第I卷(选择题 共35分)
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意
1．以下说法正确的是
A．带电粒子射入磁场一定会受到洛伦兹力
B．处在磁场中的通电导线一定受到安培力的作用
C．放在磁场中的小磁针的北极(N)受力方向，就是该点的磁感应强度的方向
D．洛伦兹力与安培力一样都可以做功
2．如图所示，a、b两根垂直纸面的导线通有等值的电流，两导线旁有一点P，P点到a、b距离相等．要使P处磁场方向向右，则a、b中电流的方向
A．向纸外
B．向纸里
C．a中电流流向纸外；b中电流流向纸里
D．a中电流流向纸里；b中电流流向纸外
3．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．现利用这种质谱议对氢元素进行测量．氢元素的各种同位素从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为刀的匀强磁场中．氢的三种同位素氕、氘、氚的电量之比为1：1：1，质量之比为1：2：3，它们最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序和a、b、c三条“质谱线”的排列顺序，下列判断正确的是
A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕
B．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕
C．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕
D．a、b、c三条质谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕
4．比荷为 的电子以速度v0沿AB边射入边长为口的等边三角形的匀强磁场区域中，如图所示，为使电子从BC边穿出磁场，磁感应强度B的取值范围为
A. B.
C. D.
5．如图所示是一个自制的演示电磁感应现象实验装置，在一根较长的铁钉上用漆包线绕两个线圈A和B．将线圈B的两端接在一起，并把CD段漆包线放在静止的小磁针的正上方，小磁针放在水平桌面上．当闭合电键S瞬间，小磁针偏转的方向为
A．俯视看，N极顺时针偏转
B．俯视看，N极逆时针偏转
C．侧视看，N极向下倾斜
D．侧视看，S极向下倾斜
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．
6．将条形磁铁插入线圈内，第一次插入时速度较大，第二次插入时速度较小，两次插入深度相同．这两次插入磁铁过程中，情况相同的是
A．线圈内的磁通量变化
B．线圈内感应电流的大小
C．线圈内感应电流的方向
D．流过线圈的电量
7．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2L的正方形范围内，一电阻为R，边长为上的正方形导线框abcd，在水平拉力作用下沿垂直于磁感线方向以速度v匀速通过磁场，如图所示，线框重力不计．从ab刚开始进入磁场开始计时，画出穿过线框的磁通量随时间的变化图象和匀速通过磁场时所受拉力的图象(拉力以水平向右为正方向)，下面图象中正确的有
8．图中粗线是地磁场的磁感线，则以下相关信息正确的是
A．地磁场对宇宙射线具有一定的阻挡作用
B．有些高能带电粒子能射向地球的两极
C．图中P端表示地球的南极
D．图中粒子带正电
9．铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中空气阻力不计，下列判断中正确的是
A．金属环在下落过程中的机械能守恒
B．重力对金属环所做的功一定等于金属环重力势能的减少量
C．重力对金属环所做的功等于金属环增加的动能与金属环克服安培力所做的功之和
D．磁铁对桌面的压力始终小于其自身的重力
10．2006年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号，以确定火车的位置和运动状态，其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示(俯视图)，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈边长分别为和，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计．若火车通过线圈时，控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(ab、cd均为直线)，t1、t2、t3、t4是运动过程的四个时刻，则火车
A．在t1～t2时间内做匀加速直线运动
B．在t3～t4时间内做匀减速直线运动
C．在t1～t2时间内加速度大小为
D．在t3～t4时间内平均速度的大小为
第Ⅱ卷(非选择题共85分)
三、简答题：本题共4小题，共24分．把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答
11．(6分)在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中，将阴极射线管的A、B两极连在高压直流电源的正负两极上．从A极发射出电子，当将一蹄形磁铁放置于阴极射线管两侧，显示出电子束的径迹如图所示，则阴极射线管的A极应接在电源的 ▲ 极上(选填“正”或“负”)；蹄形磁铁的C端为 ▲ 极(选填“N”或“S”)。
12．(6分)如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．
(1)在给出的实物图中，用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路．
(2)连好电路后，若将线圈上L1插入线圈L2中，灵敏电流计的指针向左偏转，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的实验操作有( ▲ )
A．插入铁芯F B．拔出线圈L1 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S
13．(6分)有一个称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5V的新干电池，几根导线、开关和一个自感系数较大的线圈，几位做这个实验的同学手拉手成一串，另一位同学将电池、线圈、开关用导线按图示方式连接，接通电路，过一会儿再断开．上述过程中，在开关 ▲ 的瞬间 (选填“接通”或“断开”)会使连成一串的同学出现明显的触电感觉，这是因为： ▲ ．该实验中发生的物理现象是 ▲
14．(6分)在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转动角速度的装置．如图所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材)．如果小线圈的面积为S，匝数为N，小磁体附近的磁感应强度最大值为B，回路的总电阻为R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零.则该过程中磁通量的变化量
△Ф＝ ▲ ；如果电脑显示该过程中感应电流的平均值为I，则转轮转动的角速度ω＝ ▲ ．
四、计算或论述题：本题共4小题，共61分．解答时请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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位．
15．(14分)据报道，我国最近实施的“双星”计划发射的卫星中放置一种磁强计，用于完成测定地磁场的磁感应强度等研究项目．磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面积是宽为a，高为b的长方形，使磁场沿z轴正方向穿过导体，导体中通有沿y轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e．金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动．
(1)金属导体前后两个侧面(x＝a为前侧面，x=O为后侧面)哪个电势较高?
(2)在实现上述稳定状态之后，如果再进一步测出该金属导体前后两个侧面间的电势差为 U，若通过导体内的磁场可以认为是匀强的，则由此求出磁感应强度B的大小为多少?
16．(15分)如图所示，固定于水平桌面上的金属框架edef,处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动．此时abed构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计．开始时磁感应强度为B0．
(1)若保持磁感应强度B0不变，欲使ab在水平外力夕作用下向右以v0匀速运动，则F的大小、方向如何?
(2)若从t=O时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流大小和方向．
(3)在上述(2)的情况下，棒始终保持静止，当t=tl时，垂直于棒的水平拉力为多大?
(4)若从t=O时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化?(写出B与t的关系式)
17.(16分)如图所示，长度足够的平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角θ=370，导轨间的距离L=1.0m，电阻R=-0.8Ω，导轨电阻不计，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度 B=1.0T，质量m=0.5kg、电阻r=0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F=-5.0 N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行，当ab棒滑行0．8m后速度不变．求：(sin370=0.6，cos370=0.8,g取10m/s2)
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