2023浙江省金丽衢十二校、七彩阳光高三下学期3月联考物理试题含解析

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高三物理试题
考生须知：
1．本试题卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效。
4．考试结束后，只需上交答题卷。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 以下不是电场强度E的单位的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】D．由可知，是场强单位，D不符合题意；
C．由可知，是场强单位，C不符合题意；
B．而，B不符合题意；
A．根据可知是功率的单位，A符合题意。
故选A。
2. 下列有关科学史实的说法不正确的是（　　）
A. 通过粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为
B. 普朗克提出物体所带的电荷量是量子化的，首先提出了能量子的概念
C. 荷兰物理学家斯涅尔研究了折射角与入射角的定量关系，得到了折射定律
D. 奥斯特首先发现了通电导线周围存在着磁场，后来安培总结了判断电流与磁场的方向关系的规律
【答案】B
【解析】
【详解】A．卢瑟福通过粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为，故A正确；
B．密立根提出物体所带的电荷量是量子化的，普朗克首次提出了能量子的概念，故B错误；
C．荷兰物理学家斯涅尔研究了折射角与入射角的定量关系，得到了折射定律，故C正确；
D．奥斯特首先发现了通电导线周围存在着磁场，后来安培总结了判断电流与磁场的方向关系的规律，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
3. 如图所示，登山者在倾斜的细绳及山体的作用下处于静止状态，细绳与竖直方向夹角为。则（　　）

A. 细绳对登山者的作用力一定大于登山者受到的重力
B. 若角一定，细绳对登山者的作用力大小也一定
C. 山体对登山者的作用力存在最小值
D. 山体对登山者的作用力一定小于登山者受到的重力
【答案】C
【解析】
【详解】AD．以登山者为研究对象，受到重力G、细绳的作用力T和山体的作用力N。T、N可以大于、等于或小于G，故AD错误；
B．细绳对登山者的作用力大小T除与角大小、重力有关外，还与N方向有关，故B错误；
C．如图所示

当T、N垂直时，山体对登山者的作用力存在着最小值，故C正确。
故选C。
4. 如图所示，将小球从倾角为的光滑斜面上A点以速度水平抛出（即），最后从B处离开斜面，已知间的高度，g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 小球的加速度为
B. 小球作平抛运动，运动轨迹为抛物线
C. 小球到达B点时的速度大小为
D. 小球从A点运动到B点所用的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律有

解得加速度为

故A错误；
B．小球在斜面沿CE方向加速度恒定，做匀加速度运动，沿CD方向做匀速运动，故小球作类平抛运动，运动轨迹为抛物线，故B错误；
CD．沿斜面向下为匀加速直线运动，根据位移—时间公式可得

代入数据解得

小球到达B点时的速度大小为

故C正确，D错误
故选C。
5. 请用学过的电学知识判断下列说法不正确的是（　　）
A. 高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能
B. 避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地或将大地的负电荷与其中和
C. 接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属
D. 雷雨天，武夷山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A．高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能，A正确；
B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地或将大地的负电荷与其中和，B正确；
C．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属，C正确；
D．“雷火炼殿”是奇特的闪电现象，非静电屏蔽，D错误。
本题选不正确项，故选D。
6. 2022年10月15日第四代核能技术的“钍基熔盐堆”完成实验验收，已具备商用条件。该实验堆是一种用钍-轴燃料进行核反应的熔盐堆，可以实现高效的核燃料利用和低污染的废物产生：该实验堆无需加压，不需要大量的水作为慢化剂，在安全上具备重大优势。已知钍的原子序数为90，有关该反应堆下列说法正确的是（　　）
A. 其核能来源于核聚变释放的能量
B. 核反应产物的比结合能比核燃料的比结合能低
C. 核反应属于重核裂变，是可以人工控制的核反应
D. 要加热到很高温度，使它们具有足够的动能来克服核力
【答案】C
【解析】
【详解】A．核电站的核能来源于重核裂变，A错误；
B．核反应之后放出核能，说明核反应产物的比结合能更大，B错误；
C．核反应可以用镉棒控制反应速度，C正确；
D．该核电站是重核裂变反应，不是热核反应，无需高温，D错误。
故选C。
7. 英国著名科幻作家Arthur C。Clarke在小说《天堂之泉》中，首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为一根缆绳：一端连接地球赤道，另一端连接地球同步卫星，且缆绳延长线通过地心。当两货物分别停在天梯的a、b两个位置时，以地心为参考系，下面说法正确的是（　　）

