資源簡介

模塊綜合試卷(二)
(滿分：100分)
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1.傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的另一個物理量(通常是電壓、電流等電學(xué)量)，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是(　　)
A.力傳感器 B.溫度傳感器
C.光傳感器 D.聲傳感器
2.(2023·南通市高二期末)如圖所示，兩個完全相同的燈泡L1、L2的電阻值與R相等，線圈的自感系數(shù)很大，且直流電阻值忽略不計。閉合開關(guān)瞬間L1、L2均發(fā)光，待電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)，則(　　)
A.閉合開關(guān)后，L1、L2的亮度相同
B.閉合開關(guān)后，L1、L2都逐漸變暗
C.斷開開關(guān)瞬間，R中電流方向與斷開前相同
D.斷開開關(guān)后，L1由不亮突然閃亮后熄滅
3.(2023·長沙市長郡中學(xué)月考)如圖，在光滑的水平面上，寬為2L的有界勻強(qiáng)磁場左側(cè)放置一邊長為L的正方形導(dǎo)電線圈，線圈在水平外力作用下向右勻加速穿過該磁場，則在線圈穿過磁場的過程中，拉力F、線圈中感應(yīng)電流I(順時針方向為正)、熱功率P隨位移s的變化圖像正確的是(　　)
4.(2023·重慶市育才中學(xué)高二期中)如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量均為m、電荷量均為+q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用力和重力。則下列分析中正確的是(　　)
A.從M點射出的粒子速率可能大于從N點射出粒子的速率
B.從圓弧bc射出的所有粒子中，從圓弧bc中點射出的粒子所用時間最短
C.從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間
D.從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場中運動的時間
二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
5.(2023·長沙市雅禮中學(xué)期末)如圖所示，由三根相同導(dǎo)體連接而成的正三角形線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中，線框所在平面與磁場方向垂直，a、b分別與直流電源兩端相接。若導(dǎo)體ab受到的安培力大小為F1，ac段導(dǎo)體受到的安培力大小為F2，acb段導(dǎo)體受到的安培力大小為F3，正三角形線框abc受到的安培力大小為F4，則下列判斷正確的是(　　)
A.F1=2F2 B.F4=0
C.F4=1.5F1 D.F4=2F1
6.(2023·南平市高二月考)如圖所示，邊長為L、電阻不計的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U，線框及小燈泡的總質(zhì)量為m，在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平。線框從圖示位置開始由靜止下落，穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光。重力加速度為g，則(　　)
A.有界磁場寬度lB.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為
C.線框勻速穿越磁場，速度恒為
D.線框穿越磁場的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為mgL
7.(2024·福清市第一中學(xué)高二開學(xué)考試)如圖所示為某種電磁泵模型的示意圖，泵體是長為L1，寬與高均為L2的長方體。泵體處在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，泵體的上下表面接電壓為U的電源(內(nèi)阻不計)，理想電流表示數(shù)為I。若電磁泵和水面高度差為h，液體的電阻率為ρ，在t時間內(nèi)抽取液體的質(zhì)量為m，不計液體在流動中和管壁之間的阻力，取重力加速度為g，則(　　)
A.泵體上表面應(yīng)接電源正極
B.電磁泵對液體產(chǎn)生的力大小為BIL1
C.電源提供的電功率為
D.質(zhì)量為m的液體離開泵體時的動能為UIt-mgh-I2t
8.(2023·天津市第四十二中學(xué)高二期末)如圖甲所示，一半徑為r的光滑絕緣細(xì)圓管固定在水平面上，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球在細(xì)圓管中運動。垂直細(xì)圓管平面存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(取豎直向上為正方向，圖中B0、t0為已知量)。已知當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化時，在圓管內(nèi)產(chǎn)生電場強(qiáng)度大小處處相等的感生電場(電場線閉合的渦旋電場)，原來靜止的小球在管內(nèi)做圓周運動，小球可看作點電荷且電荷量保持不變。則下列說法正確的是(　　)
A.小球沿順時針(從上往下看)方向運動
B.管內(nèi)電場強(qiáng)度大小為
C.小球由靜止開始運動第一周所用時間為t0
D.小球第2次回到出發(fā)點的速度大小為2r
三、非選擇題：本題共7小題，共60分。
9.(4分)如圖所示，有一對平行金屬板相距d=10 cm，兩板間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.1 T，方向垂直紙面向里。左板A處有一粒子源，以速度v=1×106 m/s不斷地在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射比荷=1×108 C/kg的帶負(fù)電粒子，不計粒子的重力，能打在右側(cè)金屬板上且經(jīng)歷時間最短的粒子的偏轉(zhuǎn)角為　　　　，最短時間為　　　 s。
10.(4分)(2023·上海市延安中學(xué)高二期末)如圖，光滑絕緣水平面上一正方形線圈以某初速度滑過一有界勻強(qiáng)磁場。磁場寬度大于線圈寬度。線圈滑入和滑出磁場的過程中，通過線圈橫截面的電荷量分別為q1和q2，產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q1和Q2。則q1　　　　q2，Q1　　　　Q2(均選填“<”“=”或“>”)。
