青海省师大附中2015-2016学年高二物理上册期末试卷.doc

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2015-2016学年青海省师大附中高二（上）期末物理试卷

一、单项选择题（每小题只有一个选项是正确的，每小题3分，共30分）
1．关于静电场和磁场的说法，正确的是（　　）
A．电场中场强越大的点，电势一定越高
B．电场中某点的场强与试探电荷的电荷量成反比
C．磁场磁感应强度的方向就是通电直导线的受力方向
D．静电荷产生电场的电场线不闭合，条形磁铁磁场的磁感线是闭合的

2．下列关于电功W和电热Q的说法中，正确的是（　　）
A．在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，且W=Q
B．在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q
C．W=UIt、Q=I2Rt，均只有在纯电阻电路中才成立
D．W=UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立

3．如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（　　）

A．该定值电阻为6Ω
B．该电源的电动势为20V
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
D．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大

4．分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值，图甲两表的示数分别为3V、4mA；图乙两表的示数分别为4V、3.8mA，则待测电阻RX的真实值为（　　）

A．略小于1kΩ B．略小于750Ω C．略大于1kΩ D．略大于750Ω

5．用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则（　　）

A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＞Eb，ra＜rb C．Ea＜Eb，ra＞rb D．Ea＜Eb，ra＜rb

6．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（　　）
A． B． C． D．

7．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直．一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转．则这些粒子一定具有相同的（　　）

A．质量m B．电量q C．运动速度v D．比荷

8．关于磁电式电流表的说法，以下选项中正确的是（　　）
①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的
②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大
③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力大小与电流大小有关，而与所处位置无关．
A．①② B．③④ C．①②④ D．①②③④

9．如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压为U）（　　）

A． U B． C． D． U

10．如图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为（0，L，0），（L，L，0），（L，0，0），整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是（　　）

A．ab边与bc边受到的安培力大小相等
B．cd边受到的安培力最大
C．cd边与ad边受到的安培力大小相等
D．ad边不受安培力作用

二、多项选择题（每小题多个选项是正确的，全选对得4分，不全得2分，有错得0分，共16分）
11．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（）和氦核（）．下列说法中正确的是（　　）

A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．两次所接高频电源的频率不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

12．如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计．整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（　　）

A． B． C． D．

13．如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=2T．位于纸面内的细直导线，长L=1m，通有I=0.5A的恒定电流，当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一个匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为（　　）

A．3T B．2T C． T D．1T

14．一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（　　）

A．小球经过环的最低点时速度最大
B．小球在运动过程中机械能守恒
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg+qE）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+qE）

15．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是（　　）

A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．线圈不动，磁铁插在线圈内也不动

三、填空题（每空1分，共11分）
16．现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为Ig=1mA，内阻Rg=200Ω，若要将它改装成量程为3V的电压表，应　　　　　　（填“串”或“并”）一个　　　　　　Ω的电阻，改装后的电压表测量电压时，指针指在表盘上原来0.6mA处，则被测电压的大小是　　　　　　V．

17．在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示．MN=4cm，MP=5cm，当把电量为﹣2×10﹣9C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10﹣9J，而从M点移至P点时，电场力做功也为8×10﹣9J．则电场的方向为　　　　　　，电场强度的大小为　　　　　　V/m．

18．如图所示，一束电子（电量为e）以速度υ垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是　　　　　　，穿透磁场的时间是　　　　　　．

19．如图所示，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，若微粒在复合场中做直线运动，则粒子带　　　　　　电，电场强度E=　　　　　　．

20．有一面积为150cm2的金属环，电阻为0.1Ω，在环中100cm2的同心圆面上存在如图（b）所示的变化的磁场，在0.1s到0.2s的时间内环中感应电流为　　　　　　，流过的电荷量为　　　　　　．