A. b处的线速度小于a处的线速度
B. b处的向心加速度小于a处的向心加速度
C. 若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的周期大于位于a处货物的周期
D. 若有一个轨道高度与b相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度
【答案】D
【解析】
【详解】AB．天梯连接地心和同步卫星，天梯上各点的角速度都和地球自转相等，根据
，
可知b处的线速度大于a处的线速度，b处的向心加速度大于a处的向心加速度，故AB错误；
C．轨道高度与a相同的人造卫星周期小于同步卫星的周期，则其环绕地球的周期小于位于a处货物的周期，故C错误；
D．轨道高度与b相同的人造卫星角速度大于同步卫星的角速度，则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度，故D正确。
故选D。
8. 全面了解汽车的运行状态（速度、水箱温度、油量）是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表（图中没有画出），通过观察电压表示数，可以了解油量情况，已知。有关电压表的接法及示数变化下列说法正确的是（　　）

A. 接在之间，当油量减少时电压表示数增大
B. 接在之间，当油量减少时电压表示数减小
C. 接在之间，当油量减少时电压表示数增大
D. 接在之间，当油量减少时电压表示数减小
【答案】A
【解析】
【详解】可将看成是电源的等效内阻，根据闭合电路欧姆定律可知接在处比接在处电压表变化更明显，所以接，当油量减少时，指针上滑，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电压表示数变大。
故选A。
9. 如图所示，一名质量为的运动员在水平地面上进行跳远比赛，腾空过程中离水平地面的最大高度为，起跳点与落地点的水平距离为，运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，则运动员（　　）

A. 起跳时获得的动能约为
B. 在空中的运动时间为
C. 在最高点时速度大小为
D. 落地时速度方向与水平方向的夹角为
【答案】A
【解析】
【详解】B．最高点开始平抛

所以整个运动时间为

B错误；
C．最高点时

C错误；
D．落地时

落地时速度方向与水平方向的夹角

D错误；
A．起跳时的速度

起跳时的动能

代入数据得

A正确。
故选A。
10. 如图所示的电路，是定值电阻，是滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关，在电路稳定后，将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中下列说法正确的是（　　）

A. 电压表示数变小 B. 电流从上往下通过
C. 电源的输出功率变小 D. 通过的电流变大
【答案】B
【解析】
【详解】AD．触头由中点向上移动的过程中，变大，总电阻变大，所以电压表示数变大，通过的电流减小，AD错误；
B．电容器两端电压增大，所以要充电，电流从上往下通过，B正确；
C．因内阻大小不确定，电源的输出功率变小变化无法判断，C错误。
故选B。
11. 以下四种情景中产生正弦交变电流的是（　　）

A. 图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴沿顺时针方向转动
B. 图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈按图示方向绕轴线匀速转动
C 图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯绕轴线以角速度转动
D. 图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴转动
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中只有一个电刷，线圈在匀强磁场中转动，得到的是直流电，A错误；
B．图乙中虽然只有一半线圈处于磁场，但线框转动得到的是正弦交流电，B正确；
C．图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感应电动势大小不变，得到的不是正弦交流电，C错误；
D．图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向，线框不切割，感应电动势为0，感应电流为0，D错误。
故选B。
12. 一列简谐横波沿x轴传播在时刻的波形如图中实线所示，P点此时正沿y轴负方向运动，时刻的波形第一次如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标。下列说法正确的是（　　）