11.(5分)(2023·莆田市第二十五中學(xué)高二期中)用如圖所示器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和判定感應(yīng)電流方向。
(1)(2分)用筆畫線代替導(dǎo)線將實驗電路補(bǔ)充完整；
(2)(2分)閉合開關(guān)，能使感應(yīng)電流與原電流在線圈L2、L1中的方向相同的實驗操作是　　　　；
A.插入軟鐵棒
B.拔出小線圈
C.使變阻器阻值變大
D.斷開開關(guān)
(3)(1分)某同學(xué)閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片向左滑動時，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則當(dāng)他將鐵芯向上拔出時，能觀察到電流表指表　　　　(選填“向右”或“向左”)偏轉(zhuǎn)。
12.(7分)(2024·蘇州市蘇苑中學(xué)高二月考改編)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，小明同學(xué)利用如圖甲、乙所示對可拆式變壓器進(jìn)行研究。
(1)(2分)為了確保實驗的安全，下列做法正確的是　　　　。
A.為了人身安全，實驗中只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過36 V
B.即使副線圈不接用電器，原線圈也不能長時間通電
C.為使接觸良好，通電時應(yīng)用手直接捏緊裸露的接線柱
D.使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓范圍后再選擇適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測量
(2)(2分)正確選擇器材后，圖丙中將變壓器的原線圈“0、8”接線柱與穩(wěn)壓輸出端相連，且學(xué)生電源選擇開關(guān)置于10.0 V擋，多用電表與副線圈的“0、4”接線柱相連，電表示數(shù)是　　　　。
A.5.50 V B.4.60 V
C.5.00 V D.0
(3)(3分)小明同學(xué)把交流電源接在圖丁a、b兩端，當(dāng)Uab=12.0 V時，用多用電表交流電壓“×10 V”擋測量c、d兩端電壓，測量結(jié)果如戊所示。a、b兩端匝數(shù)與c、d兩端匝數(shù)之比最有可能是　　　　。
A.8∶1 B.14∶4
C.2∶1 D.1∶2
13.(12分)(2024·岳陽市頤華高級中學(xué)高二開學(xué)考試)一小型發(fā)電站通過升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為500 kW，升壓變壓器原線圈兩端的電壓為500 V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5 Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220 V，變壓器均為理想變壓器，求：
(1)(3分)升壓變壓器副線圈兩端的電壓；
(2)(4分)輸電線上的功率損失及用戶得到的功率；
(3)(5分)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。
14.(12分)(2024·烏魯木齊市第二十三中學(xué)月考)如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離L=1 m，導(dǎo)軌間連接的定值電阻R=3 Ω。導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=0.1 kg的金屬桿ab，金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌間金屬桿的電阻r=1 Ω，其余電阻不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里，重力加速度g取10 m/s2。現(xiàn)讓金屬桿從MP下方某一水平位置由靜止釋放，忽略空氣阻力的影響。
(1)(5分)求金屬桿的最大速度大小v；
(2)(7分)若從金屬桿開始下落到剛達(dá)到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=0.6 J，求此過程中：
①金屬桿下落的高度h；
②通過電阻R上的電荷量q。
15.(16分)(2023·莆田市第二十五中學(xué)高二期中)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy中，x>0區(qū)域內(nèi)存在著方向與x軸負(fù)方向成45°角的勻強(qiáng)電場E2，電場強(qiáng)度大小E2=10 V/m，在-1 m(1)(5分)粒子進(jìn)入磁場時的速度；
(2)(5分)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；
(3)(6分)粒子從P點射出到第三次經(jīng)過y軸時所用的時間。
答案精析
1.B　［空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是溫度傳感器，B正確，A、C、D錯誤。］
2.D　［閉合開關(guān)后，由于線圈的自感作用，L中的電流由零逐漸增大，所以與L并聯(lián)的L1上的電流從大逐漸減小，所以L1逐漸變暗，電路穩(wěn)定后L1被短路，L2電流逐漸增大，L2逐漸變亮，選項A、B錯誤；斷開開關(guān)，L2立刻熄滅，流過R的電流立即變?yōu)榱悖捎诰€圈的自感作用，線圈電流不能突變，因此與線圈構(gòu)成閉合回路的L1由不亮突然閃亮后熄滅，選項C錯誤，D正確。］
3.D　［線圈在拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，對線圈受力分析F-F安=ma，即F=ma+=ma+，故A、B錯誤；線圈中的感應(yīng)電流I==，產(chǎn)生電流的0~L段和2L~3L段應(yīng)為同一曲線的兩段，故C錯誤；線圈中的功率P===，故D正確。］