四、实验题
21．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0〜3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0〜600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0〜15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0〜5V，内阻约为10kΩ）
F．滑动变阻器（最大阻值10Ω，允许通过的最大电流为2A）
G．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为0.5A）实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据．
（1）实验中电流表应选用　　　　　　，电压表应选用　　　　　　，滑动变阻器应选用　　　　　　 （均用序号字母表示）．
（2）请按要求将图1中所示的器材连成实验电路．
（3）某同学通过实验正确作出的小灯泡的伏安特性曲线如图2所示．现把实验中使用的小灯泡接到如图3所示的电路中，其中电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R=9Ω，此时灯泡的实际功率为　　　　　　W．（结果保留两位有效数字）

22．用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图甲所示，此示数为　　　　　　mm，用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为　　　　　　mm．图丙为正在测量中的多用电表表盘，如果是用“Ω×10”档测量某电阻丝电阻，则读数为　　　　　　Ω．

五、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分）
23．在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为0.20m，已知AB连线与电场线夹角为θ=60°，现把一电荷量为q=﹣2×10﹣8C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的电场力的大小为F=4.0×10﹣4N，方向水平向左．求：
（1）电场强度E的大小和方向；
（2）若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少．

24．在如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的．

求：（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值．

25．如图所示，光滑导轨与水平面成θ角，导轨宽L．匀强磁场磁感应强度为B．金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止．求：
（1）当B的方向垂直于导轨平面向上时B的大小；
（2）若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？

26．如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10﹣3T；磁场右边是宽度L=0.2m、场强E=40V/m、方向向左的匀强电场．一带电粒子电荷量q=﹣3.2×10﹣19C，质量m=6.4×10﹣27kg，以v=4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出．求：
（1）大致画出带电粒子的运动轨迹；（画在答题纸上给出的图中）
（2）带电粒子在磁场中运动的轨道半径；
（3）带电粒子飞出电场时的动能EK．

2015-2016学年青海省师大附中高二（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择题（每小题只有一个选项是正确的，每小题3分，共30分）
1．关于静电场和磁场的说法，正确的是（　　）
A．电场中场强越大的点，电势一定越高
B．电场中某点的场强与试探电荷的电荷量成反比
C．磁场磁感应强度的方向就是通电直导线的受力方向
D．静电荷产生电场的电场线不闭合，条形磁铁磁场的磁感线是闭合的
【考点】磁现象和磁场；电场．
【分析】电场强度是描述电场强弱的物理量，由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关；沿电场线的方向，电势越来越低，场强大小与电势高低无关；电流所受安培力的方向与磁场方向垂直；磁感线是闭合的曲线．
【解答】解：A、场强大小与电势高低无关，电场中场强越大的点，电势不一定越高，故A错误；
B、电场中某点的场强由电场本身性质决定，与试探电荷的电荷量无关，故B错误；
C、磁场磁感应强度的方向与通电直导线的受力方向垂直，故C错误；
D、静电荷产生的电场的电场线不闭合；而磁场的磁感线都是闭合的，故D正确；
故选：D．
【点评】本题考查了电场强度与磁场方向、磁感线等问题，熟练掌握基础知识即可正确解题，要注意相近知识点要对比记忆．

2．下列关于电功W和电热Q的说法中，正确的是（　　）
A．在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，且W=Q
B．在任何电路中都有W=UIt、Q=I2Rt，但W不一定等于Q
C．W=UIt、Q=I2Rt，均只有在纯电阻电路中才成立
D．W=UIt在任何电路中都成立，Q=I2Rt只在纯电阻电路中才成立
【考点】电功、电功率．
【专题】恒定电流专题．
【分析】对于纯电阻电路，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算，对于非纯电阻电路，电功只能用公式W=UIt计算，电热只能用公式W=I2Rt计算．
【解答】解：A、在非纯电阻电路中，W=UIt只能用来求电功；Q=I2Rt只能用来求电热，在这种电路中电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，则W＞Q；
只有在纯电阻电路，电能全部转化为内能，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算，且W=Q，故A错误；B正确；
CD、W=UIt可用于任何电路求总电功；Q=I2Rt可以适用任何电路求电热，故C、D错误．
故选：B．
【点评】本题考查电功及电热公式的应用，要注意各式的适用范围和它们的关系，并能正确应用．

