电荷是（　　）
A．质子的带电量 B．质子
C．电子 D．中子
【答案】A
【详解】
元电荷是电子或质子所带的电荷量，不是实物粒子。
故选A。
2．下列关于电场强度的说法，正确的是
A．式中，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是试探电荷的电荷量，它只适用于匀强电场
B．由得，E与F成正比，与q成反比
C．式中，Q是产生电场的场源电荷的电荷量，它只适用于点电荷电场
D．适用于任何电场
【答案】C
【详解】
A.电场强度E的定义式适用于任何电场。故A错误；
B.电场强度E的定义式中，F是放入电场中的试探电荷所受的电场力，q是试探电荷的电量。这是比值定义法，无比例关系，故B错误；
C.是点电荷场强的计算式，Q是产生电场的源电荷的电荷量，它只适用于点电荷电场，故C正确；
D.匀强电场强度公式，故D错误；
故选C；
3．两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，正确描述电势随位置变化规律的是图
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】
试题分析：两个等量异号电荷的电场线如下图，
根据“沿电场线方向电势降低”的原理，从左侧无穷远处向右电势应升高，正电荷所在位置处最高；然后再慢慢减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，经过负电荷后，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故BCD是错误的；A正确．故选A
考点：电场线；电场强度及电势.
【名师点睛】
本题中应明确沿电场线的方向电势降低；并且异号电荷连线的中垂线上的电势为零；因为其中垂线为等势面，与无穷远处电势相等；此题考查学生应用图像观察图像解决问题的能力.
4．如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B(　 　)
A．不带电
B．带负电
C．带正电
D．不能确定
【答案】B
【解析】
当闭合开关时S，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，再断开S，再移走A，则导体B带负电．故选B．
5．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若
A．保持S不变，增大d，则θ变大
B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小
D．保持d不变，减小S，则θ不变
【答案】A
【详解】
AB、电容器所带电荷量Q不变，由可知不变，增大d，则变小，而由可得电容器的电压U变大，从而使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故A正确、B错误;
CD、同理可知保持d不变，减小S，则变小，而由可得电容器的电压U变大，使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故选项C、D均错误．
故选:A.
6．关于电源的电动势，下列说法中正确的是(　　)
A．电动势公式中W与电压中的W是一样的，都是电场力做的功
B．不管外电路的电阻如何变化，电源的电动势不变
C．电动势就是电压，它们之间无区别
D．外电路全部断开时，电动势将变为零
【答案】B
【解析】
中W为非静电力做功，中W为静电力做功，所以A错误；电源的电动势是由电源本身所决定，与外电路的电阻及连接情况无关，故B正确，D错误；电动势和电压用同样的单位，但是它们是不同的物理量，所以C项错误．
7．如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图.单刀多掷开关S可以与不同接点连接.下列说法正确的是（ ）
A．当S接1或2时为直流电流档，接1时量程较小
B．当S接1或2时为直流电压档，接1时量程较大
C．当S接3或4时为直流电流档，接3时量程较大
D．当S接5或6时为直流电压档，接5时量程较小
【答案】D
【详解】
AB、当开关S旋到位置1、2位置，电阻与表头并联，则多用电表就成了电流表，接1时分流电阻小，其分流大，则量程大，故A、B错误；
C、当开关S旋到位置3或4，电路中有电源，则多用电表就成了欧姆表，故C错误；
D、当开关S旋转到5、6位置，表头与电阻串联，则多用电表就成了电压表，，串联电阻越大，则量程越大，所以接5时量程较小，接6时量程较大，故D正确．
故选D．
【点睛】
S旋到位置1、2连接时，电阻与表头并联，则多用电表就成了电流表，并联电阻越小时，允许通过电流越大；S旋到位置3或4，电路中有电源，则多用电表就成了欧姆表；S旋到位置5、6时，表头与电阻串联，则多用电表就成了电压表，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值就越大．
8．有一电压表，它的内阻100Ω，量程0.2V，现要改装成量程为10A的电流表，电压表上应（ ）
A．并联0.002Ω的电阻 B．并联0.02Ω的电阻
C．并联50Ω的电阻 D．串联4 900Ω的电阻
【答案】B
【详解】
电表的满偏电流为：
把它改装成量程为10A的电流表需要并联一个分流电阻，并联电阻阻值为：
A．并联0.002Ω的电阻，与结论不相符，选项A错误；
B．并联0.02Ω的电阻，与结论相符，选项B正确；
C．并联50Ω的电阻，与结论不相符，选项C错误；
D．串联4 900Ω的电阻，与结论不相符，选项D错误；
9．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示．不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C．b粒子动能较大
D．b粒子在磁场中运动时间较长
【答案】C
【详解】
A．粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，应当带正电；a向下偏转，应当带负电，故A错误．
BC．洛伦兹力提供向心力，即：
，
得：
，
故半径较大的b粒子速度大，动能也大．由公式f=qvB，故速度大的b受洛伦兹力较大．故B错误，C正确．
D．磁场中偏转角大的运动的时间也长；a粒子的偏转角大，因此运动的时间就长．故D错误．
