阶段测试卷（二）
（测试范围：选择性必修第二册全部）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8-小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列表述正确的是（ ）
A. 赫兹建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在
B. 均匀变化的磁场可以在周围空间产生均匀变化的电场
C. 电磁波传播不需要介质，频率越高电磁波，在真空中的波长越短
D. 交流发电机的线圈转动一周经过中性面一次，经过中性面时电流的方向会改变
2. 如图甲中通过P点电流的（向右为正）变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 在0.5s~1s时间内，电容器C正在放电
B. 在0.5s~1s时间内，电容器C上板带正电
C. 在1s~1.5s时间内，Q点电势比P点电势高
D. 在1s~1.5s时间内，磁场能转化电场能
3. 某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A. 小车在0—t1时间内小车的加速度变大
B. 小车在t1—t2时间内做匀减速直线运动
C. 小车在t1—t2时间内做加速度减小的加速运动
D. 小车在t2—t3时间内一定做匀速直线运动
4. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（ ）
A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动
B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转
C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度
D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上
5. 电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向右靠近线圈时（ ）
A. 穿过线圈的磁通量减小 B. 线圈中不产生感应电流
C. 琴弦受向左安培力 D. 线圈有扩张趋势
6. 过强的电磁辐射对人体有害，影响人的身心健康。根据有关规定，工作人员所在处的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果一个人距离无线电发射器为远的位置，为了保证此人的安全，则要求该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过（计算时，可以将该无线电发射器视为发出球面电磁波的波源，球体的体积公式为，球体表面积公式为）（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（ ）
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流大小不变，为
C. 回路中感应电流方向不变，为
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的2倍
8. 我国已投产运行的特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输送电功率最大可达1200万千瓦。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线上损失的功率为，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当直流线路输电电流为时，下列说法正确的是（ ）
A. 输送电功率为
B. 降压变压器匝数比为
C. 直流输电线的总电阻为，损失的电压为
D. 若保持输送电功率不变，改用输电，直流输电线上损失的功率为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 矩形金属线圈共有10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此交流电的频率为5Hz
B. 此交流电电动势的有效值为1V
C. t = 0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
10. 如图所示，正方形金属线框静止在水平面上，其右侧有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，计时开始，在垂直于磁场边界的水平外力作用下，线框以恒定加速度进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场。其中电流、外力随时间变化的关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
11. 如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小。有一带电的小球，质量，电荷量，正以速度v在竖直面内做直线运动，取，下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电
B. 小球一定做匀速直线运动
C. 小球速度
D. 小球的速度方向与水平方向夹角
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12. 某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为L、匝数为N的正方形线圈（a、b为引出端）一个，天平一台，各种质量砝码若干，直流电源一个，灵敏电流计一个，定值电阻一个，开关、导线等若干。实验步骤如下：
（1）将线圈悬挂在天平右臂，添加合适质量的砝码，使天平平衡，将a与c连接、b与d连接，闭合开关S，记录_________（填物理量名称及符号），添加合适质量的砝码，使天平再次平衡；
（2）断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的_________（选填“左盘”“右盘”）中放入质量为的砝码，仍旧使天平平衡；
（3）已知重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小为_________（用上述物理量表示）。
13. 热敏电阻按温度分为正温度系数电器（PTC）和负温度系数电器（NTC）两类。正温度系数电阻（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的图像。
（1）如图1中曲线Ⅰ所示，说明该热敏电阻是______热敏电阻。（填“PTC”或“NTC”）
（2）某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整______。
