侨光中学2023-2024学年高二下学期4月月考
物理
（考试时间90分钟，总分100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错或不选的得0分）
1. 如图所示，一根通电金属直棒置于光滑的斜面上，金属棒与斜面底边平行，电流方向从。现在在金属棒周围加上匀强磁场，释放金属棒后，下列四种情况中金属棒能保持静止的是（ ）
A. B. C. D.
2. 如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（ ）
A. 产生电火花的主要原因是电池放电
B. 导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
C. 锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D. 如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花
3. 为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（电流测量记录仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（ ）
A. 始终沿逆时针方向 B. 先沿顺时针，再沿逆时针方向
C. 先沿逆时针，再沿顺时针方向 D. 始终沿顺时针方向
4. 如图，回旋加速器所接的电源保持不变，将其先后置于两个不同的匀强磁场中，磁感应强度，方向均垂直于盒面向下。同一带电粒子均从加速器的中心由静止开始运动，设粒子两次在加速器中获得的最大速度分别为和，在电场中加速的次数分别为和，不计粒子重力，则（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
5. 如图；粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，边长为1m；每边电阻均为1Ω，固定在磁感应强度为1T的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。现将MQ两端通过导线与电动势为3V、内阻不计的直流电源连接，则金属线框受到的安培力大小为（ ）
A 0 B. 1N C. 3N D. 4N
6. 如图甲所示，两条平行虚线间存在方向与纸面垂直的匀强磁场，一边长为0.2m、总电阻为0.1Ω的正三角形导线框abc位于纸面内且bc边与磁场边界垂直．已知导线框始终向右做匀速直线运动，bc边在t＝0时刻进入磁场，线框中感应电流随时间变化的图线如图乙所示，规定顺时针方向为感应电流的正方向．下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T
C. 导线框运动的速度大小为0.2m/s
D. 导线框运动过程中受到最大安培力大小为0.15N
二、双项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中有两项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
7. 如图为研究断电自感现象的电路图，其中为定值电阻，小灯泡的电阻为R，线圈的自感系数为L、直流电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开S，可以观察到灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭，但闪亮现象并不明显．下列措施可使闪亮现象更明显的是
A. 撤去自感线圈中的铁芯
B. 换用阻值更大的定值电阻
C. 换用阻值更大的小灯泡
D. 换用更小、但L不变的线圈
8. 如图，直线PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场；电子1从磁场边界上的a点以速度v1垂直PQ射入磁场；经时间t1从b点离开磁场。电子2也从a点与PQ成θ=30°方向以速度v2射入磁场；经时间t2也从b点离开磁场，则（ ）
A. B. C. D.
9. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（ ）
A. 带正电 B. 做匀速直线运动
C. 在运动过程中电势能减少 D. 在运动过程中机械能减少
10. 如图甲为电动汽车无线充电原理示意图，M为受电线圈，N为送电线圈．图乙为受电线圈M内部示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈.下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B 当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C. 当线圈M中的磁感应强度增加时，a端电势比b端高
D. 充电时，△t时间内线圈M中磁感应强度大小增加△B，则M两端电压恒为
三、填空、实验题（本题共4小题，第11、12、13题各4分，第14题8分，共20分）
11. 如图所示，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中。棒中通以由向的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果只将通过棒中的电流变大，则将________；如果只将金属棒质量变大，则将________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
12. 如图所示，表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金属板，虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子带_______（选填“正电荷”或“负电荷”）；粒子穿越金属板后，轨迹半径_______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
13. 一圆盘发电机的结构如图所示。铜盘安装在水平的铜轴上，整个铜盘处于垂直于盘面的匀强磁场中，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左向右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则点电势_______点电势（选填“>”、“<”或“=”）；回路中感应电流的大小为______。
14. 甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
（1）如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_______。
A. 闭合开关
B. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C. 开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
（2）如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图c所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，穿过线圈磁通量的变化率为0
B. 在到时间内，强磁铁加速度大于重力加速度