10．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ．如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是
A．棒中的电流变大，θ角变大
B．两悬线等长变短，θ角变小
C．金属棒质量变大，θ角变大
D．磁感应强度变大，θ角变小
【答案】A
【详解】
导体棒受力如图所示，
导体棒平衡，可得：
；
A．棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；
B．两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；
C．金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；
D．磁感应强度变大，θ角变大，故D错误．
故选A．
【点睛】
此题考查了安培力及物体的平衡问题；解题时对金属棒进行受力分析、应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题．
二、多选题
11．如下图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A．三个等势面中，a的电势最高
B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大
【答案】ABD
【详解】
电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，c点的电势最低，故A正确；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；根据电场线的疏密来确定电场强度的强弱，可知，质点在P点时的电场力比通过Q点时大，那么P点时的加速度比通过Q点时大，故D正确．
12．关于电场强度和电场线，下列说法正确的是
A．由可知，电场强度E与q成反比，与F成正比
B．电场中某一点的电场强度，与放置的试探电荷无关
C．电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹
D．电荷的运动轨迹有可能与电场线重合
【答案】BCD
【详解】
AB. 电场强度的定义式为，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，故A项与题意不相符，B项与题意相符；
CD. 电场线是为了形象的描述电场而人为引入的曲线，而物体的运动轨迹是由物体所受合外力与初速度之间的夹角决定，二者不一定重合；在非均匀的电场中，初速为零、重力不计的带电粒子在电场中运动轨迹不会与电场线重合；若电场线为直线，物体的初速度为零，则运动轨迹与电场线是重合的，故CD项与题意相符．
13．如图甲所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图象，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象．现用该电源与电阻R组成闭合电路，如图乙所示，则以下判断正确的是（ ）
A．电阻R=1Ω
B．电源的电动势E=3V
C．电阻R消耗的电功率P=18W
D．电源的内阻r=0.5Ω
【答案】ABD
【详解】
由图象B可知，电阻，故A正确；由图象A可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，根据，故BD正确；根据P=UI得：P=UI=2×2W=4W，故C错误.
14．下列关于电动势的说法中正确的是（ ）
A．电动势的大小与非静电力所做的功成正比，与被移送电荷量成反比
B．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
C．电动势公式E=中W与电压U==中的W不是同种性质力所做的功
D．电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量
【答案】CD
【解析】
【分析】
电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势；电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关；电源的电动势在数值上等于内、外电压之和．
【详解】
电动势的定义式运用比值法定义，可知E与电源内非静电力做的功W、通过的电荷量q无关，由电源本身决定，故A错误．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质不一样；电动势反映的是电源内部非静电力做功的能力；故B错误；电动势公式中W与电压中的W不同，前者是非静电力做功；后者是电场力的功；故C正确；电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的．反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量；故D正确．故选CD．
【点睛】
本题考查对于电源的电动势的理解能力，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小，与外电路无关．
15．质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D处有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点。离子重力不计。则
A．a离子质量比b的大
B．a离子质量比b的小
C．a离子在磁场中的运动时间比b的短
D．a，b离子在磁场中的运动时间相等
【答案】BC
【解析】
【详解】
AB．设离子进入磁场的速度为v，，在磁场中，联立解得：，由图知，离子b在磁场中运动的轨道半径较大，a、b为同位素，电荷量相同，所以离子b的质量大于离子a的，所以A错误；B正确；
CD．在磁场运动的时间均为半个周期，即，由于离子b的质量大于离子a的，故离子b在磁场中运动的时间较长，C正确；D错误。
三、实验题
16．完成以下读数：用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图所示．
（1）如果选择开关指在“ｖ—2.5”位置时，测量结果为_______；
（2）如果选择开关指在“ｍＡ—10”位置时，测量结果为______；
（3）如果选择开关指在“Ω×100”位置时，测量结果为_______．
（4）螺旋测微器的读数_______________ mm