3．如图所示，图线a是某一电源的U﹣I曲线，图线b是一定值电阻的U﹣I曲线．若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻r=2.0Ω），则说法错误的是（　　）

A．该定值电阻为6Ω
B．该电源的电动势为20V
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
D．将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大
【考点】电功、电功率；欧姆定律．
【专题】恒定电流专题．
【分析】根据图线b的斜率求出定值电阻的阻值；读出两图线交点处电压和电流，根据欧姆定律求出电源的电动势；对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大．
【解答】解：A、图线b的斜率k==6Ω，则定值电阻的阻值R=k=6Ω；故A正确；
B、由图读出交点的电压U=15V，电流I=2.5A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电动势：E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V；故B正确；
C、D、对于电源，当内外电路的电阻相等时输出功率最大，故将3只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大，故C错误，D正确；
本题选错误的，故选：C
【点评】定值电阻的伏安特性曲线斜率等于电阻，电源的伏安特性曲线的斜率绝对值表示内电阻、纵轴截距表示电动势．

4．分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值，图甲两表的示数分别为3V、4mA；图乙两表的示数分别为4V、3.8mA，则待测电阻RX的真实值为（　　）

A．略小于1kΩ B．略小于750Ω C．略大于1kΩ D．略大于750Ω
【考点】伏安法测电阻．
【专题】恒定电流专题．
【分析】明确两种电路的接法；根据两电表的变化规律可明确实验中的误差分析；从而选择正确的接法得出误差最小的结果．
【解答】解：电压表变化为1V，而电流变化为0.2mA；电压示数变化大，则说明电流表的分压效果较大；故应采用电流表外接法；
采用（a）电路：电流表示数含电压表的分流，故电流比真实值大．
则测量值R测==Ω=R真 即真实值略大于750Ω；
故选：D．
【点评】本题考查伏安法测电阻的原理，要注意明确电表不是理想电表，故应注意它们内阻对实验结果的影响；同时能选择正确接法．

5．用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则（　　）

A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＞Eb，ra＜rb C．Ea＜Eb，ra＞rb D．Ea＜Eb，ra＜rb
【考点】测定电源的电动势和内阻．
【专题】实验题；恒定电流专题．
【分析】U﹣I图象中，图象与时间轴的交点表示电源的电动势，图象的斜率表示电源的内电阻；由图可知电动势及内阻的关系．
【解答】解：由图可知，a与纵轴交点大于b与纵轴的交点，故a的电动势大于b的电动势；故Ea＞Eb；
图象的斜率表示电源的内电阻，由图可知，图象的斜率a的最大，故内电阻ra＞rb；
故选：A．
【点评】本题考查U﹣I图象的性质，由U=E﹣Ir可知，图象与纵轴的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源的内电阻．

6．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（　　）
A． B． C． D．
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；左手定则．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】由洛仑兹力充当向心力可求得两粒子的半径关系，则由图可知两粒子的轨迹图；由左手定则可判断粒子的运动方向．
【解答】解：两粒子均带正电，以大小相等的速度在磁场中向相反的方向运动，都是由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力．所以有，得到，因为粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，所以甲的半径为乙半径的2倍．根据左手定则，甲粒子做圆周运动的洛伦兹力指向圆心，运动方向一定为逆时针，所以A正确．
故选A．
【点评】本题应明确洛仑兹力充当带电粒子做圆周运动的向心力，故洛仑兹力一定指向圆心．

7．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直．一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转．则这些粒子一定具有相同的（　　）

A．质量m B．电量q C．运动速度v D．比荷
【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．
【分析】一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，根据平衡确定粒子的特性．
【解答】解：一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB=qE，因为B与E是确定的，所以v=，知粒子的速度相同．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
【点评】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关．