4.C　［根據(jù)qvB=m得v=，從M點射出粒子的圓周半徑更小，則速率更小，故A錯誤；由t=T=·，粒子運動周期不變，圓周運動的圓心角越大，運動時間越長，由幾何關(guān)系可知，弦切角等于圓心角的一半，當(dāng)弦切角越小，運動時間越短，如圖，當(dāng)弦與bc圓弧邊界相切時，弦切角最小，運動時間最短，故B錯誤；M、N兩點具體位置未知，從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間，故C正確；由圖可知，從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間不一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場中運動的時間，故D錯誤。］
5.AC　［由于acb段導(dǎo)體長度是ab段的2倍，根據(jù)R=ρ可得，acb段導(dǎo)體電阻是ab段電阻的2倍，由歐姆定律I=可知，流過ab的電流是流過acb的電流的2倍，由幾何關(guān)系可知，ab和acb段導(dǎo)體有效長度相等，根據(jù)F=BIL可知，F(xiàn)1=2F3，F(xiàn)2=F3，則F1=2F2，A正確；正三角形線框abc受到的安培力大小為F4=Fab+Facb=F1+F3，其中F3=F2=F1，因此F4=1.5F1，C正確，B、D錯誤。］
6.BC　［如果有界磁場的寬度l7.AD　［當(dāng)泵體上表面接電源的正極時，電流從上向下流過泵體，這時受到的磁場力水平向左，拉動液體，故A正確；電磁泵對液體產(chǎn)生的力大小為F=BIL2，故B錯誤；電源提供的電功率為P=UI，故C錯誤；根據(jù)電阻定律，泵體內(nèi)液體的電阻R=ρ=，若t時間內(nèi)抽取水的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律，則這部分水離開泵時的動能為Ek=UIt-mgh-I2Rt=UIt-mgh-I2t，故D正確。］
8.BD　［由楞次定律可知感生電場的方向沿順時針，小球帶負(fù)電，故小球沿逆時針(從上往下看)方向運動，A錯誤；產(chǎn)生的感生電場的電場強(qiáng)度大小為E==，B正確；小球做加速度大小不變的曲線運動，小球所受的電場力方向始終與速度方向相同，當(dāng)成勻加速直線運動處理，根據(jù)運動學(xué)公式2πr=×t2，解得t=，C錯誤；由動能定理可得mv2=2qE·2πr=2q·，解得v=2r，D正確。］
9.60°或　×10-7
解析　劣弧弦長越短，圓心角θ越小，時間就越短，由此可知最短弦長為板間距離d，根據(jù)牛頓第二定律得qvB=m，根據(jù)幾何關(guān)系得d=2rsin ，解得θ=60°，粒子的最短運動時間為t=，T=，解得t=×10-7s。
10.=　>
解析　設(shè)線圈總電阻為R，由題意，
根據(jù)q=t=Δt=·Δt=，
由于線圈滑入和滑出磁場的過程中穿過線圈磁通量的變化量ΔФ相等，線圈電阻R相等，所以可知q1=q2
設(shè)正方形線圈滑入磁場瞬間初速度為v0，完全進(jìn)入磁場時速度為v1，完全離開磁場時速度為v2，線圈的邊長為L。正方形線圈滑入磁場過程中，根據(jù)動量定理有
-F安1t1=-Bq1L=mv1-mv0
正方形線圈滑出磁場過程中，根據(jù)動量定理有
-F安2t2=-Bq2L=mv2-mv1
綜上可知v0-v1=v1-v2
正方形線圈滑入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1=m(-)
=m(v0-v1)(v0+v1)
正方形線圈滑出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=m(-)
=m(v1-v2)(v1+v2)
其中v0-v1=v1-v2，
v0+v1-(v1+v2)=v0-v2>0，則有Q1>Q2。
11.(1)見解析圖　(2)BCD　(3)向左
解析　(1)將線圈L2和電流表串聯(lián)形成一個回路，將開關(guān)、滑動變阻器、電源、線圈L1串聯(lián)成另一個回路即可，實物圖如圖所示
(2)若使感應(yīng)電流與原電流在線圈L2、L1中的方向相同，則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小，故拔出線圈L1、使變阻器阻值變大、斷開開關(guān)均可使線圈L2中的磁通量減小，故選B、C、D。
(3)由題圖所示可知，將滑動變阻器的滑片向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，通過線圈L1的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過線圈L2的磁通量增大，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，穿過線圈L2的磁通量增大時，電流表指針向右偏，則磁通量減少時，指針向左偏；如果將鐵芯向上拔出，穿過線圈L2的磁通量減少，電流表指針左偏。
12.(1)BD　(2)D　(3)C
解析　(1)變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電壓不超過12 V，故A錯誤；即使副線圈不接用電器，原線圈處于空載也有一定的損耗，原線圈也不能長時間通電，故B正確；實驗通電時，為保證人身安全及實驗準(zhǔn)確性，不可用手接觸裸露的導(dǎo)線，故C錯誤；使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，故D正確。
(2)由題可知，原線圈連接的電壓為直流電壓，因此，副線圈兩端的電壓為0。故選D。
(3)電壓擋“×10 V”的量程精度為0.2 V，估讀到0.1 V，則讀數(shù)為5.6 V；根據(jù)理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比，考慮變壓器有一定的電能損失，則最接近的匝數(shù)比為2∶1。故選C。
13.(1)2 500 V　(2)60 kW　440 kW　(3)10∶1
解析　輸電線路原理圖如圖所示
(1)根據(jù)=可知，升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2==2 500 V。
(2)輸電線上的電流I2===200 A
輸電線上的功率損失
P損=r線=60 kW
用戶得到的功率P用=P1-P損=440 kW
(3)輸電線上損失的電壓
ΔU=I2r線=300 V
降壓變壓器原線圈兩端的電壓
U3=U2-ΔU=2 200 V
降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為
==10∶1。
14.(1)4 m/s　(2)①1.6 m　②0.4 C