C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
（3）丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。
四、计算题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的，答案中有单位的必须明确写出数值的单位）
15. 如图，质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN，用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，导体棒置于水平向里的匀强磁场中．当导体棒中通以大小为I=5A的电流，并处于静止时，两弹簧恰好都恢复到原长状态．（重力加速度g取10m/s2）
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小；
(2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态，应当通入什么方向、多大的电流．
16. 如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在时间内合到一起。求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值；
（2）通过导线横截面的电荷量q。
17. 如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。
（1）求杆刚开始运动时的加速度大小；
（2）若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。
18. 如图，直角坐标系的第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，其中第Ⅰ象限内的磁感应强度大小为，第Ⅲ、Ⅳ象限内的磁感应强度大小未知，第Ⅱ象限内分布有沿轴负方向的匀强电场。一带正电的粒子（不计重力）从轴上的点，以速度沿与轴负方向成角射入第Ⅰ象限内，从点垂直轴进入匀强电场，经轴上的点进入下方的磁场中，一段时间后再次经过A点，且速度方向与相同。求：
（1）粒子的比荷；
（2）电场的场强的大小；
（3）磁感应强度的大小。侨光中学2023-2024学年高二下学期4月月考
物理
（考试时间90分钟，总分100分）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错或不选的得0分）
1. 如图所示，一根通电金属直棒置于光滑的斜面上，金属棒与斜面底边平行，电流方向从。现在在金属棒周围加上匀强磁场，释放金属棒后，下列四种情况中金属棒能保持静止的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】若想金属棒处于静止状态物体处于平衡状态，根据左手定则可知，图A中，安培力竖直向下对导体棒进行受力分析可知，导体棒不可能静止，图B中，安培力沿斜面向下，导体棒不可能静止；图C中，安培力方向水平向右，有可能使导体棒处于静止状态；图D中，安培力垂直于斜面向下，不可能静止。
故选C。
2. 如图所示，将两端刮掉绝缘漆的导线绕在一把锉刀上，一端接上电池（电池另一极与锉刀接触），手执导线的另一端，在锉刀上来回划动，由于锉刀表面凹凸不平，回路不停通、断电产生电火花。则（ ）
A. 产生电火花的主要原因是电池放电
B. 导线端划动的方向决定了自感电动势的方向
C. 锉刀采用什么材料制成对实验没有影响
D. 如导线端只向一个方向划动，也能产生电火花
【答案】D
【解析】
【详解】AD．手持导线的另一端，在锉刀上来回划动时产生电火花，是由于电路时通时断，在回路中产生自感电动势，与导线运动的方向无关，所以导线端只向一个方向划动，也能产生电火花，故A错误，D正确；
B．自感电动势方向与通断电时磁通量变化有关，与导线端划动的方向无关，故B错误；
C．产生电火花的回路由导线、锉刀与电池组成，如果锉刀是绝缘体，则实验不能完成，故C错误。
故选D。
3. 为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图甲所示的装置，它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（电流测量记录仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里（如图乙），则在列车经过测量线圈的过程中，流经线圈的电流方向为（ ）
A. 始终沿逆时针方向 B. 先沿顺时针，再沿逆时针方向
C. 先沿逆时针，再沿顺时针方向 D. 始终沿顺时针方向
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】列车上强磁体的磁场方向垂直地面向里，在列车经过线圈的过程中，穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先沿逆时针，再沿顺时针方向，ABD错误，C正确。
故选C。
4. 如图，回旋加速器所接的电源保持不变，将其先后置于两个不同的匀强磁场中，磁感应强度，方向均垂直于盒面向下。同一带电粒子均从加速器的中心由静止开始运动，设粒子两次在加速器中获得的最大速度分别为和，在电场中加速的次数分别为和，不计粒子重力，则（ ）
A. ， B. ， C. ， D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】设粒子在加速器中获得的最大速度为v，根据牛顿第二定律有
①
解得
②
设粒子在电场中加速的次数为n，根据动能定理有
③
联立②③解得
④
根据②④式可知，，故选B。
5. 如图；粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，边长为1m；每边电阻均为1Ω，固定在磁感应强度为1T的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直。现将MQ两端通过导线与电动势为3V、内阻不计的直流电源连接，则金属线框受到的安培力大小为（ ）
A. 0 B. 1N C. 3N D. 4N
【答案】D
【解析】
【详解】设MQ边的电阻
则过MQ边的电流为
安培力为
根据左手定则知安培力方向竖直向上；同理可得MNPQ边的电阻
则流过MNPQ边的电流为
根据左手定则可知和边所受安培力大小相等，方向相反，合力为零，边所受安培力为
据左手定则知安培力方向竖直向上，故线框所受的安培力为
方向竖直向上，故D正确，ABC错误。
故选D。
6. 如图甲所示，两条平行虚线间存在方向与纸面垂直的匀强磁场，一边长为0.2m、总电阻为0.1Ω的正三角形导线框abc位于纸面内且bc边与磁场边界垂直．已知导线框始终向右做匀速直线运动，bc边在t＝0时刻进入磁场，线框中感应电流随时间变化的图线如图乙所示，规定顺时针方向为感应电流的正方向．下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.1T
C. 导线框运动的速度大小为0.2m/s
D. 导线框运动过程中受到最大安培力大小为0.15N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙所示图线可知，线框进入磁场过程感应电流沿顺时针方向，由右手定则可知，磁场垂直于纸面向外；故A错误.
C.由图乙所示图象可知，线框进入磁场的时间t＝0.1s，线框的速度；故C错误.