8．关于磁电式电流表的说法，以下选项中正确的是（　　）
①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的
②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大
③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力大小与电流大小有关，而与所处位置无关．
A．①② B．③④ C．①②④ D．①②③④
【考点】磁电式电表原理．
【专题】实验题；定性思想；实验分析法；电磁感应与电路结合．
【分析】磁电式电流表蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等、方向不同．根据安培力的大小公式F=BIL，即可求解．
【解答】解：①、根据力矩平衡条件可知，稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的，故①正确；
②、由图看出，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等．根据安培力的大小F=BIL，即可知：线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故②正确，③错误；
④、磁场呈幅状，故电流与磁场始终相互垂直，结合F=BIL，即可知，线圈所受磁力大小与电流大小有关，而与所处位置无关，故④正确．
故选：C
【点评】解决本题要注意磁场分布的特点，运用公式F=BIL，注意辐向磁场与匀强磁场的区别即可．

9．如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，磁感应强度B，金属块的厚度为d，高为h，当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时，由于磁场力的作用，金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为（上下两面M、N上的电压为U）（　　）

A． U B． C． D． U
【考点】霍尔效应及其应用．
【分析】定向移动的电子受到洛伦兹力发生偏转，在前后表面间形成电势差，电子到达的表面带负电，电势较低．最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡求出单位体积内的自由电子数．
【解答】解：由图，磁场方向向里，电子向左移动，根据左手定则，电子向上表面偏转，上表面得到电子带负电，下表面带正电；
那么根据e=evB，I=neSv=nehdv，得：n=，故B正确，ACD错误．
故选：B．
【点评】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．

10．如图所示，abcd四边形闭合线框，a、b、c三点坐标分别为（0，L，0），（L，L，0），（L，0，0），整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中，通入电流I，方向如图所示，关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是（　　）

A．ab边与bc边受到的安培力大小相等
B．cd边受到的安培力最大
C．cd边与ad边受到的安培力大小相等
D．ad边不受安培力作用
【考点】安培力．
【分析】通电导线放入磁场中受到安培力作用，当导线与磁场垂直放置时安培力是最大；当导线与磁场平行时安培力为零．
【解答】解：A、因为ab垂直放置磁场中，所以其安培力Fab=BLabI，而bc平行于磁场，所以其安培力为零．故A错误；
B、cd边垂直于磁场，且长度最长，所以其受到安培力最大．故B正确；
C、cd边与ad边虽然垂直放置，但ab边的长度没有cd长，所以受到的安培力大小不等．故C错误；
D、ab边受到安培力，然而bc没有受到安培力，因为是平行．故D错误；
故选：B
【点评】虽然电流是相同的，但放入磁场中的不同长度、或不是垂直放置都将影响安培力的大小．

二、多项选择题（每小题多个选项是正确的，全选对得4分，不全得2分，有错得0分，共16分）
11．如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（）和氦核（）．下列说法中正确的是（　　）

A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．两次所接高频电源的频率不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】1、带电粒子最后从回旋加速器中出来时的速度最大，根据qvB=m，比较粒子的速度．
2、求出粒子的最大速度后，根据Ek=比较最大动能．
3、在回旋加速器中的周期T==，根据周期的公式判断两粒子的频率是否相同．
【解答】解：A、根据qvB=m，得v=．两粒子的比荷相等，所以最大速度相等．故A正确．
B、最大动能Ek=mv2=，两粒子的比荷相等，但质量不等，所以最大动能不等．故B错误．
C、带电粒子在磁场中运动的周期T==，两粒子的比荷相等，所以周期和频率相等．故C错误．
D、根据Ek=mv2=，知仅增大高频电源的频率不能增大粒子动能，故D错误；
故选：A．
【点评】解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速，磁场偏转来加速粒子．以及知道粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同．

12．如图所示，两平行导轨与水平面成θ角倾斜放置，电源、电阻、金属细杆及导轨组成闭合回路，细杆与导轨间的摩擦不计．整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，其中可能使金属细杆处于静止状态的是（　　）