解析　(1)當(dāng)金屬桿達(dá)到最大速度v時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時回路中感應(yīng)電動勢為E=BLv
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知此時回路中的感應(yīng)電流為I=
此時金屬桿所受安培力大小為F=BIL
根據(jù)平衡條件有F=mg
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得v=4 m/s
(2)①從金屬桿開始下落到剛達(dá)到最大速度的過程中，設(shè)回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q總，
有==
由能量守恒定律有mgh=mv2+Q總
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得h=1.6 m
②設(shè)金屬桿從開始下落經(jīng)過時間t達(dá)到最大速度，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得此過程中回路中的平均感應(yīng)電動勢為=n=
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此過程中回路中的平均感應(yīng)電流為=
根據(jù)電流的定義式為=
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得q=0.4 C。
15.(1)2 m/s，方向與x軸正方向成45°角　(2)20 T　(3)(2.5+) s
解析　(1)根據(jù)題意可知，粒子在電場E1中做類平拋運動，設(shè)經(jīng)過t1時間進(jìn)入磁場，有x=v0t1
解得t1=0.5 s
粒子從(-1 m，0)處進(jìn)入磁場，其速度大小
v===2 m/s
速度方向與x軸正方向夾角為θ
tan θ===1
解得θ=45°，故方向與x軸正方向成45°角
(2)由對稱性可知，粒子進(jìn)入電場E2時速度方向與x軸正方向夾角也為45°，即在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為90°，設(shè)在磁場中粒子做圓周運動半徑為R，運動軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系得d=R
則R= m
洛倫茲力提供向心力有qvB=
解得B=20 T
(3)粒子進(jìn)入電場E2做勻減速運動，當(dāng)速度為零時折返，由動能定理有
mv2=E2qs
解得s= m
粒子在電場E2中單程運動時間
t2==1 s
粒子在磁場做圓周運動的周期
T=== s
粒子在磁場中運動時間t3== s
粒子再次進(jìn)入磁場做圓周運動，轉(zhuǎn)過90°后垂直電場E2方向再次進(jìn)入電場E2，用時t4=t3
故粒子第三次通過y軸所用時間
t=t1+2t2+t3+t4=(2.5+) s。(共53張PPT)
模塊綜合試卷(二)
一、單項選擇題
1.傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的另一個物理量(通常是電壓、電流等電學(xué)量)，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是
A.力傳感器 B.溫度傳感器
C.光傳感器 D.聲傳感器
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是溫度傳感器，B正確，A、C、D錯誤。
2.(2023·南通市高二期末)如圖所示，兩個完全相同的燈泡L1、L2的電阻值與R相等，線圈的自感系數(shù)很大，且直流電阻值忽略不計。閉合開關(guān)瞬間L1、L2均發(fā)光，待電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)，則
A.閉合開關(guān)后，L1、L2的亮度相同
B.閉合開關(guān)后，L1、L2都逐漸變暗
C.斷開開關(guān)瞬間，R中電流方向與斷開前相同
D.斷開開關(guān)后，L1由不亮突然閃亮后熄滅
√
1
2
3
4
5
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閉合開關(guān)后，由于線圈的自感作用，L中的電流由零逐漸增大，所以與L并聯(lián)的L1上的電流從大逐漸減小，所以L1逐漸變暗，電路穩(wěn)定后L1被短路，L2電流逐漸增大，L2逐漸變亮，選項A、B錯誤；
斷開開關(guān)，L2立刻熄滅，流過R的電流立即變?yōu)榱悖捎诰€圈的自感作用，線圈電流不能突變，因此與線圈構(gòu)成閉合回路的L1由不亮突然閃亮后熄滅，選項C錯誤，D正確。
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3.(2023·長沙市長郡中學(xué)月考)如圖，在光滑的水平面上，寬為2L的有界勻強(qiáng)磁場左側(cè)放置一邊長為L的正方形導(dǎo)電線圈，線圈在水平外力作用下向右勻加速穿過該磁場，則在線圈穿過磁場的過程中，拉力F、線圈中感應(yīng)電流I(順時針方向為正)、熱功率P隨位移s的變化圖像正確的是
√
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線圈在拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，對線圈受力分析F-F安=ma，即F=ma+=ma+ ，故A、B錯誤；
14
線圈中的感應(yīng)電流I==，產(chǎn)生電流的0~L段和2L~3L段應(yīng)為同一曲線的兩段，故C錯誤；
線圈中的功率P===，故D正確。
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4.(2023·重慶市育才中學(xué)高二期中)如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量均為m、電荷量均為+q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用力和重力。則下列分析中正確的是
A.從M點射出的粒子速率可能大于從N點射出粒子的速率
B.從圓弧bc射出的所有粒子中，從圓弧bc中點射出的粒子
　所用時間最短
C.從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點
　射出的粒子在磁場中運動的時間