（5）游标卡尺的读数_____________mm
【答案】0.85V 3.4mA 2.8kΩ 5.034 mm 42.45mm
【详解】
（1）如果选择开关指在“ｖ—2.5”位置时，则中间刻度中最小刻度为0.05V，则此时电表的读数为
（2）如果选择开关指在“ｍＡ—10”位置时，则中间刻度中最小刻度为0.2mA, 则此时电表的读数为
（3）如果选择开关指在“Ω×100”位置时，测量结果为
（4）螺旋测微器的读数为
（5）游标卡尺的读数为：
17．两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录的是电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图(b)所示的两条U?I图线．回答下列问题：
(1)根据甲、乙两同学描绘的图线，可知（____）．
A．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据
B．甲同学是根据电压表V2和电流表A的数据
C．乙同学是根据电压表V1和电流表A的数据
D．乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据
(2)图象中两直线的交点表示的物理意义是（____）．
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 W D．电源的效率达到最大值
(3)根据图(b)，可以求出定值电阻R0＝________Ω，电源电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.
【答案】AD BC 2.0 1.50 1.0
【详解】
（1）从电路连接可以看出，电流表A的读数增大时，电压表V1的读数减小，电压表V2的读数增大．甲同学是根据电压表V1和电流表A的数据绘制图象的，故B错误，A正确；乙同学是根据电压表V2和电流表A的数据绘制图象的，故C错误，D正确．故选AD．
（2）图象中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误；图象可以得出电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故B正确；定值电阻R0消耗功率为：P=U2I=1.0×0.5 W=0.5 W，故C正确；电源的效率为：，U越大，效率越大，故D错误．故选BC．
（3）从图象可以得出定值电阻R0的阻值为：；从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，图象斜率的绝对值为：，即电源的内阻为r=1.0Ω．
【点睛】
本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理，要求能明确实验原理，并能正确用图象法求出电势和内电阻．
四、解答题
18．在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有A、B两点，A、B两点间的距离．若一个电荷量的试探电荷在匀强电场中所受电场力的大小为求：
（1）电场强度的大小E；
（2）A、B两点间的电势差；
（3）将该试探电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W．
【答案】（1）1.5 × 104 N/C（2）3.0 × 103 V（3）6.0× 10-5 J
【详解】
试题分析：（1）由题意知，匀强电场的电场强度；（2）；（3）根据电场力做功的公式可求：将该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W=６×10-5J
考点：本题考查电场强度、电势差及电场力做功．
19．如图所示，两条平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l＝1m，与电动势E＝4V、内阻r＝0.5Ω的电源相连．质量为m＝0.1kg、电阻为R＝1.5Ω的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ＝37°，回路其余电阻不计．现在空间施加垂直于回路平面向下的匀强磁场，使ab棒静止，已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
（1）金属棒中的电流大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小．
【答案】（1）2A （2）0.3T．
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律得：
解得：r＝2A
（2）由左手定则可知金属棒收到的安培力方向沿导轨向上，由平衡知识，得：mgsinθ＝F安
又有：F安＝BIl
联立并代入数据解得：B＝0.3T
20.如图所示，在y轴的右侧存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的上方有一平行板式加速电场．有一薄绝缘板放置在y轴处，且与纸面垂直．现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板，而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为30°的方向进入第四象限，若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点（C点在图上未标出）．已知OD长为l，不计粒子的重力．求：
（1）粒子射入绝缘板之前的速度大小；
（2）粒子经过绝缘板时损失了多少动能；
（3）所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间．
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】（1）粒子在电场中加速，由动能定理得，
解得：．
（2）粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图．
由几何关系可得轨道半径为2l．
由
解得．
根据能量守恒得，损失的动能．
（3）粒子若作直线运动，则
代入数据解得
方向与x轴正向斜向下成60°角．
粒子在第一象限做匀速圆周运动的时间．
粒子在第四象限做匀速直线运动的时间
粒子x轴右侧运行的总时间t=．
命题人： 审核：