A． B． C． D．
【考点】安培力；左手定则．
【分析】本题在磁场中考查了物体平衡问题，对物体正确进行受力分析，看能否满足平衡条件，同时知道左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
【解答】解：A、磁场的方向与电流的方向相同，不受安培力，金属杆受重力和支持力不可能平衡．故A错误．
B、金属杆所受的安培力方向竖直向上，若安培力与重力平衡，金属杆能处于平衡状态．故B正确．
C、金属杆受垂直于斜面向上的安培力，重力，支持力，不可能平衡．故C错误．
D、金属杆受到水平向右的安培力，重力，支持力，三个力可能处于平衡状态．故D正确．
故选BD．
【点评】这类问题的解题思路和以前所学物体平衡解题思路一样，只不过在受力分析时多了安培力，注意正确应用左手定则判断安培力的方向．

13．如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=2T．位于纸面内的细直导线，长L=1m，通有I=0.5A的恒定电流，当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一个匀强磁场的磁感应强度B2的大小可能为（　　）

A．3T B．2T C． T D．1T
【考点】安培力．
【专题】定性思想；控制变量法；磁场 磁场对电流的作用．
【分析】当磁场方向与电流方向在同一直线上时，电流不受磁场力作用；
根据磁场的叠加原理，由平行四边形定则分析答题
【解答】解：通电导线所受磁场力为零，则电流方向与磁场方向平行，
说明该区域同时存在的另一匀强磁场B2，并且B2与B1的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向，
由三角形定则可知，当B2与合磁场（通电导线）垂直时，磁场最小B2最小=B1sin60°=2×=T，
则B2≥B1sin60°=T，故ABC正确，D错误；
故选：ABC
【点评】磁感应强度是矢量，矢量的合成与分解满足平行四边形定则，同时要注意安培力与磁场方向是垂直的

14．一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（　　）

A．小球经过环的最低点时速度最大
B．小球在运动过程中机械能守恒
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg+qE）
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+qE）
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大．根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力．
【解答】解：
A、小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功最多，则根据动能定理得知，动能增加增大，速率增大增大，所以小球经过环的最低点时速度最大．故A正确
B、小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．故B错误．
C、D小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：（mg+qE）R=
又由，联立解得N=3（mg+qE）．故D正确，C错误．
故选：AD
【点评】本题是带电体在匀强电场中做圆周运动的问题，由动能定理和牛顿运动定律结合求解是常用的思路．

15．如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是（　　）

A．将磁铁插入螺线管的过程中
B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．线圈不动，磁铁插在线圈内也不动
【考点】楞次定律．
【分析】根据感应电流产生的条件，只要线圈中的磁通量发生变化，则回路中便产生感应电流产生，指针便会偏转．
【解答】解：只要是线圈中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只要是线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转．
A、C、在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针偏转．故AC正确；
B、磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B错误；
D、线圈不动，磁铁插在线圈内也不动，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故D错误．
故选：AC
【点评】本题比较简单，能根据题意得出指针发生的偏转的原因是由于电流计中有电流产生，然后想到感应电流产生的条件，即可正确解答该题．

三、填空题（每空1分，共11分）
16．现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为Ig=1mA，内阻Rg=200Ω，若要将它改装成量程为3V的电压表，应　串　（填“串”或“并”）一个　2800　Ω的电阻，改装后的电压表测量电压时，指针指在表盘上原来0.6mA处，则被测电压的大小是　1.8　V．
【考点】把电流表改装成电压表．
【专题】实验题．
【分析】本题的关键是根据串联电阻具有分压作用，明确分压电阻与表头串联的总电压即为改装后电压表的量程，画出电路图，再根据欧姆定律求解即可．
【解答】解：根据串联电阻具有分压作用可知，要将电流表改装为电压表，应串联一个电阻；
根据欧姆定律应有：U=，解得R=2800Ω；
由=及U=I，将=3， =1， =0.6，代入解得U=1.8V．
故答案为：串，2800，1.8
【点评】电压表的改装原理是将一电阻与电流表串联在一起，画出电路图，然后再根据欧姆定律求出分压电阻的阻值即可．

