2021-2022学年河南省许昌市高二(上)期末物理试卷【答案版】

2021-2022学年河南省许昌市高二（上）期末物理试卷一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一符合题目要求，第8-10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。用2B铅笔把所选答案涂在答题卡上。项1．如图所示为冶炼合金钢的真空冶炼炉。冶炼炉内放有金属块，炉外绕有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，使冶炼炉内金属块中产生涡电流，涡电流产生的热量使金属块熔化。在涡电流产生过程中，所利用的电磁学规律的发现者为（）A．法拉第B．库仑C．奥斯特D．安培2．静电除尘器是目前普遍采用的一种高除效尘器。某除尘器模型的收尘板是很长AB为该收尘板的横截面，工作时收尘板带正电，其右侧的电场线分布如图所示。粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板AB运动，最后落在收尘板AB上。忽略粉尘的重力和粉尘所受的空气阻力。若带负电粉的条形金属板，图中直线尘颗粒从P点，由静止开始向收尘板AB运动过程中，下列说法正确的是（）A．粉尘做匀加速直线运动B．粉尘的加速度先变小后变大C．电场力对粉尘一直做正D．粉尘的电势能逐渐变大3．目前我国远距离输电已经采用750kV的超高压和1100kV的特高功压。假设甲、乙两地原来采用750kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1100kV的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（）A．输电线上输送的电流大小减小B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大D．用户得到的电功率减小第1页（共20页）4．如图所示是电动机模型示意图。处于磁场中的矩形通电金属线框abcd可绕轴OO'转动。线框中的电流方向如图所示。在图示位置（线框所在的水平面刚好和磁场方向平行、且ab和cd边与磁场方向垂直），关于线框ab、bc、cd、da边受到安培力的方向，下列说法正确的是（）A．ab边受到安培力的方向向右B．bc边受到安培力的方向向下C．cd边受到安培力的方向向上D．da边受到安培力的方向向左5．如图所示，为研究电容器的充放电实验电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列的操作过程中，正确的说法是（）A．开关S接1，电容器上极板带负电B．开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在C．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上D．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R中电流方向向右6．用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线中圈的电流方向如图所示，整体处于平衡状态（线下圈边成水平状态）。下列说法正确的是（）A．线质圈量和物体的质量相等B．线所圈受的安培力方向竖直向下C．若磁场突然反向，其它条件不变，线将圈向上运动D．若线中圈的电流突然反向，其它条件不变，线将圈向下运动7．图（a）中A和B是真空中的两块面积很大的竖直平行金属板，加上周期为T的交变电压，在两板间产生交变的匀强电场。已知B板电势为零，A板电势φA随时间t变化的规律如图（b）所示（图中只画出一个周期）。在两板之间的中点P处，有一个带负电粒子（不计重力），在t＝0时，粒子在电场力的作用下从静止开始运动。已知在=2时刻，粒子的速度大小为v（粒子始终不会和金属板相碰），则在0﹣T时间内，关于粒子的速度v—时间t的图像，下列正确的是（）第2页（共20页）A．B．C．D．8．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻R并联组成，原理图如图所示。当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零）；当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器R工作），力系统的故障电流。当开关S闭合后，额定则下列说法正确的是（）两端的电压为0B．通过超导限流器C．若用电器发生短路后，通过电流D．若用电器发生短路后，用电器两端的电压为220V中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻以此来限制电电压为220V的用电器正常工作，A．超导限流器中的限流电阻的电流为0监控器的电流为09．如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器A正下方的小孔S1飘入电势差为U的然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔S2开离，再从小孔S3沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片D上的不同位置。