D.從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場
　中運動的時間
√
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根據(jù)qvB=m得v=，從M點射出粒子的圓周半徑更小，則速率更小，故A錯誤；
由t=T=·，粒子運動周期不變，圓周運動的圓心角越大，運動時間越長，由幾何關(guān)系可知，
弦切角等于圓心角的一半，當(dāng)弦切角越小，運動時間越短，如圖，當(dāng)弦與bc圓弧邊界相切時，弦切角最小，運動時間最短，故B錯誤；
M、N兩點具體位置未知，從M點射出的粒子在磁場中運動的時間可能大于從N點射出的粒子在磁場中運動的時間，故C正確；
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由圖可知，從邊界cd射出的粒子在磁場中運動的時間不一定小于從圓弧bc段射出的粒子在磁場中運動的時間，故D錯誤。
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二、多項選擇題
5.(2023·長沙市雅禮中學(xué)期末)如圖所示，由三根相同導(dǎo)體連接而成的正三角形線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中，線框所在平面與磁場方向垂直，a、b分別與直流電源兩端相接。若導(dǎo)體ab受到的安培力大小為F1，ac段導(dǎo)體受到的安培力大小為F2，acb段導(dǎo)體受到的安培力大小為F3，正三角形線框abc受到的安培力大小為F4，則下列判斷正確的是
A.F1=2F2 B.F4=0
C.F4=1.5F1 D.F4=2F1
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由于acb段導(dǎo)體長度是ab段的2倍，根據(jù)R=ρ可得，acb段導(dǎo)體電阻是ab段電阻的2倍，由歐姆定律I=可知，流過ab的電流是流過acb的電流的2倍，由幾
何關(guān)系可知，ab和acb段導(dǎo)體有效長度相等，根據(jù)F=BIL可知，F(xiàn)1=2F3，F(xiàn)2=F3，則F1=2F2，A正確；
正三角形線框abc受到的安培力大小為F4=Fab+Facb=F1+F3，其中F3=F2=F1，因此F4=1.5F1，C正確，B、D錯誤。
15
6.(2023·南平市高二月考)如圖所示，邊長為L、電阻不計的n匝正方形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，連接的小燈泡的額定功率、額定電壓分別為P、U，線框及小燈泡的總質(zhì)量為m，在線框的下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域?qū)挾葹閘，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與線框平面垂直，其上、下邊界與線框底邊均水平。線框從圖示位置開始由靜止下落，穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光。重力加速度為g，則
A.有界磁場寬度lB.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為
C.線框勻速穿越磁場，速度恒為
D.線框穿越磁場的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為mgL
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如果有界磁場的寬度l穿越磁場的過程中，小燈泡始終正常發(fā)光，說明線框是勻速穿過磁場的，即重力和安培力等大反向，
13
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則mg=nBIL，其中I=，解得B=，故B正確；
由重力和安培力等大反向得mg=nBIL=nBL，代入B=，解得v=，故C正確；
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線框穿越磁場的過程中，其動能沒有變化，重力勢能在減小，根據(jù)能量守恒定律，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱等于線框的重力勢能減小量，即為2mgL，故D錯誤。
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15
7.(2024·福清市第一中學(xué)高二開學(xué)考試)如圖所示為某種電磁泵模型的示意圖，泵體是長為L1，寬與高均為L2的長方體。泵體處在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，泵體的上下表面接電壓為U的電源(內(nèi)阻不計)，理想電流表示數(shù)為I。若電磁泵和水面高度差為h，液體的電阻率為ρ，在t時間內(nèi)抽取液體的質(zhì)量為m，不計液體在流動中和管壁之間的阻力，取重力加速度為g，則
A.泵體上表面應(yīng)接電源正極
B.電磁泵對液體產(chǎn)生的力大小為BIL1
C.電源提供的電功率為
D.質(zhì)量為m的液體離開泵體時的動能為UIt-mgh-I2t
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當(dāng)泵體上表面接電源的正極時，電流從上向下流過泵體，這時受到的磁場力水平向左，拉動液體，故A正確；
電磁泵對液體產(chǎn)生的力大小為F=BIL2，故B錯誤；
電源提供的電功率為P=UI，故C錯誤；
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根據(jù)電阻定律，泵體內(nèi)液體的電阻R=ρ=，若t時間內(nèi)抽取水的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律，則這部分水離開泵時的動能為Ek=UIt-mgh-I2Rt=UIt-mgh-I2t，故D正確。
15
8.(2023·天津市第四十二中學(xué)高二期末)如圖甲所示，一半徑為r的光滑絕緣細(xì)圓管固定在水平面上，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電小球在細(xì)圓管中運動。垂直細(xì)圓管平面存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(取豎直向上為正方向，圖中B0、t0為已知量)。已知當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化時，在圓管內(nèi)產(chǎn)生電場強(qiáng)度大小處處相等的感生電場(電場線閉合的渦旋電場)，原來靜止的小球在管內(nèi)做圓周運動，小球可看作點電荷且電荷量保持不變。則下列說法正確的是