（3）已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。电源电动势为E=10V，内阻不计，通过报警器的电流达到I=10mA就会报警。若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为______kΩ，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时=______kΩ，之后保持阻值不变，将开关与热敏电阻连接即可。若要使该装置在更低的温度下报警，只需将滑动变阻器的阻值______（填“调大”或者“调小”）即可。（结果保留1位小数）
14. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R = 50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求：
（1）线圈中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；
（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。
15. 如图所示，平行边界M、N间有垂直边界向右的匀强电场，匀强电场的电场强度为，平行边界N、P间有垂直纸面向外的匀强磁场，相邻边界间距均为，一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从电场中紧靠边界M的O点，以垂直电场方向向上、大小为的初速度射入电场，经电场偏转后，粒子进入磁场，粒子刚好不从磁场的边界P射出磁场。不计粒子的重力，求：
（1）粒子从O开始第一次运动到边界N时速度的大小；
（2）匀强磁场磁感应强度的大小；
（3）粒子第一次在磁场中运动的时间。
16. 如图甲所示，两根足够长平行金属导轨固定在水平面上，宽度L = 1m；导轨的上表面光滑，且左端封闭，导轨所在平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。垂直导轨放置的导体棒MN质量m = 2kg、电阻R = 2Ω，其他电阻不计。0到t0 = 2s时间内使导体棒静止，此阶段导体棒距导轨左端的距离也为L = 1m；自t0 = 2s时刻起，释放导体棒，同时对导体棒施加一水平向右的恒力F，F = 2N，导体棒达到最大速度后，其电流与0到t0 = 2s时间内的电流相同。已知自0时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，回路中产生的焦耳热Q = 4.75J。导体棒始终与导轨接触良好，结果可用根号表示。求：
（1）导体棒达到最大速度后回路中的电流；
（2）自t0 = 2s时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，导体棒运动的位移及通过MN的电荷量。阶段测试卷（二）
（测试范围：选择性必修第二册全部）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8-小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列表述正确的是（ ）
A. 赫兹建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在
B. 均匀变化的磁场可以在周围空间产生均匀变化的电场
C. 电磁波传播不需要介质，频率越高的电磁波，在真空中的波长越短
D. 交流发电机的线圈转动一周经过中性面一次，经过中性面时电流的方向会改变
【答案】C
【解析】
【详解】A．麦克斯韦建立了经典电磁场理论，并预言了电磁波的存在，故A错误；
B．均匀变化的磁场可以在周围空间产生稳定的电场，故B错误；
C．电磁波传播不需要介质，频率越高的电磁波，在真空中的波长越短，故C正确；
D．交流发电机的线圈转动一周经过中性面两次，经过中性面时电流的方向会改变，故D错误。
故选C。
2. 如图甲中通过P点电流的（向右为正）变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 在0.5s~1s时间内，电容器C正在放电
B. 在0.5s~1s时间内，电容器C上板带正电
C. 在1s~1.5s时间内，Q点电势比P点电势高
D. 在1s~1.5s时间内，磁场能转化为电场能
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图（乙）可知，在0.5s至1s内，电路电流在减小，电容器C正在充电，故A错误；
B．由图（乙）可知，在0.5s至1s内，电流是正的，即经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B错误；
C．由图（乙）可知，在1s至1.5s内，通过电感线圈的电流向上，且增大，电感线圈产生自感电动势，由楞次定律可知，电感线圈下端电势高，上端电势低，故Q点电势比P点电势高，故C正确；
D．由图（乙）可知，在1s至1.5s内，电路电流增大，磁场增加，磁感应强度变大，电路处于放电过程，电场能转化为磁场能，故D错误。
故选C。
3. 某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A. 小车在0—t1时间内小车的加速度变大
B. 小车在t1—t2时间内做匀减速直线运动
C. 小车在t1—t2时间内做加速度减小的加速运动
D. 小车在t2—t3时间内一定做匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．在0—t1时间内电流不变，则压敏电阻的阻值不变，所受的压力不变，加速度不变，故A错误；
BC．在t1—t2时间内，电流减小，则压敏电阻的电阻变大，所受的压力减小，则加速度减小，即小车做加速度减小的加速运动，选项故B错误、故C正确；
D．在t2—t3时间内电流不变，与0—t1时间内比较电流变小了，则压敏电阻的阻值变大，所受的压力减小，加速度减小了，但是加速度仍不变，则小车不一定做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（ ）
A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动
B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转
C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度
D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故A正确，不符合题意；
B．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向相反，指针会反向偏转，故B正确，不符合题意；
C．线圈匝数越多，受到的安培力合力越大，越容易转动，可以提高电流表的灵敏度；故C正确，不符合题意；
D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到此作用，故D错误，符合题意。
