怀柔一中高二年级第二学期 物理学科 寒假作业反馈
一、单选题（每题3分，共42分）
1. 如图所示，小磁针N极指向正确的是（ ）
A. a B. b C. c D. d
2. 如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B，则（ ）
A. 验电器金箔不张开，因为球A没有和B接触
B. 验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器金箔张开，因整个验电器都带上了负电
D. 验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
3. 两个相同的带电小球相距r时，相互作用力大小为F，电荷量分别为q和-3q，将两球接触后分开，放到相距2r处，相互作用力大小为（ ）
A. B. C. D.
4. 通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示．“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外．图中标出了导线所受安培力F的方向，其中正确的是
A.
B.
C.
D.
5. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是（取）（ ）
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
6. 如图所示，一条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时（ ）
A. 磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b
B. 磁铁与线圈相互吸引，通过R感应电流方向从a到b
C. 磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从b到a
D. 磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从b到a
7. 在如图所示电路中，线圈的自感系数很大，其电阻可忽略，A、B是完全相同的灯泡，则当开关闭合时（ ）
A. A比B先亮，然后A熄灭 B. B比A先亮，然后A逐渐变亮
C. A、B一起亮，然后A熄灭 D. A、B一起亮，然后B熄灭
8. 一个电容器充电后，在两极间连接一个定值电阻进行放电，放电电流随时间变化的图像如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 图中阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量
B. 随着电容器所带电荷量的减少，电容器的电容越来越小
C. 随着放电电流的减小，电容器两极板间的电压越来越小
D. 当放电电流减为初值的一半时，电容器所带的电荷量也减为一半
9. 在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲、乙两粒子所带电荷种类不同
B. 若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大
C. 若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大
D. 该磁场方向一定是垂直纸面向里
10. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C、和A、是两电荷连线上关于O对称的两点。则（ ）
A. A、两点场强不同
B. E、F两点电势相等
C. B、O、C三点中，O点场强最大
D. 从E点向O点运动的电子加速度逐渐减小
11. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为、电场强度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若导体为金属，稳定时板电势低
12. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向匀速移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电压最大的是（ ）
A. B.
C. D.
13. 如图所示为汤姆孙发现电子的气体放电管示意图，其中AB之间为加速电场，D1D2之间可加偏转电场，某次试验中发现电子打在荧光屏的P3位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 打在P3位置，说明偏转电极D1接的是低电势
B. 要想让电子在荧光屏上的位置从P3靠近P1,则可以增强加速电场或增强偏转电场
C. 在加速电场中加速的电子电势能增加
D. 在偏转电场中偏转的电子其电势能减少
14. 如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，发电机的输出电压随时间的变化规律为u=10cos20t（V）。下列说法正确的是（ ）
A. 此交流电频率为10Hz
B. 此交流电的电压的有效值为10V
C. 当线圈平面转到中性面时磁通量为零
D. 当线圈平面转到中性面时产生的电动势为10V
二、实验题（共18分）
15. 用如图所示的多用电表正确测量了一个的电阻后，需要再测量一个阻值约为200Ω的电阻。在用红、黑表笔接触该待测电阻两端之前，必要的操作及其顺序应当是__________
A. 将红表笔和黑表笔接触
B. 把选择开关旋转到“”位置
C. 把选择开关旋转到“”位置
D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
16. 某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8V。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0~3.8V范围内完整的伏安特性曲线。
(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图所示的两种实验方案中，应选择_____图所示电路进行实验。（选填“甲”或“乙”）
(2)若实验中只提供了量程为3V，内阻为3000Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4V的电压表V2，则应将电压表V1_______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为_______Ω的定值电阻，才能实现改装的要求。