A.小球沿順時針(從上往下看)方向運動
B.管內(nèi)電場強(qiáng)度大小為
C.小球由靜止開始運動第一周所用時間為t0
D.小球第2次回到出發(fā)點的速度大小為2r
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由楞次定律可知感生電場的方向沿順時針，小球帶負(fù)電，故小球沿逆時針(從上往下看)方向運動，A錯誤；
產(chǎn)生的感生電場的電場強(qiáng)度大小為E==，
B正確；
小球做加速度大小不變的曲線運動，小球所受的電場力方向始終與速度方向相同，當(dāng)成勻加速直線運動處理，根據(jù)運動學(xué)公式2πr=×t2，解得t=，C錯誤；
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由動能定理可得mv2=2qE·2πr=2q·，解得v=2r，D正確。
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三、非選擇題
9.如圖所示，有一對平行金屬板相距d=10 cm，兩板間
有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.1 T，方向垂直紙
面向里。左板A處有一粒子源，以速度v=1×106 m/s不
斷地在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射比荷=1×108 C/kg的帶負(fù)電粒子，不計粒子的重力，能打在右側(cè)金屬板上且經(jīng)歷時間最短的粒子的偏轉(zhuǎn)角為____
　　　，最短時間為　　 　 s。
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60°
或
×10-7
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劣弧弦長越短，圓心角θ越小，時間就越短，由此可知最短弦長為板間距離d，根據(jù)牛頓第二定律得qvB=m，根據(jù)幾何關(guān)系得d=2rsin ，解得θ=60°，粒子的最短運動時間為t=，T=，解得t=×10-7s。
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10.(2023·上海市延安中學(xué)高二期末)如圖，光滑絕緣水平面上一正方形線圈以某初速度滑過一有界勻強(qiáng)磁場。磁場寬度大于線圈寬度。線圈滑入和滑出磁場的過程中，通過線圈橫截面的電荷量分別為q1和q2，產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q1和Q2。則q1　　q2，Q1　　Q2(均選填“<”“=”或“>”)。
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=
>
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設(shè)線圈總電阻為R，由題意，
根據(jù)q=t=Δt=·Δt=，
由于線圈滑入和滑出磁場的過程中穿過線圈磁通
量的變化量ΔФ相等，線圈電阻R相等，所以可知q1=q2
設(shè)正方形線圈滑入磁場瞬間初速度為v0，完全進(jìn)入磁場時速度為v1，完全離開磁場時速度為v2，線圈的邊長為L。正方形線圈滑入磁場過程中，根據(jù)動量定理有
-F安1t1=-Bq1L=mv1-mv0
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正方形線圈滑出磁場過程中，根據(jù)動量定理有
-F安2t2=-Bq2L=mv2-mv1
綜上可知v0-v1=v1-v2
正方形線圈滑入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為
Q1=m(-)=m(v0-v1)(v0+v1)
正方形線圈滑出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為
Q2=m(-)=m(v1-v2)(v1+v2)
其中v0-v1=v1-v2，v0+v1-(v1+v2)=v0-v2>0，則有Q1>Q2。
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11.(2023·莆田市第二十五中學(xué)高二期中)用如圖所示器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和判定感應(yīng)電流方向。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實驗電路補(bǔ)充完整；
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答案　見解析圖
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將線圈L2和電流表串聯(lián)形成一個回路，將開關(guān)、滑動變阻器、電源、線圈L1串聯(lián)成另一個回路即可，實物圖如圖所示
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(2)閉合開關(guān)，能使感應(yīng)電流與原電流在線圈L2、L1中的方向相同的實驗操作是　　　；
A.插入軟鐵棒
B.拔出小線圈
C.使變阻器阻值變大
D.斷開開關(guān)
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BCD
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若使感應(yīng)電流與原電流在線圈L2、L1中的方向相同，則線圈L2中的磁通量應(yīng)該減小，故拔出線圈L1、使變阻器阻值變大、斷開開關(guān)均可使線圈L2中的磁通量減小，故選B、C、D。
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(3)某同學(xué)閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片向左滑動時，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則當(dāng)他將鐵芯向上拔出時，能觀察到電流表指表　 　(選填“向右”或“向左”)偏轉(zhuǎn)。