A. 波源振动的周期为
B. 该波传播的速度为
C. 时O点的位移为
D. 在内，质点P运动路程为
【答案】D
【解析】
【详解】B．时，P向下运动，根据同侧法可知波沿方向传播，经第一次形成虚线波形，由于波形第一次如图中虚线所示，则0.7s内波传播的距离为

则有

B错误；
A．根据上述可知周期为

A错误；
C．0时刻O点从平衡位置向上振动，O点的振动方程为

则时O点的位移为

C错误；
D．根据图像可知质点P首次到达平衡位置的时间为

从平衡位置开始振动的位移大小为

由于

则在内，质点P运动路程为

D正确。
故选D。
13. 某同学设计了一个加速度计，如图所示，较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与变阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电源E完全相同。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（　　）

A. 这种传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电压
B. 若观察到电压表的指针向右偏转，说明物体具有与图示方向相同的加速度
C. 若观察到电压表指针在零点，说明物体处于静止状态
D. 电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图可知，当电压表指针右偏，表明P点电势高，滑块处于电阻的右侧，滑块所受合力向左，加速度向左；这种传感器输入量是加速度，输出量是电压，AB错误；
C．指针如果静止，表明电势相等，此时滑块可能静止也可能匀速；C错误；
D．假如滑块右偏x，滑动变阻器总长为L，则有

设电路中电流恒定为，可得电压表的示数为

由以上两式得

D正确。
故选D。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（　　）


A. 图甲中经过调制后的电磁波的波长不变
B. 图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究
C. 图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点
D. 图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
【答案】AB
【解析】
【详解】A．图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确；
B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确；
C．红外线夜视仪利用红外遥感技术，C错误；
D．机通过X射线拍摄人体组织，D错误。
故选AB
15. 如图所示，干旱季节，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为，水流由出水口水平喷出时的速度为，每秒出水量为。已知电动机额定电压为，水泵的抽水效率为，水的密度为，则（　　）

A. 出水口钢管横截面积为
B. 每秒内水流机械能增加
C. 电动机的输入功率为
D. 电动机线圈的电阻约为
【答案】ABD
【解析】
【详解】B．每秒水流增加的机械能

故B正确；
C．电动机的输入功率

故C错误；
A．出水口面积

故A正确；
D．线圈的电阻

且

是由以上两式得

故D正确。
故选ABD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. “探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验装置如图所示，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，然后在弹簧下端分别挂上、2、3、4、5、6和7个相同的钩码（每个钩码的质量均为，取前6个砝码的数据，重力加速度g取），记录弹簧下端相应位置的读数；然后逐个减去钩码，同样记录弹簧下端相应位置的读数，并计算得到弹簧下端相应位置值，其数据如下表。

弹簧下端挂钩码的个数
加钩码相应位置值
减钩码相应位置值

1
4.19
4.21
4.20
2
5.40
5.43
5.42
3
6.41
6.43
6.42
4
7.52
7.58
7.55
5
8.83
8.87
8.85
6
10.00
10.04
10.02
（1）为计算弹簧的劲度系数，应选用__________数据；
A.加钩码时相应位置值 B.减钩码相应位置值 C.
（2）用下列坐标纸，作图法__________求出弹簧劲度系数__________（保留3位有效数字）；

（3）为减小实验误差，在选用钩码时需考虑的因素有_________。
【答案】 ①. C
②. ③. 43.0##43.1##43.2##43.3##43.4##43.5##43.6##43.7##43.8##43.9##44.0 ④. 在弹性限度内尽量采用质量大的钩码
【解析】
【详解】（1）[1]为计算弹簧的劲度系数，应选用数据；
（2）[2]①根据胡克定律得