整个装加速电场，其初速度大小都几乎为零，置放在真空中，动轨迹，下列说法正确的是（）A．带电粒子均带正电B．加速电场的电场强度方向竖直向下C．三个带电粒子的比荷一定相同D．三个带电粒子的电荷量一定不相同，而质量一定相同均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运荷第3页（共20页）10．如图所示，电阻均不计的两个光滑金属导轨，平行固定放在绝缘水平面上。匀强磁场垂直于两金属导轨所在的水平面，方向竖直向下（图中未画出）。有一定阻值的光滑金属杆ab、cd跨放在两金属导轨上，且两金属杆始终与两导轨垂直，整体静止不动。现在给金属杆ab一个水平向右的初速度，使其沿金属导轨向右开始运动，则在金属杆ab沿金属导轨向右运动的过程中（整个装置始终处于磁场内），下列说法正确的是（）A．两个金属杆ab、cd组成的系统机械能守恒B．两个金属杆ab、cd组成的系统动量守恒C．两个金属杆ab、cd组成的系统机械能不守恒D．两个金属杆ab、cd组成的系统动量不守恒二、实验探究题：本题共2小题，共14分。在答题卡上按题目要求答题。11．（6分）如图甲所示的实验电路发现不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至（选填右边的导线断路，合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，则应发现：两表笔分别与（选填“不偏转”）；两表笔分别与a、c相接时，指针（选填“偏转”或偏转”）。“A”、“B”、“C”或“D”）。在甲图中，若只有b、c间a、b相接时，指“不针“偏转”或12．（8分）某实验探究小组进行这样的探究：步骤一：该实验探究小组先用如图甲所示的电路图来测量一节干电池的电动势和内阻。开关S闭合前，把可变电阻R设在某一较大的数值。将开关S闭合，电用压表测出电阻R两端的电压，电用流表测出通过电阻R的电流。逐渐调节可变电阻R的阻值，记下每次对应的电流表和电压表的示数如表格一所示：表格一第4页（共20页）次数电压表读数U/V电流表读数I/A1234561.300.081.200.171.100.251.000.330.900.420.800.50步骤二：该实验探究小组再用如图乙所示的电路测量一电阻R的阻值。开关S闭合前，把可变电阻Rx的滑动端滑动到最左端。将开关S闭合，用电压表测出电阻R两端的电压，用电流表测出通过电阻Rxx的电流。逐渐调节可变电阻R的阻值，记下每次对应的电流表和电压表的示数如表格二所示：表格二次数10023456电压表读数U/V电流表读数I/A0.100.020.300.060.700.161.000.221.500.34（1）请你帮助该小组同学利用表格一和表格二中的有关数据，在同一U﹣I坐标图（图丙）中描点，并用平滑的曲线再把你所描的点连接起来。（2）用图甲中的干电池和图乙中的电阻R组成闭合电路，当干电池对电阻R正常供电时，该干电池的xx输出功率为W。第5页（共20页）三、综合应用题：本题共4小题，共46分。在答题卡上作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．（10分）如图所示，在绝缘水平面内固定两个宽度为L的平行金属导轨，在两导轨之间连接一电源，电源的电动势为E、内阻为r。质量为m、电阻为R的金属导体棒ab静止跨放在两导轨上的最右端、且和两导轨垂直，导轨与导体棒之间的动摩擦因数为μ。整个空间存在一个匀强磁场，磁场的方向与两个导轨所在的平面成θ角斜向右上方。两导轨电阻不计，重力加速度大小为g。原先开关S是断开的。已知开当关S闭合的瞬间，导体棒刚好水平向右、以大小为a的加速度突然离开两导轨。求：匀强磁场的磁感应强度大小。第6页（共20页）14．（10分）如图所示，ABCD是边长为a为半径的之一圆周内有磁B的匀强磁场，磁场的方向垂直于正方形所在的平面向外。一质量为m、电荷量为e的电在的平面、从BC边的中点P垂直于BC边射入正方形该电子刚好从A求：电子从BC边的中点P入射的a的正方形。以D为圆心、边长四分感应强度大小为子，以某一速度沿正方形所区域，点离开磁场。不计电子重力，速度大小。第7页（共20页）15．（13分）如图所示的空间，存在一个上下具有一定宽度磁场的方向垂、磁感应强度为B的匀强磁场，为h（h＞L）的位置，以速度大小为v竖直向上抛出。已知导线框向上能够穿过磁场。当导线框竖直向下又运动到0重力加速度大小为g。直纸面水平向里。将边长为L、质量为m、电阻为R的正方形导线框abcd，从距磁场下边界高度初始位置时，其速度大小为v。整个运动过程中导线框不发生转动，空气阻力不计，求：（1）线框从开始运动到又回到初始位置的过程中，导线框中产生的焦耳热；（2）线框在下当ab边离开磁场前的降阶段，瞬间，导线框中的电流大小。第8页（共20页）16．（13分）真空中存在电场强度大小为E的匀强电场，电场的方向沿竖直方向。一带电油滴在该电场中1竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v。在油滴处于位置A时，不变。持续一段时间t后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间t后，油滴又运动到原来的位置A。重力加速度大小为g。求：（1）油滴又运动到原来的位置A时的（2）增大与原来电场强度的大小的比值。将电场强度的大小突然增大到某值，但0保持其方向速度大小；后的电场强度的大小第9页（共20页）