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向左
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由題圖所示可知，將滑動變阻器的滑片向左滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，通過線圈L1的電流增大，產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，穿過線圈L2的磁通量增大，
電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知，穿過線圈L2的磁通量增大時，電流表指針向右偏，則磁通量減少時，指針向左偏；如果將鐵芯向上拔出，穿過線圈L2的磁通量減少，電流表指針左偏。
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12.(2024·蘇州市蘇苑中學(xué)高二月考改編)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，小明同學(xué)利用如圖甲、乙所示對可拆式變壓器進(jìn)行研究。
(1)為了確保實驗的安全，下列做法正確
的是　　。
A.為了人身安全，實驗中只能使用低壓交流
　電源，所用電壓不要超過36 V
B.即使副線圈不接用電器，原線圈也不能長時間通電
C.為使接觸良好，通電時應(yīng)用手直接捏緊裸露的接線柱
D.使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓范圍
　后再選擇適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測量
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BD
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變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電壓不超過12 V，故A錯誤；
即使副線圈不接用電器，原線圈處于空載也有一定的損耗，原線圈也不能長時間通電，故B正確；
實驗通電時，為保證人身安全及實驗準(zhǔn)確性，不可用手接觸裸露的導(dǎo)線，故C錯誤；
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使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，故D正確。
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(2)正確選擇器材后，圖丙中將變壓器的原線圈“0、8”接線柱與穩(wěn)壓輸出端相連，且學(xué)生電源選擇開關(guān)置于10.0 V擋，多用電表與副線圈的“0、4”接線柱相連，電表示
數(shù)是　　。
A.5.50 V B.4.60 V
C.5.00 V D.0
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D
由題可知，原線圈連接的電壓為直流電壓，因此，副線圈兩端的電壓為0。故選D。
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(3)小明同學(xué)把交流電源接在圖丁a、b兩端，當(dāng)Uab=12.0 V時，用多用電表交流電壓“×10 V”擋測量c、d兩端電壓，測量結(jié)果如戊所示。a、b兩端匝數(shù)與c、d兩端匝數(shù)之比最有可能
是　　。
A.8∶1 B.14∶4
C.2∶1 D.1∶2
15
C
電壓擋“×10 V”的量程精度為0.2 V，估讀到0.1 V，則讀數(shù)為5.6 V；根據(jù)理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比，考慮變壓器有一定的電能損失，則最接近的匝數(shù)比為2∶1。故選C。
答案　2 500 V
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13.(2024·岳陽市頤華高級中學(xué)高二開學(xué)考試)一小型發(fā)電站通過升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為500 kW，升壓變壓器原線圈兩端的電壓為500 V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶5，兩變壓器間輸電線的總電阻為1.5 Ω，降壓變壓器的輸出電壓為220 V，變壓器均為理想變壓器，求：
(1)升壓變壓器副線圈兩端的電壓；
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輸電線路原理圖如圖所示
根據(jù)=可知，升壓變壓器副
線圈兩端的電壓U2==2 500 V。
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(2)輸電線上的功率損失及用戶得
到的功率；
答案　60 kW　440 kW　
輸電線上的電流I2===200 A
輸電線上的功率損失P損=r線=60 kW
用戶得到的功率P用=P1-P損=440 kW
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(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。
答案　10∶1
輸電線上損失的電壓ΔU=I2r線=300 V
降壓變壓器原線圈兩端的電壓
U3=U2-ΔU=2 200 V
降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為==10∶1。
答案　4 m/s
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14.(2024·烏魯木齊市第二十三中學(xué)月考)如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離L=1 m，導(dǎo)軌間連接的定值電阻R=3 Ω。導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=0.1 kg的金屬桿ab，金屬桿始終與導(dǎo)軌垂