17．在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示．MN=4cm，MP=5cm，当把电量为﹣2×10﹣9C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10﹣9J，而从M点移至P点时，电场力做功也为8×10﹣9J．则电场的方向为　N指向M方向　，电场强度的大小为　100　V/m．

【考点】电场强度；电场的叠加．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】根据电势差公式U=求出M、N间和M、P间的电势差，找出等势点，确定等势线，根据电场线与等势线垂直，确定电场线的方向，再根据公式U=Ed求场强大小．
【解答】解：由电场力做功 W=qU可知，M、N间的电势差为：
UMN==V=﹣4V，
从M到P点，则得M、P间的电势差为：
UMP==V=﹣4V，由此可知NP两点电势相等．
由电场线与等势线垂直，电场线由高电势指向低电势，可知电场线由N指向M方向，由：
E==V/m=100V/m
故答案为：N指向M方向，100
【点评】本题考查电场线与等势线的关系，根据电场力做功情况判断等势线，根据电场线与等势线垂直，电场线由高电势指向低电势的规律再确定电场线方向即可．

18．如图所示，一束电子（电量为e）以速度υ垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是　　，穿透磁场的时间是　　．

【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．
【专题】带电粒子在磁场中的运动专题．
【分析】电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量；由几何知识求出轨迹所对的圆心角α，由t=求出时间，s是弧长．
【解答】解：电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识得到，轨迹的半径为：
r==2d
由牛顿第二定律得：
evB=m
解得：
m=
由几何知识得到，轨迹的圆心角为α=，故穿越磁场的时间为：
t==
答：电子的质量为；电子穿过磁场所用的时间为．
故答案为：，
【点评】本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间，由几何知识求半径是常用方法．

19．如图所示，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，若微粒在复合场中做直线运动，则粒子带　正或负　电，电场强度E=　　．

【考点】带电粒子在混合场中的运动．
【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．
【分析】由带电粒子所受的洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，粒子如图所示方向在磁场中运动，如果只受到电场力与洛伦兹力作用，合力不可能为零，也就不可能做匀速直线运动．由此可知本题必须考虑到微粒所受的重力，才可能使微粒做匀速直线运动．对粒子进行正确的受力分析，做出受力分析图，因电场线与速度方向不知，但根据受力平衡可知，电场力与洛伦兹力的方向，从而确定电荷的电性，再根据平衡方程，结合三角函数，即可求出电场强度E．
【解答】解：小球受力情况如图，电场力水平向右、重力竖直向下，而洛伦兹力垂直于速度方向斜向上，
根据正电荷的电场力与电场线的方向相同，负电荷则是相反，再由左手定则，结合处于平衡状态，
则有：小球带正电，或负电；
根据平衡条件，得：
mgtanθ=qE
解得：E==
故答案为：正或负；．

【点评】该题考察了带电粒子在复合场中的运动，此类型题的分析方法为：
1确定研究对象
2注意进行五个分析：
①受力分析；②过程分析；③状态分析；④做功分析（能量的转化分析）；⑤守恒条件分析．

20．有一面积为150cm2的金属环，电阻为0.1Ω，在环中100cm2的同心圆面上存在如图（b）所示的变化的磁场，在0.1s到0.2s的时间内环中感应电流为　0.1A　，流过的电荷量为　0.01C　．

【考点】法拉第电磁感应定律．
【分析】由b图的斜率求出磁感应强度的变化率．根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小．由q=It求解流过的电荷量．
【解答】解：由b图得： =T/s=1T/s
由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势：
E==S=1×100×10﹣4V=0.01V；
感应电流：I==A=0.1A，
通过圆环横截面的电荷量：q=It=0.1×（0.2﹣0.1）C=0.01C；
故答案为：0.1A，0.01C
【点评】本题是电磁感应与电路相结合的综合题，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题．

四、实验题
21．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V，2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源（电动势约为5V，内阻可不计）
B．直流电流表（量程0〜3A，内阻约为0.1Ω）
C．直流电流表（量程0〜600mA，内阻约为5Ω）
D．直流电压表（量程0〜15V，内阻约为15kΩ）
E．直流电压表（量程0