2021-2022学年河南省许昌市高二（上）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项目要求，第8-10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。用2B铅笔把所选答案符合题涂在答题卡上。1．如图所示为冶炼合金钢的真空冶炼炉。冶炼炉内放有金属块，炉外绕有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，使冶炼炉内金属块中产生涡电流，涡电流产生的热量使金属块熔化。在涡电流产生过程中，所利用的电磁学规律的发现者为（）A．法拉第B．库仑C．奥斯特D．安培解：涡流是由于导体中由于电磁感应现象而产生的感应电流，而发现电磁感应是由法拉第最早发现的，故A正确，BCD错误。故选：A。2．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器。某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线带正电，其右侧的电场线分布如图所示。粉尘带负电，在电场AB为该收尘板的横截面，工作时收尘板力作用下向收尘板AB运动，最后落在收尘板AB上。忽略粉尘的重力和粉尘所受的空气阻力。若带负电粉尘颗粒从P点，由静止开始向收尘板AB运动过程中，下列说法正确的是（）A．粉尘做匀加速直线运动B．粉尘的加速度先变小后变大C．电场力对粉尘一直做正功D．粉尘的电势能逐渐变大解：AB、带负电荷的粉尘颗粒在P处受力方向沿电场线的切线方向指向左下方，则粉尘颗粒向电场线密的地方运动，该粉尘颗粒受到的电场力增大，根据牛顿第二定律可知其运动的加速度逐渐变大，故AB错误；CD、带负电粉尘颗粒从P点，由静止开始向收尘板AB运动过程中，电场力做正功，该粉尘颗粒的电势能逐渐变小，故C正确，D错误；故选：C。3．目前我国远距离输电已经采用750kV的超高压和1100kV的特高压。假设甲、乙两地原来采用750kV第10页（共20页）的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1100kV的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（）A．输电线上输送的电流大小减小B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压增大C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率增大D．用户得到的电功率减小解：A、由于输送的功率不变，根据P＝UI可知，当输送电压增大时，输电线路上输送的电流减小，故A正确；B、由于输电线上的电流减小，根据U＝IR可知，输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小，故B损错误；C、根据可知，输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小，故C错误；=2损D、根据P＝P﹣P可知，用户得到的功率增大，故D错误；用损故选：A。4．如图所示是电动机模型示意图。处于磁场中的矩形通电金属线框abcd可绕轴OO'转动。线框中的电流磁场方向平行、且ab和cd边与磁场方向垂直），方向，下列说法正确的是（）方向如图所示。在图示位置（线框所在的水平面刚好和关于线框ab、bc、cd、da边受到A．ab边受到安培力的方向向右B．bc边受到C．cd边受到D．da边受到安培力的方向向左A、根据左手定则可知，ab边受到的B、bc边电流磁场平行，故不受安培力，故B错误；C、根据左手定则可知，cd边受到的安培力方向向上，故C正确；D、da边电流磁场平行，故不受安培力，故D错误；C。安培力的安培力的方向向下安培力的方向向上解：安培力方向向下，故A错误；方向始终和方向始终和故选：5．如图所示，为研究电容器的充放电实验电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列的操作过程中，正确的说法是（）A．开关S接1，电容器上极板带负电B．开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在C．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上第11页（共20页）D．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R中电流方向向右解：A、开关S接1，想当于给电容器充电，充电后电容器上极板与电源的正极相连接，带正电，故A错误；B、开关S接1稳定后，充电完毕，电容器两极板间电压等于电源电动势，再断开S，电容器两极板间有电场存在，故B正确；C、开关S接1稳定后，再将S掷向2，此时电容器处于放电过程，放电过程上极板相当于电源的正极，流过电流传感器的电流方向向下，故C错误；D、开关S接1稳定后，再将S掷向2，此时电容器处于放电过程，放电过程上极板相当于电源的正极，流过电阻R的电流方向向左，故D错误。故选：B。6．用如图所示的装置可以测量匀强磁场的磁感应强度。