B.由图乙所示图象可知，线框的一半进入磁场时感应电流，此时切割磁感线的有效长度，此时感应电动势E＝BLv，感应电流，代入数据解得B＝0.5T；故B错误.
D.当线框的一半进入磁场时或线框一半离开磁场时线框受到的安培力最大，由图乙所示图象可知，此时感应电流，此时切割磁感线的有效长度，线框受到的最大安培力：；故D正确.
二、双项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中有两项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）
7. 如图为研究断电自感现象的电路图，其中为定值电阻，小灯泡的电阻为R，线圈的自感系数为L、直流电阻为．电路接通并达到稳定状态后，断开S，可以观察到灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭，但闪亮现象并不明显．下列措施可使闪亮现象更明显的是
A. 撤去自感线圈中的铁芯
B. 换用阻值更大的定值电阻
C. 换用阻值更大的小灯泡
D. 换用更小、但L不变的线圈
【答案】CD
【解析】
【详解】开关由闭合到断开瞬间，线圈中产生感应电动势，而灯R与线圈L是串联，所以二者的电流是相等的．由题，断开开关S，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，则说明在电路在稳定状态时，通过灯泡的电流小于通过电感线圈的电流，同时电感线圈的电阻RL小于灯泡的电阻R．
A.撤去电感线圈中的铁芯，根据线圈的特点可知，L将减小，可知产生的感应电动势减小，对电流变化的阻碍作用减小，则自感现象将不明显．故A错误；
B. 换用阻值更大的定值电阻对灯泡是否闪亮无影响，选项B错误；
C. 换用阻值更大的小灯泡，可使得通过灯泡的电流小于通过电感线圈的电流，电键断开的瞬时可使灯泡更闪亮一次然后逐渐熄灭，选项C正确；
D. 换用RL更小、但L不变的线圈，可使得通过灯泡的电流小于通过电感线圈的电流，电键断开的瞬时可使灯泡更闪亮一次然后逐渐熄灭，选项D正确；
8. 如图，直线PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场；电子1从磁场边界上的a点以速度v1垂直PQ射入磁场；经时间t1从b点离开磁场。电子2也从a点与PQ成θ=30°方向以速度v2射入磁场；经时间t2也从b点离开磁场，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示
电子1垂直射入磁场，从b点离开，则运动了半个圆周，运动时间为
半径为
电子2从a点与成方向以速度射入磁场，轨迹对应的圆心角为，则运动时间为
半径为
因为周期为
所以两电子做匀速圆周运动的周期相等，所以有
因为
所以
故选BC。
9. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（ ）
A. 带正电 B. 做匀速直线运动
C. 在运动过程中电势能减少 D. 在运动过程中机械能减少
【答案】BC
【解析】
【详解】B．因为带电微粒受到重力、电场力以及洛伦兹力的作用做直线运动，所以带电微粒一定做匀速直线运动，故B正确；
ACD．小带电微粒的受力示意图如图所示
根据受力可知，带电微粒的电场力和电场线方向相反，所以带电微粒带负电，由于带电微粒运动过程中电场力对带电微粒做正功，所以电势能减小，带电微粒运动过程中动能不变，重力势能变大，所以机械能增加，故C正确，AD错误。
故选BC。
10. 如图甲为电动汽车无线充电原理示意图，M为受电线圈，N为送电线圈．图乙为受电线圈M内部的示意图，线圈匝数为n、电阻为r、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈.下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈N接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B. 当线圈N接入正弦式交变电流时，线圈M两端产生恒定电压
C. 当线圈M中的磁感应强度增加时，a端电势比b端高
D. 充电时，△t时间内线圈M中磁感应强度大小增加△B，则M两端电压恒为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当线圈N接入恒定电流时，穿过线圈M的磁通量不变，不产生感应电动势，不能为电动汽车充电;故A正确.
B.当线圈N接入正弦式交变电流时，穿过线圈M的磁通量按正弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈M两端产生变化的电压;故B错误.
C.穿过线圈M的磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁通量向下，故感应电流方向从b向a，则a端为正极，b端为负极，a点电势比b点高;故C正确.
D.根据法拉第电磁感应定律，有：，设受电线圈外接电路的电阻为R，由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压为;故D错误.