直且接觸良好，導(dǎo)軌間金屬桿的電阻r=1 Ω，其余電阻不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里，重力加速度g取10 m/s2。現(xiàn)讓金屬桿從MP下方某一水平位置由靜止釋放，忽略空氣阻力的影響。
(1)求金屬桿的最大速度大小v；
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當(dāng)金屬桿達(dá)到最大速度v時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時回路中感應(yīng)電動勢為
E=BLv
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知此時回路中的感應(yīng)電流
為I=
此時金屬桿所受安培力大小為F=BIL
根據(jù)平衡條件有F=mg
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得v=4 m/s
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(2)若從金屬桿開始下落到剛達(dá)到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=0.6 J，求此過程中：
①金屬桿下落的高度h；
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答案　1.6 m
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從金屬桿開始下落到剛達(dá)到最大速度的過程中，設(shè)回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q總，
有==
由能量守恒定律有mgh=mv2+Q總
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得h=1.6 m
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②通過電阻R上的電荷量q。
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答案　0.4 C
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設(shè)金屬桿從開始下落經(jīng)過時間t達(dá)到最大速度，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得此過程中回路中的平均感應(yīng)電動勢為
=n=
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此過程中回路中的平
均感應(yīng)電流為=
根據(jù)電流的定義式為=
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得q=0.4 C。
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答案　2 m/s，方向與x軸正方向成45°角
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15.(2023·莆田市第二十五中學(xué)高二期中)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy中，x>0區(qū)域內(nèi)存在著方向與x軸負(fù)方向成45°角的勻強(qiáng)電場E2，電場強(qiáng)度大小E2=10 V/m，在-1 m帶正電粒子從電場E1中P點(-2 m，0.5 m)沿x軸正方向以初速度v0=2 m/s射出，粒子恰好從坐標(biāo)原點進(jìn)入電場E2，該粒子的比荷=0.2 C/kg，不計粒子重力，求：
(1)粒子進(jìn)入磁場時的速度；
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根據(jù)題意可知，粒子在電場E1中做類平拋運動，設(shè)經(jīng)過t1時間進(jìn)入磁場，有x=v0t1
解得t1=0.5 s
粒子從(-1 m，0)處進(jìn)入磁場，其速度大小
v===2 m/s
速度方向與x軸正方向夾角為θ
tan θ===1
解得θ=45°，故方向與x軸正方向成45°角
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(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；
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答案　20 T
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由對稱性可知，粒子進(jìn)入電場E2時速度方向與x軸正方向夾角也為45°，即在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為90°，設(shè)在磁場中粒子做圓周運動半徑為R，運動軌跡如圖所示
由幾何關(guān)系得d=R
則R= m
洛倫茲力提供向心力有qvB=
解得B=20 T
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(3)粒子從P點射出到第三次經(jīng)過y軸時所用的時間。
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答案　(2.5+) s
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粒子進(jìn)入電場E2做勻減速運動，當(dāng)速度為零時折返，由動能定理有mv2=E2qs
解得s= m
粒子在電場E2中單程運動時間t2==1 s
粒子在磁場做圓周運動的周期
T=== s
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粒子在磁場中運動時間t3== s
粒子再次進(jìn)入磁場做圓周運動，轉(zhuǎn)過90°
后垂直電場E2方向再次進(jìn)入電場E2，用時t4=t3
故粒子第三次通過y軸所用時間
t=t1+2t2+t3+t4=(2.5+) s。

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