故选D。
5. 电吉他的工作原理是在琴身上装有线圈，线圈附近被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，再经信号放大器放大后传到扬声器。其简化示意图如图所示。则当图中琴弦向右靠近线圈时（ ）
A. 穿过线圈的磁通量减小 B. 线圈中不产生感应电流
C. 琴弦受向左的安培力 D. 线圈有扩张趋势
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD．琴弦向右靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，由“来拒去留”可知琴弦受到向左的安培力，由“增缩减扩”可知线圈有收缩趋势，故ABD错误，C正确。
故选C。
6. 过强的电磁辐射对人体有害，影响人的身心健康。根据有关规定，工作人员所在处的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过。如果一个人距离无线电发射器为远的位置，为了保证此人的安全，则要求该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过（计算时，可以将该无线电发射器视为发出球面电磁波的波源，球体的体积公式为，球体表面积公式为）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】人距离无线电发射器为10m远，要使电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过，则有
解得
因此该无线电发射器的电磁辐射的功率最大不得超过628W。
故选A。
7. 如图所示是圆盘发电机的示意图，铜盘安装在水平的铜轴上，它的盘面恰好与匀强磁场垂直，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（ ）
A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流
B. 回路中感应电流大小不变，为
C. 回路中感应电流方向不变，为
D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒转动切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；
C．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为C→D→R→C，故C错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势
产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流大小为
故B正确；
D．电流在上的热功率
则圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在上的热功率也变为原来的4倍，故D错误。
故选B。
8. 我国已投产运行的特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输送电功率最大可达1200万千瓦。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线上损失的功率为，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当直流线路输电电流为时，下列说法正确的是（ ）
A. 输送电功率为
B. 降压变压器匝数比为
C. 直流输电线的总电阻为，损失的电压为
D. 若保持输送电功率不变，改用输电，直流输电线上损失的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．输送电功率为
故A错误；
B．输电导线末端电压为
则降压变压器的匝数比
故B错误；
C．输电导线上损失的功率
解得直流输电线的总电阻为
损失的电压为
故C正确；
D． 保持输送功率不变，用输电，输电导线上损失的功率
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 矩形金属线圈共有10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此交流电的频率为5Hz
B. 此交流电电动势的有效值为1V
C. t = 0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图知，此交流电的周期为0.2s，则频率
故A错误；
B．由题图知，此交流电的峰值为1V，则有效值为
故B错误；
C．在t = 0.1s时，感应电动势为零，磁通量最大，为中性面位置，故C错误；
D．由Em = NBSω可知最大磁通量
故D正确。
故选D。
10. 如图所示，正方形金属线框静止在水平面上，其右侧有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，计时开始，在垂直于磁场边界的水平外力作用下，线框以恒定加速度进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场。其中电流、外力随时间变化的关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设线框的边长为L，电阻为R，线框的加速度大小为a，则t（0≤t≤t1）时刻线框的速度大小为
产生的感应电动势大小为
线框中电流大小为
所以I随t成正比例关系，I-t图像为过原点的倾斜直线，故A错误，B正确；
CD．根据前面分析可知，t（0≤t≤t1）时刻线框所受安培力大小为
设线框质量m，对线框根据牛顿第二定律有
解得
所以F-t图像为纵截距大于零的倾斜直线，故C错误，D正确。
故选BD
11. 如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小。有一带电的小球，质量，电荷量，正以速度v在竖直面内做直线运动，取，下列说法正确的是（ ）
A 小球带负电
B. 小球一定做匀速直线运动
C. 小球的速度
D. 小球的速度方向与水平方向夹角
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．对小球受力分析，小球受重力、电场力和洛伦兹力，且小球做直线运动，洛伦兹力与速度方向垂直，电场力在水平方向上，由此可知小球带正电，且做匀速直线运动，故A错误，B正确；
CD．小球受力平衡，则
则
受力分析解得
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12. 某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为L、匝数为N的正方形线圈（a、b为引出端）一个，天平一台，各种质量砝码若干，直流电源一个，灵敏电流计一个，定值电阻一个，开关、导线等若干。实验步骤如下：