轻绳跨过光滑定滑轮，左边挂一物体，右方轻绳下面有一轻质绝缘挂钩，挂钩处有水平方向向里的匀强磁场。将一个通电矩形线圈挂在右方下面的轻钩上，线圈中的电流方向如图所示，整体处于平衡状态（线圈下边成水平状态）。下列说法正确的是（）A．线圈质量和物体的质量相等B．线圈所受的安培力方向竖直向下C．若磁场突然反向，其它条件不变，线圈将向上运动，线圈将向下运动D．若线圈中的电流突然反向，其它条件不变解：AB、设物体的质量为M、线框的质量为m，线框受到的安培力F＝BIL，方向向上，根据共点力平衡可得Mg+F＝mg，故AB错误；C、若磁场突然反向，其它条件不变，线圈受到的安培力向下，则线圈受到的合力为F＝mg+F﹣Mg＞合0，方向向下，故线圈向下运动，故C错误；D、若线圈中的电流突然反向，其它条件不变，线圈受到的安培力向下，则线圈受到的合力为F＝mg+F合﹣Mg＞0，方向向下，故线圈向下运动，故D正确；故选：D。7．图（a）中A和B是真空中的两块面积很大的竖直平行金属板，加上周期为T的交变电压，在两板间产生交变的匀强电场。已知B板电势为零，A板电势φA随时间t变化的规律如图（b）所示（图中只画出一个周期）。在两板之间的中点P处，有一个带负电粒子（不计重力），在t＝0时，粒子在电场力的作用下从静止开始运动。已知在=2时刻，粒子的速度大小为v（粒子始终不会和金属板相碰），则在0﹣T时间内，关于粒子的速度v—时间t的图像，下列正确的是（）第12页（共20页）A．B．C．D．解：由图可知A板电势φ随时间t变化的规律，由=maA即φA随时间t变化图，可以等效于a随时间t变化图，故a：a2＝1：31B正确，ACD错误在v随时间t变化图中，斜率代表加速度，故。故选：B。8．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻R并联组成，原理图如图所示。当电路中的用电器正常工作时，超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零）；当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即限流电阻R工作），以力系统的故障电流。当开关S闭合后，额定电压为220V的用电器正常工作，则下列说法正确的是（）A．超导限流器两端的电压为0B．通过超导限流器中的C．若用电D．若用电器发生短路后，用电器两端的电压为220VA.当电路中的用电器正常工作时，限流器两端的电压为0，故A正确；B.当电路中的用电器正常工作时，B错误；C.当电路中的用电器发生短路，电流监控器（理想电流表转变为正常态（即超导部件断开，此来限制电限流电阻的电流为0器发生短路后，通过电流监控器的电流为0解：超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零），超导超导限流器中的超导部件处于超导态（可认为电阻为零），通过超导限流器中的限流电阻的电流无穷大，故路中电A）报警时，超导限流器中的超导部件由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），通过电流监控器的电流不为0，故C错误；D.当电路中的用电器发生短路，电路中电流监控器（理想电流表A）报警时，超导限流器中的超导部件第13页（共20页）由超导态立即转变为正常态（即超导部件断开，限流电阻R工作），超导限流器会分一部分电压，即用电器两端的电压小于220V，故D错误。故选：A。9．如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器A正下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度大小都几乎为零，然后都竖直向下经过加速电场，分别从小孔S2离开，再从小孔S3沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入水平向外的匀强磁场中，最后打到照相底片D上的不同位置。整个装置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根图据中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（）A．带电粒子均带正电荷B．加速电场的电场强度方向竖直向下C．三个带电粒子的比荷一定相同D．三个带电粒子的电荷量一定不相同，而质量一定相同解：A、粒子在磁场中均向左偏转，根据左手定则可知，粒子均带正电，故A正确；B、粒子在加速电场中向下加速，受到的电场力方向向下，由于粒子带正电，所以加速电场的电场强度方向竖直向下，故B正确；C、设加速电场的电压为U，根据动能定理可得：qU=122；2粒子在磁场中偏转，根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB＝m联立解得：=，由图示可知，R不同，则三个带电粒子的比荷不相同，故C错误；22D、根据=可知，三个带电粒子的电荷量不一定相同，而质量也不一定相同，故D错误。22故选：AB。10．如图所示，电阻均不计的两个光滑金属导轨，平行固定放在绝缘水平面上。匀强磁场垂直于两金属导轨所在的水平面，方向竖直向下（图中未画出）。有一定阻值的光滑金属杆ab、cd跨放在两金属导轨上，且两金属杆始终与两导轨垂直，整体静止不动。现在给金属杆ab一个水平向右的初速度，使其沿金属导轨向右开始运动，则在金属杆ab沿金属导轨向右运动的过程中（整个装置始终处于磁场内），下列说法正确的是（）A．