(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，根据这个特性曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图像，其中可能正确的是_______ 。（选填选项下面的字母序号）
A． B．
C． D．
(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为_______W。（保留2位有效数字）
二、计算题（共40分）
17. 如图，在场强大小为E=200N/C的水平向右的匀强电场中，将电荷量为q=2×10﹣3C的正点电荷由A点沿直线移至B点，AB间的距离为L=20cm，AB方向与电场方向成60°角，求：
（1）点电荷所受电场力的大小及方向（画在图上）；
（2）在此过程中电场力做的功WAB；
（3）A、B两点间的电势差UAB。
18. 如图所示的电路中，电源内阻r=0.5欧，外电阻R=1欧，当开关S闭合后，理想电压表的示数为1V，求：
（1）通过R的电流；
（2）电源的电动势E；
（3）10 s内电源内部非静电力移送多少库仑的电荷？
19. 如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里。有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为α＝30°。不计粒子的重力。求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）带电粒子穿过磁场所用的时间t。
20. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根长度为L、电阻的导体棒ab放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求：
（1）通过导体棒的电流，并说明通过导体棒的电流方向；
（2）导体棒两端的电压大小，并指出哪端电势高。
21. 如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在至时间内，求：
（1）感应电动势的大小，及ab两点的电势高低；
（2）ab两点间的电势差。怀柔一中高二年级第二学期 物理学科 寒假作业反馈
一、单选题（每题3分，共42分）
1. 如图所示，小磁针的N极指向正确的是（ ）
A. a B. b C. c D. d
【答案】D
【解析】
【详解】根据右手螺旋定则可知通电螺线管左侧为N极，右侧为S极，磁感线在外部由N极S极，内部由S极指向N极。而静止时小磁针N极指向为磁感线方向，可知小磁针的N极指向正确的只有d。
故选D。
2. 如图所示，用起电机使金属球A带上正电，靠近验电器B，则（ ）
A. 验电器金箔不张开，因为球A没有和B接触
B. 验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器金箔张开，因为整个验电器都带上了负电
D. 验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电
【答案】D
【解析】
【详解】金属球A带上正电，靠近验电器B，B发生了静电感应，根据静电感应的“近异远同”规律，可知，验电器B上端的金属球带负电，金属箔片带正电，金箔在库仑斥力作用下张开，即验电器金箔张开，因为验电器下部箔片都带上了正电。
故选D。
3. 两个相同的带电小球相距r时，相互作用力大小为F，电荷量分别为q和-3q，将两球接触后分开，放到相距2r处，相互作用力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意由库仑定律有
两小球接触后电荷量先中和再平均分配，可知接触再分开后两小球的电荷量均为，放到相距2r处后可得
则有
故选D。
4. 通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示．“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外．图中标出了导线所受安培力F的方向，其中正确的是
A.
B.
C.
D
【答案】B
【解析】
【详解】A、安培力方向竖直向上，B、安培力方向竖直向上，C、安培力方向竖直向下，D、不受安培力，故选B
5. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是（取）（ ）
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
【答案】B
【解析】
详解】根据电流定义式
B正确。
故选B。
6. 如图所示，一条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时（ ）
A. 磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b
B. 磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从a到b
C. 磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从b到a
D. 磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从b到a
【答案】A
【解析】
【详解】由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则磁铁与线圈相互排斥；由题目中图可知，当磁铁竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b．故A正确，BCD错误、故选A．
点睛：在判断电磁感应中磁极间的相互作用时可以直接利用楞次定律的第二种表示：“来拒去留”直接判断，不必再由安培定则判断线圈中的磁场，再由磁极间的相互作用判断力的方向．
7. 在如图所示电路中，线圈的自感系数很大，其电阻可忽略，A、B是完全相同的灯泡，则当开关闭合时（ ）
A. A比B先亮，然后A熄灭 B. B比A先亮，然后A逐渐变亮
C. A、B一起亮，然后A熄灭 D. A、B一起亮，然后B熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关的瞬间，B灯先亮，由于线圈中自感电动势的阻碍A灯支路电流的增加，使得灯后亮，然后中的电流逐渐增大，逐渐变亮。
故选B。
8. 一个电容器充电后，在两极间连接一个定值电阻进行放电，放电电流随时间变化的图像如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A. 图中阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量
B. 随着电容器所带电荷量的减少，电容器的电容越来越小
C. 随着放电电流的减小，电容器两极板间的电压越来越小
D. 当放电电流减为初值的一半时，电容器所带的电荷量也减为一半