以弹簧下端挂钩码个数1为参考，求出弹簧的伸长变化量与对应的拉力的变化量
弹簧所受拉力变化量
弹簧下端的坐标值
伸长变化量

4.20

0.50
5.42
1.22
1.00
6.42
2.22
1.50
7.55
3.35
2.00
8.85
4.65
2.50
10.02
5.82
②建立坐标系，横轴一，纵轴一
③描点、连线，如下图

求得

（3）[3]为减小实验误差，在选用钩码时需考虑的因素有在弹性限度内尽量采用质量大的钩码。
17. 根据金属丝的电阻值随温度变化的规律可设计热敏电阻温度计。已知某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况如图1所示，即，其中为金属丝的温度系数。把这段金属丝与电池、电流表如图2所示连接起来，用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。

①电池的电动势和内阻不变，则标在电流表比较大的刻度上代表两点中的________（选填“”或“”）。这一温度计的主要不足是___________。
②为改进这一缺点，小明设计了如图3所示的测量电路，为金属丝电阻在时的阻值，为金属丝在温度为t时的阻值。在B、D点接理想电压表，电源电动势为E，内阻不计。当时，即，则电压表示数___________。现将阻值为的金属丝温度从升高至某一温度t，其阻值增加值，若，则电压表示数________________
A.0 B. C. D.
③小明将该金属丝置于待测温度的容器中，电压表示数为，则该容器的温度__________。
A． B. C. D.
【答案】 ①. ②. 刻度不均匀（非线性） ③. ④. C ⑤. B
【解析】
【详解】①[1][2]点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，即标在电流表比较大的刻度上代表；

根据闭合电路的欧姆定律

其中为电流表内阻，E为电池的电动势、r为电场的内阻，联立解得

可知t与I不是一次线性关系，电流表的刻度是均匀的，所以电阻温度计的刻度是不均匀的。
②[3][4]以C点的电势为0，则A点的电势为E，即，通过支路ADC的电流为


则D点的电势为

通过支路ABC的电流为


则B点的电势

由于，则

故选C。
③[5]由上述分析可知电压表示数为，则

由于
该容器的温度

故选B。
18. 在“探究电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系”实验中，实验电路图如图所示。取一个电容器A和数字电压表相连，把开关接1，用几节干电池串联后给A充好电。
①给电容器A充电时，下列图像正确的是（ ）

A. B.
C. D.
②把开关接2，使另一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，但电压表示数不是变为原来的一半，产生这种现象可能的原因是_____________（多选）
A.回路有电阻 B.电容器漏电 C.静电感应 D.电荷之间的库仑力
【答案】 ①. BCD##CBD##BDC##CDB##DBC##DCB ②. AB##BA
【解析】
【详解】（1）[1]
ABD．电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故A错误，BD正确；
C．由可知，电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，即Q-U图像为一条过原点的倾斜直线，故C正确。
故选BCD。
（2）[2] A．当把一个相同的但不带电的电容器B跟A并联，如果回路有电阻，由于分压原因，电压表示数小于原来的一半，A正确；
B．如果电容器漏电，总电荷量减少，则电压表示数也小于原来的一半，B正确；
CD．静电感应、电荷之间的库仑力不会影响电容器的电压，CD错误；
故选AB。
19. 如图，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积、质量、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与气缸底部之间的距离，在活塞的右侧距离其处有一对与气缸固定连接的卡环，两卡环的横截面积和为。气体的温度，外界大气压强。现将气缸开口向下竖直放置（g取）。
（1）求此时活塞与气缸底部之间的距离h；
（2）如果将缸内气体加热到，求两卡环受到的压力大小（假定活塞与卡环能紧密接触）。