（1）将线圈悬挂在天平右臂，添加合适质量的砝码，使天平平衡，将a与c连接、b与d连接，闭合开关S，记录_________（填物理量名称及符号），添加合适质量的砝码，使天平再次平衡；
（2）断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平_________（选填“左盘”“右盘”）中放入质量为的砝码，仍旧使天平平衡；
（3）已知重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小为_________（用上述物理量表示）。
【答案】 ①. 灵敏电流计的读数I ②. 右盘 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]实验中闭合开关S，应记录灵敏电流计的读数I；
（2）[2]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，由左手定则可知闭合开关后线框所受的安培力向上，应在天平的右盘中放入合适质量的砝码，才能使天平平衡；
（3）[3]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的右盘中放入质量为的砝码使天平再次平衡，由平衡条件可知
解得
13. 热敏电阻按温度分为正温度系数电器（PTC）和负温度系数电器（NTC）两类。正温度系数电阻（PTC）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的图像。
（1）如图1中曲线Ⅰ所示，说明该热敏电阻是______热敏电阻。（填“PTC”或“NTC”）
（2）某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整______。
（3）已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。电源电动势为E=10V，内阻不计，通过报警器的电流达到I=10mA就会报警。若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为______kΩ，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时=______kΩ，之后保持阻值不变，将开关与热敏电阻连接即可。若要使该装置在更低的温度下报警，只需将滑动变阻器的阻值______（填“调大”或者“调小”）即可。（结果保留1位小数）
【答案】 ①. PTC ②. ③. 0.6 ④. 0.4 ⑤. 调小
【解析】
【详解】（1）[1]根据电阻的定义式有
结合图1中曲线Ⅰ所示的图像可知，随电流的增大，电阻值增大，即温度升高时电阻值增大，说明该热敏电阻是PTC热敏电阻。
（2）[2]连线如图所示
（3）[3][4]电源电动势为E=10V，内阻不计，通过报警器的电流达到I=10mA就会报警此时电路中的电阻为
在环境温度达到60℃时，根据图4可知，热敏电阻的阻值为0.6kΩ，则应先将开关S与电阻箱连接，将其阻值设置为0.6kΩ，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时的阻值为
1.0kΩ-0.6kΩ=0.4kΩ
[5]若要使该装置在更低的温度下报警，即热敏电阻阻值大于0.6kΩ，则滑动变阻器的接入电阻必须小于0.4kΩ，即需将滑动变阻器的阻值调小。
14. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R = 50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求：
（1）线圈中感应电动势最大值；
（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；
（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。
【答案】（1）；（2）；（2）50W
【解析】
【详解】（1）感应电动势的最大值
Em = nBSω = 100 ×× 0.02 × 100V = 100V
（2）线圈转过30°角过程中产生的平均感应电动势
（3）电压表示数为电压的有效值，则
电阻R两端的电压
则电阻R上消耗的功率
15. 如图所示，平行边界M、N间有垂直边界向右的匀强电场，匀强电场的电场强度为，平行边界N、P间有垂直纸面向外的匀强磁场，相邻边界间距均为，一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从电场中紧靠边界M的O点，以垂直电场方向向上、大小为的初速度射入电场，经电场偏转后，粒子进入磁场，粒子刚好不从磁场的边界P射出磁场。不计粒子的重力，求：
（1）粒子从O开始第一次运动到边界N时速度的大小；
（2）匀强磁场磁感应强度的大小；
（3）粒子第一次在磁场中运动的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据动能定理有
解得
（2）做粒子得运动轨迹，如图所示
设粒子出电场时速度方向与N边界的夹角为，则
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系有
解得
由牛顿第二定律有
解得
（3）在磁场中运动的圆心角为
由于
解得
16. 如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨固定在水平面上，宽度L = 1m；导轨的上表面光滑，且左端封闭，导轨所在平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。垂直导轨放置的导体棒MN质量m = 2kg、电阻R = 2Ω，其他电阻不计。0到t0 = 2s时间内使导体棒静止，此阶段导体棒距导轨左端的距离也为L = 1m；自t0 = 2s时刻起，释放导体棒，同时对导体棒施加一水平向右的恒力F，F = 2N，导体棒达到最大速度后，其电流与0到t0 = 2s时间内的电流相同。已知自0时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，回路中产生的焦耳热Q = 4.75J。导体棒始终与导轨接触良好，结果可用根号表示。求：
（1）导体棒达到最大速度后回路中的电流；
（2）自t0 = 2s时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，导体棒运动的位移及通过MN的电荷量。
【答案】（1）；（2）1.5m，
【解析】
【详解】（1）导体棒达到最大速度后，电流与0到t0时间内的电流相同，电动势也与0到t0时间内的电动势相同
导体棒达到最大速度后
F = ILB0
由以上三式得导体棒达最大速度时回路中的电流
（2）0到t0时间内回路中产生的焦耳热
Q1 = I2Rt0 = 2J
自t0 = 2s时刻开始至导体棒刚达到最大速度的过程中，导体棒克服安培力做的功
W安 = Q－Q1
由动能定理
得导体棒经过的位移
x = 1.5m
通过MN的电荷量为
其中
联立解得