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中的阴影面积代表电容器在相应的时间内减少的电荷量，故A正确；
B.电容器电容由自身的构造和材料决定，不随电容器所带的电荷量的变化而变化，故B错误；
C.随着放电电流的减小，电容器两极板所带电荷量减少，由电容的定义
可知，电容器两极板间的电压也越来越小，故C正确；
D.当放电电流减为初值的一半时，则电阻的电流变为初值的一半，则电阻的电压也变为初值的一半，则电容器两极间的电压变为初值的一半，由电容的定义知，电容器所带的电荷量也减为一半，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
9. 在垂直纸面的匀强磁场中，有不计重力的甲、乙两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲、乙两粒子所带电荷种类不同
B. 若甲、乙两粒子的动量大小相等，则甲粒子所带电荷量较大
C. 若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等，则甲粒子的质量较大
D. 该磁场方向一定是垂直纸面向里
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AD．两粒子均逆时针运动，根据左右定则可知有两种情况：①磁场垂直纸面向里，粒子均带正电；②磁场垂直纸面向外，粒子均带负电，故AD错误；
BC．根据洛伦兹力提供向心力得
可得
分析可知当速率v、电量q、磁感应强度B均相等时，半径R越大的粒子质量m就越大;磁感应强度B相同，当两粒子动量P=mv相等时，半径R越小的粒子电量q越大，所以乙粒子电荷量较大，故B错误，C正确。
故选C。
10. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C、和A、是两电荷连线上关于O对称的两点。则（ ）
A. A、两点场强不同
B. E、F两点电势相等
C. B、O、C三点中，O点场强最大
D. 从E点向O点运动的电子加速度逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据对称性以及电场的叠加法则可知，A、D两点场强大小相同，方向也相同，均沿着两点电荷连线水平向左，故A错误；
B．等量异种点电荷所形成的电场，两点电荷连线的中垂面为等势面，且电势为0，而E、F两点均在此等势面上，因此有
故B正确；
C．等量异种点电荷连线上，中点处的场强最小，从O点到正电荷或从O点到负电荷场强均逐渐增大，而根据对称性及电场的叠加法则可知，B、C两点场强相同，因此有
故C错误；
D．等量异种点电荷形成的电场中，在中垂线上O点的电场强度最大，向上或是向下电场强度均减小，因此从E点向O点运动的电子，所受电场力逐渐增大，则其加速度逐渐增大，故D错误。
故选B。
11. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为、电场强度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若导体为金属，稳定时板电势低
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲图粒子从加速器中引出时满足
则最大动能
则要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度，选项A错误；
B．乙图由左手定则可知，带正电的粒子偏向下极板，则可判断出A极板是发电机的负极，选项B错误；
C．丙图中粒子沿直线通过速度选择器，则
可得
选项C错误；
D．丁图中若导体为金属，由左手定则可知，电子偏向C极板，则稳定时C板电势低，选项D正确。
故选D。
12. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向匀速移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电压最大的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，A图中a、b两点间电势差为路端电压为
故移出过程中线框一边a、b两点间的最大电压是，故A正确；
BCD．BCD图中a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压，即为
所以a、b两点间电势差绝对值不是最大，故BCD错误。
故选A。
13. 如图所示为汤姆孙发现电子的气体放电管示意图，其中AB之间为加速电场，D1D2之间可加偏转电场，某次试验中发现电子打在荧光屏的P3位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 打在P3位置，说明偏转电极D1接的是低电势
B. 要想让电子在荧光屏上的位置从P3靠近P1,则可以增强加速电场或增强偏转电场
C. 在加速电场中加速的电子电势能增加
D. 在偏转电场中偏转的电子其电势能减少
【答案】D
【解析】
【详解】发现电子打在荧光屏的P3位置，说明电子在D1、D2板间向上偏转，说明电极D1接的是高电势，故A错误；令加速电压为U1，则加速度后电子的速度为：，令偏转电压为U2，板长为L，则加速度为：，运动时间为：，偏转位移为：，可知当增强加速电场或增强偏转电场，电子在荧光屏上的位置不一定从P3靠近P1，故B错误；电子在加速电场中运动，电场力做正功，电子的电势能减小，故C错误；在偏转电场中，偏转电场做正功，电子的电势能减小，故D正确．所以D正确，ABC错误．
14. 如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，发电机的输出电压随时间的变化规律为u=10cos20t（V）。下列说法正确的是（ ）
A. 此交流电的频率为10Hz
B. 此交流电的电压的有效值为10V
C. 当线圈平面转到中性面时磁通量为零
D. 当线圈平面转到中性面时产生的电动势为10V
【答案】A
【解析】
【详解】A．此交流电的频率为
选项A正确；
B．此交流电的电压的最大值为10V，有效值
选项B错误；
CD．当线圈平面转到中性面时磁通量最大，感应电动势为零，选项CD错误；
故选A。
二、实验题（共18分）
15. 用如图所示的多用电表正确测量了一个的电阻后，需要再测量一个阻值约为200Ω的电阻。在用红、黑表笔接触该待测电阻两端之前，必要的操作及其顺序应当是__________
A. 将红表笔和黑表笔接触
B. 把选择开关旋转到“”位置
C. 把选择开关旋转到“”位置
D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
【答案】BAD
【解析】
【详解】多用电表正确测量了一个的电阻后，需要再测量一个阻值约为的电阻，则选择开关要从“×1”当调到“×10”位置，然后将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故必要的操作及其顺序应当是BAD。
