A．线圈进入磁场的过程中，感应电流为顺时针方向
B．线圈进入磁场的过程中，可能做加速运动
C．线圈穿越磁场的过程中，线圈的最小速度可能为
D．线圈从ab边进入磁场到ab边离开磁场的过程，感应电流做的功为mgd
第Ⅱ卷非选择题
三、实验题（本题共4个填空，每一空3分，共12分，请将解答填写在答题纸相应的位置）
12．一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，试就如图中各图指出：
（1）图（a）中灵敏电流计指针的偏转方向为________________（填“偏向正极”或“偏向负极”）．
（2）图（b）中磁铁下方的极性是________（填“N极”或“S极”）．
（3）图（c）中磁铁的运动方向是________（填“向上”或“向下”）．
（4）图（d）中线圈从上向下看的电流方向是________（填“顺时针”或“逆时针”）．
四、论述计算题（本题共4小题，共64分．解答应写出必
要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
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和单位．）
13．（15分）如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，图乙为图甲沿a→b方向观察的平面图．若重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．
⑴请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；
⑵求出磁场对导体棒的安培力的大小；
⑶如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的
匀强磁场磁感应强度B的最小值的大小和方向．
14．（15分）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场垂直。
已知线圈的匝数N=100，边长ab=1.0m、bc=0.5m，电阻r=2
。
磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T。
在1~5s内从0.2T均匀变化到－0.2T，取垂直纸面向里为磁场的正方向。
求:
（1）0.5s时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；
（2）在1~5s内通过线圈的电荷量q；
（3）在0~5s内线圈产生的焦耳热Q。
15．（16分）如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。
质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。
初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。
整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。
已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。
⑴求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；
⑵当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；
⑶导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。
16．（18分）如图（甲）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。
现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角为30°。
此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场（磁场从t=0时刻开始变化，且以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与x轴夹角也为30°。
求：
（1）电子进入圆形磁场区域时的速度大小（请作出电子飞行的轨迹图）；
（2）0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小；
（3）写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式。
江苏省启东中学2015-2016学年度第一学期期中考试
高二年级物理（选修）答案
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，每题只有一个选项是正确的）
1、D2、C3、D4、B5、C6、B
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题至少有2个选项是正确的，少选得2分，不选或错选得零分）
7、AB8、ABC9、AD10、AC11、CD
三、实验题（本题共4个填空，每一空3分，共12分，请将解答填写在答题纸相应的位置）
12、
（1）偏向正极
（2）S极 （3）向上 （4）顺时针
四、论述计算题（本题共4小题，共64分．解答应写出必
要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
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和单位．）
13、（15分）⑴如图所示
⑵根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F=mgtanα.．
⑶要使磁感
应强度最小，则要求安培力最小．
根据受力情况可知，最小安培力Fmin=mgsinα，方向平行于轨道斜向上，
所以最小磁感应强度Bmin=Fmin/Il=mgsinα/Il；
根据左手定则可判断出，磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．
14、（15分）
（1）感应电动势
磁通量的变化
解得
代入数据得E1=10V感应电流的方向a→d→c→b→a
（2）同理可得
感应电流
电量
解得
代入数据得q=10C
（3）0~1s内的焦耳热
且
1~5s内的焦耳热
由
，代入数据得Q=100J
15、（16分）解：
⑴棒产生的感应电动势
2分
通过
的电流大小
2分
电流方向为b→a 1分
⑵棒产生的感应电动势为
感应电流
棒受到的安培力大小
，方向沿斜面向上 2分
根据牛顿第二定律有
2分
解得
1分
⑶导体棒最终静止，有
压缩量
1分
设整个过程回路产生的焦耳热为Q0，根据能量守恒定律 有
2分
1分
电阻R上产生的焦耳热
2分
15、（18分）
（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，如图1
由速度关系：
解得
--------------------5分
（2）由速度关系得
在竖直方向
解得
-------------------5分
（3）在磁场变化的半个周期内粒子的偏转角为60°（如图2）。
所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移等于R。
粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是：
电子在磁场作圆周运动的轨道半径
得
--------------------4分
若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过
圆周，同时M、N间运动时间是磁场变化半周期的整数倍时，可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。
应满足的时间条件：
即
代入T的表达式得：
--------------------4分
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