两个金属杆ab、cd组成的系统机械能守恒B．两个金属杆ab、cd组成的系统动量守恒C．两个金属杆ab、cd组成的系统机械能不守恒D．两个金属杆ab、cd组成的系统动量不守恒第14页（共20页）解：AB、两金属杆ab、cd组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A错误，B正确；CD、金属杆运动过程切割磁感线产生感应电动势，回路产生感应电流，金属杆受到安培力做功，金属杆克服真漂亮做功转化为焦耳热，金属杆的机械能转化为内能，两金属杆组成的系统机械能不守恒，故C正确，D错误。故选：BC。二、实验探究题：本题共2小题，共14分。在答题卡上按题目要求答题。11．（6分）如图甲所示的实验电路发现不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至C（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。在甲图中，若只有b、c间右边的导线断路，合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，则应发现：两表笔分别与a、b相接时，指针不偏转（选填“偏转”或“不偏转”）；两表笔分别与a、c相接时，指针偏转（选填“偏转”或“不偏转”）。解：由题意可知选择开关应旋至直流电压挡，即旋至C.若只有b、c间右边的导线断路，两表笔分别与a、b相接时，没有电流通过电表，指针不偏转；两表笔分别与a、c相接时，电流会由a经过电表达到c，指针偏转。故答案为：12．（8分）某实验探究小组步骤一：该实验探究小组先用如图甲所示的电路图干电池的电动势和内阻。开关S闭合前，变电阻R设在某一较大的数值。将开关S闭合，用电压表测出电阻R两端的电压，用电流表测通过电阻R的电流。变电阻R的阻值，记下每次对应的电流表和电压表的示数如表格一所C；不偏转；偏转进行这样的探究：来测量一节把可出逐渐调节可示：表格一次数123456电压表读数U/V1.301.201.101.000.900.80第15页（共20页）电流表读数I/A0.080.170.250.330.420.50步骤二：该实验探究小组再用如图乙所示的电路测量一电阻R的阻值。开关S闭合前，把可变电阻Rx的滑动端滑动到最左端。将开关S闭合，用电压表测出电阻R两端的电压，用电流表测出通过电阻RxxR的阻值的电流。逐渐调节可变电阻，记下每次对应的电流表和电压表的示数如表格二所示：表格二次数10023456电压表读数U/V电流表读数I/A0.100.020.300.060.700.161.000.221.500.34（1）请你帮助该小组同学利用表格一和表格二中的有关数据，在同一U﹣I坐标图（图丙）中描点，并用平滑的曲线再把你所描的点连接起来。（2）用图甲中的干电池和图乙中的电阻R组成闭合电路，当干电池对电阻R正常供电时，该干电池xx的输出功率为0.275W。解：（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不过直线的点对称分布在直线两侧，根据描出的点作出图像如图所示第16页（共20页）（2）用图甲中的干电池和图乙中的电阻Rx组成闭合电路，由图示图像可知，路端电压U＝1.1V，电路电流I＝0.225A，电池的输出功率1）图像题：本题共4小题，P＝UI＝1.1×0.25W＝0.275W故答案为：（如上图所示；（2）0.275。三、综合应用共46分。在答题卡上作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。在绝缘水平面内固定两个宽度为L的平行金属导轨，在两导轨之间连接一电源，电源的电动势为E、内阻为r。质量为m、电阻为R的金属导体棒ab静止跨放在两导轨上的和两导轨垂直，动摩擦因数为μ。整个空间在存一个匀强磁场，磁场的方向与两个θ角斜向右上方。两导轨电阻重力加速度大小为g。原先开关S是断开的。已13．（10分）如图所示，最右端、且导轨与导体棒之间的导轨所在的平面成不计，知当开关S闭合的瞬间，导体棒刚好水平向右、以大小为a的加速度突然离开两导轨。求：匀强磁场的磁感应强度大小。解：设匀强磁场的磁感应强度大小为B，闭合回路的电流大小为I，以导体棒为研究对象，受力图如图所示导体棒离开两导轨的瞬间；水平方向：BILsinθ﹣F2＝ma竖直方向F1﹣BILcosθ﹣mg＝0由摩擦定律得F2＝μF1对闭合回路，有I=第17页（共20页）以上联合求解得：=答：匀强磁场的磁感应强度大小为。14．（10分）如图所示，ABCD是边长为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于正方形所在的平面向外。一质量为电子，以某一速度沿正方形所在的平面、从BC边的中点P垂直于BC边射入正方形区域，该电子刚好从A点离开磁场。不计电子重力，求：电子从BC边的中点P入射的速度大小。a的正方形。以D为圆心、边长a为半径的四分之一圆周内有磁感应强度大小为m、电荷量为e的解：画出电子在磁场中运动的轨迹示意图，正方形的边长为a，由于磁场圆的半径为a。sinθ=2=21，所以由几何关系得：θ＝30°；则△DQA是等边三角形，从而可以知△QAO也是等边三角形，那么粒子的轨迹半径：r＝a由洛伦兹力提供向心力得：evB＝m联立解得：v=答：电子从BC边的中点2P入射的速度大小为