16. 某研究性学习小组的同学们设计了描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验，待测小灯泡的额定电压为3.8V。要求测量结果尽量精确，并绘制出小灯泡两端电压在0~3.8V范围内完整的伏安特性曲线。
(1)若实验室的电压表、电流表和滑动变阻器都满足实验要求，则在如图所示的两种实验方案中，应选择_____图所示电路进行实验。（选填“甲”或“乙”）
(2)若实验中只提供了量程为3V，内阻为3000Ω的电压表V1，为了绘制完整的伏安特性曲线，需要将电压表V1改装成量程为4V的电压表V2，则应将电压表V1_______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为_______Ω的定值电阻，才能实现改装的要求。
(3)小组的同学们正确描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图所示，根据这个特性曲线，同学们对小灯泡的实际功率与其两端的电压的关系，或与通过其电流的关系，猜想出了如图所示的关系图像，其中可能正确的是_______ 。（选填选项下面的字母序号）
A． B．
C． D．
(4)某同学将该小灯泡接在一个电动势为3.0V、内阻为5.0Ω的电源上，组成一个闭合电路，则此时该小灯泡实际功率约为_______W。（保留2位有效数字）
【答案】 ①. （1）甲 ②. （2）串联 ③. 1 000 ④. （3）AB ⑤. （4）0.38（0.36~0.42)
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]由于实验是测量小灯泡的伏安特性曲线，电压需要从0开始测量，故供电电路需要用分压式，则甲电路是正确的；
（2）[2]根据电压表扩大量程需要串联电阻可知，这里串联宇哥电阻；
[3]根据欧姆定律可得
需要串联的电阻为
故该串联电阻的阻值为R=1000Ω；
（3）[4]A．根据可知，，即在U2与P的图像中，斜率为R，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U2与P的图像的斜率也是增大的，A正确；
B．又根据 可知，即在 I2与P的图像中，其斜率为，当电阻增大时，其倒数减小，故 I2与 P的图像的斜率在变小，B正确；
C．根据可知， ，即在U2与 P的图像中，斜率为R，因为随着电压的增大，灯泡的电阻是增大的，故U2与 P的图像的斜率也是增大的， C错误；
D．又根据可知，，即在I2与P的图像中，其斜率为，当电阻增大时，其倒数减小，故I2与P的图像的斜率在变小，D错误；
故选AB。
（4）在灯泡的伏安特性曲线上，我们再做出电源的伏安特性直线，如下图所示，因为电源的伏安特性为U=－Ir+E=3－I×5，其与灯泡的曲线的交点即为灯泡的两端电压和电流，得U=2V，I=0.19A，故小灯泡的实际电功率为P=0.38W。
【点睛】
最后一问，求小灯泡电功率有一定的难度，对于这种电阻变化的电路，由于小灯泡的电阻不确定，所以我们需要通过画电源的电压与电流的特性直线与确定它们的电流，与小灯泡的电压，再根据功率计算公式计算小灯泡的功率。
二、计算题（共40分）
17. 如图，在场强大小为E=200N/C的水平向右的匀强电场中，将电荷量为q=2×10﹣3C的正点电荷由A点沿直线移至B点，AB间的距离为L=20cm，AB方向与电场方向成60°角，求：
（1）点电荷所受电场力的大小及方向（画在图上）；
（2）在此过程中电场力做的功WAB；
（3）A、B两点间的电势差UAB。
【答案】（1）0.4N，；（2）0.04J；（3）20V
【解析】
【详解】（1）点电荷所受电场力的大小
F=qE
解得
F =200×2×10﹣3N=0.4N
方向如图所示
（2）电场力做的功
W = qELcos60°
解得
W = 0.04J
（3）A、B两点间的电势差
UAB =ELcos60°
解得
UAB = 20 V
18. 如图所示的电路中，电源内阻r=0.5欧，外电阻R=1欧，当开关S闭合后，理想电压表的示数为1V，求：
（1）通过R的电流；
（2）电源的电动势E；
（3）10 s内电源内部的非静电力移送多少库仑的电荷？
【答案】（1）1A；（2）1.5V；（3）10C
【解析】
【详解】（1）由欧姆定律可得通过R的电流
（2）由闭合电路欧姆定律可得电源的电动势
（3）10 s内电源内部的非静电力移送的电荷为
19. 如图所示，一个宽度为L磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里。有一个带电粒子以向右的速度v垂直于该磁场边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和进入时的方向夹角为α＝30°。不计粒子的重力。求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）带电粒子穿过磁场所用的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）作出带电粒子的运动轨迹如图所示，根据几何关系可得带电粒子在磁场中运动的半径为
r=2L ①
根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
③
（2）带电粒子做圆周运动的周期为
④
带电粒子穿过磁场所用的时间为
⑤
20. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根长度为L、电阻的导体棒ab放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求：
（1）通过导体棒的电流，并说明通过导体棒的电流方向；
（2）导体棒两端的电压大小，并指出哪端电势高。
【答案】（1）0.40A，从b到a；（2）0.16V，端电势高
【解析】
【详解】（1）导体棒运动产生的感应电动势为
根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从向。
（2）导体棒两端的电压
切割磁感线的导体相当于电源，而在电源内部电流由负极流向正极，根据右手定则可知端电势高。
21. 如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在至时间内，求：
（1）感应电动势的大小，及ab两点的电势高低；
（2）ab两点间的电势差。
【答案】（1），a点电势高；（2）
【解析】
详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有
其中
，
代入得到
根据楞次定律结合安培定则可知，电流方向由到，a点电势高。
（2）根据闭合回路欧姆定律
及
，
可得