三、填空、实验题（本题共4小题，第11、12、13题各4分，第14题8分，共20分）
11. 如图所示，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中。棒中通以由向的电流，平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为。如果只将通过棒中的电流变大，则将________；如果只将金属棒质量变大，则将________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 ①. 变大 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]以导体棒为对象，其受力如图所示
根据受力平衡可得
如果只将通过棒中的电流变大，则变大，将变大；
如果只将金属棒质量变大，则变小，将变小。
12. 如图所示，表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过薄金属板，虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子带_______（选填“正电荷”或“负电荷”）；粒子穿越金属板后，轨迹半径_______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】 ①. 负电荷 ②. 变小
【解析】
【详解】[1][2]由洛伦兹力提供向心力可得
解得
由于粒子穿越金属板后，粒子动能减少，速度减小，则轨迹半径变小，可知粒子逆时针做圆周运动，根据左手定则可知，粒子带负电荷。
13. 一圆盘发电机的结构如图所示。铜盘安装在水平的铜轴上，整个铜盘处于垂直于盘面的匀强磁场中，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为，匀强磁场的磁感应强度为，回路的总电阻为，从左向右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则点电势_______点电势（选填“>”、“<”或“=”）；回路中感应电流的大小为______。
【答案】 ①. < ②.
【解析】
【详解】[1]根据右手定则可知，电流方向由点沿圆盘径向流向点，由于该部分相当于电源内部，则点电势低于点电势；
[2]铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动，产生的电动势为
则回路中感应电流的大小为
14. 甲、乙、丙三位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
（1）如图a，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有_______。
A. 闭合开关
B. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C. 开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出
D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中
（2）如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图c所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B. 在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
（3）丙同学设计了如图d所示的实验装置，其中R为光敏电阻（其阻值与光照强度呈负相关），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。
【答案】（1）CD （2）A
（3） ①. 逆时针 ②. 向左
【解析】
【小问1详解】
断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，A错误；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，B错误；
C．开关闭合时将A线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，C正确；
D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，D正确。
故选CD。
【小问2详解】
A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上作用力，且初始阶段有小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈产生的内能，D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]根据安培定则，螺线管内部磁场向右，金属环中磁场向右，当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，金属环的磁通量增大，根据增反减同，感应电流的磁场向左，根据安培定则，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针；
[2]金属环A是逆时针电流，螺线管是顺时针的电流，反向电流相互排斥，金属环将向左运动。
四、计算题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的，答案中有单位的必须明确写出数值的单位）
15. 如图，质量m=0.2kg、长度L=1.0m的水平导体棒MN，用两根劲度系数均为k=100N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，导体棒置于水平向里的匀强磁场中．当导体棒中通以大小为I=5A的电流，并处于静止时，两弹簧恰好都恢复到原长状态．（重力加速度g取10m/s2）
(1)求匀强磁场磁感应强度B的大小；
(2)欲使导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态，应当通入什么方向、多大的电流．
【答案】（1）0.4T；（2）2.5A
【解析】
【详解】（1）弹簧都恢复到原长状态时
ILB=mg
B==0.4T
（2）导体棒下移1.5cm后能重新处于静止状态时，
应当通入的电流方向为从N→M
由平衡条件可得
mg + I′LB=2kx
求得
I′=2.5A
16. 如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的面积S=0.3m2、电阻R=0.6Ω，磁场的磁感应强度B=0.2T。现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在时间内合到一起。求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值；
（2）通过导线横截面的电荷量q。
【答案】（1）0.12V；（2）0.1C
【解析】
【详解】（1）感应电动势的平均值
（2）根据闭合电路欧姆定律可知，平均电流
根据电荷量定义可知
17. 如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。
（1）求杆刚开始运动时的加速度大小；
（2）若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）杆ab刚开始运动时，杆ab产生的感应电动势为
回路感应电流为
杆ab受到的安培力大小为
方向沿导轨向下；根据牛顿第二定律得
解得杆刚开始运动时的加速度大小为
（2）若已知杆上升的最大高度为，上升过程中，根据能量守恒定律得
解得回路产生的总焦耳热为
则电阻产生热量为
18. 如图，直角坐标系的第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ象限内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，其中第Ⅰ象限内的磁感应强度大小为，第Ⅲ、Ⅳ象限内的磁感应强度大小未知，第Ⅱ象限内分布有沿轴负方向的匀强电场。一带正电的粒子（不计重力）从轴上的点，以速度沿与轴负方向成角射入第Ⅰ象限内，从点垂直轴进入匀强电场，经轴上的点进入下方的磁场中，一段时间后再次经过A点，且速度方向与相同。求：
（1）粒子的比荷；
（2）电场的场强的大小；
（3）磁感应强度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子从A到的运动轨迹如图所示，设粒子在B1中运动的半径为r1，由几何关系有
根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）因为粒子经过轴下方的磁场后再次经过A点时速度方向与相同，所以粒子经过点时的速度与轴负方向的夹角也为，根据速度的合成与分解有
对粒子在电场中的运动过程，根据动能定理有
联立解得
（3）设粒子在电场中运动的时间为，到点的距离为，则有
设粒子在中运动半径为，由几何关系有
根据牛顿第二定律有
联立解得