【答案】（1）0.45m；（2）60N
【解析】
【详解】（1）气缸竖直放置时，封闭气体的压强

由玻意耳定律

得

解得

（2）温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，此时


气缸内气体温度继续升高，气体做等容变化

代入数据得

活塞受力平衡，有

代入数据得

由牛顿第三定律可知，两卡环受到活塞的压力为。
20. 如图所示，竖直平面内固定有光滑轨道、水平直轨道CD、EF和以速度逆时针转动的传送带，在轨道右侧固定一反弹装置。各轨道平滑连接，传送带与水平轨道等高、间隙不计。现有一质量为m的滑块a从轨道上高为h处由静止下滑，与反弹装置的碰撞为完全弹性碰撞。已知轨道末端B处的曲率半径R=2m，LCD=0.45m，LMN=0.7m，LEF=0.9m，m=2kg，，滑块与和间的动摩擦因数，与间的动摩擦因数，其中x为滑块距E点的距离。
（1）若，求滑块运动至B处时滑块对轨道作用力；
（2）若滑块过不了传送带，求高度h的最大值；
（3）若滑块只通过传送带一个来回，试求传送带额外做功的最大值。

【答案】（1）24N，方向竖直向下；（2）0.575m；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块a下滑过程有

在B点有

根据牛顿第三定律有

解得

方向竖直向下。
（2）若滑块过不了传送带，滑块第一次到达E点的速度为

由动能定理有

解得

（3）传送带额外做功最大的临界条件，滑块第二次到达E点速度为零，在段和段，克服摩擦力做功


在段，克服摩擦力做功

滑块第一次到达E点

解得

滑块第一次到达D点

解得

滑块第二次到达D点

解得

滑块第一次由D到E过程，传送带克服摩擦做功

滑块第二次到达D过程，传送带克服摩擦做功

解得传送带额外做功的最大值为

21. 根据霍尔效应原理制成的霍尔元件有广泛的应用，某研究小组用霍尔元件来研究金属棒在磁场中的运动规律。如图（a）所示，在水平面上固定放置两间距为l的平行、光滑金属导轨，其右侧通过开关S接有恒流源，向回路提供恒定电流；在区间存在方向垂直导轨平面向下、大小沿轴方向不变、沿轴方向按某一规律变化的稳恒磁场。一质量为m的金属棒垂直于导轨放置，其上固定一霍尔元件（相比m，其质量可忽略不计），它是一个长、宽和高分别为的长方体微小半导体薄片，磁场方向垂直平面，其单位体积中载流子数为n，每个载流子带电荷量为e。在半导体薄片上制作四个电极E、F、M、N，放大图如图（b）所示，在E、F间通入恒定的电流I，则在M、N间出现霍尔电压（图中没有画出提供电流I和测量电压的电路图）。开关S断开时，导体棒静止在处。计算时将用常量k表示。（已知力-位移图像的面积是力所做的功）
（1）求半导体薄片中载流子平均移动速率；
（2）半导体材料有P型（载流子以空穴导电为主，即正电荷导电）和N型（载流子以电子导电为主）两种，当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，求该处磁感应强度的大小；如果，则该半导体是P型还是N型？
（3）闭合开关S，导体棒从和处开始运动，测得霍尔电压随x变化的图线为如图所示，求磁感应强度B沿轴的分布规律和棒运动速度与x的关系。

【答案】（1）；（2），N型；（3），
【解析】
【详解】（1）根据电流的微观表达式

解得

（2）当棒位于处时，测得霍尔电压大小为，由平衡条件得

又

解得

若，M端积累正电荷，N端积累负电荷，由左手定则可知载流子以电子导电为主，故为N型
（3）由图霍尔电压随x变化的图线可得

当导体棒运动到x处时，其磁感应强度大小为B，则

磁场方向竖直向下为正；
有安培力公式

可得棒受力

由动能定理，有

解得

棒做简谐振动，沿x轴负方向运动时，取负号，反之取正号。
22. 磁控管在现代科技领域有广泛的应用。为使问题简化，我们将静态磁控管简化为一对长度足够的平行平板电极系统中的电子在正交稳恒电磁场中的运动。如图1所示，在间距为d的两极板间加不计内阻、电动势为U的电源，两极板间存在方向垂直平面向里、大小为B的匀强磁场，位于阴极表面附近的灯丝持续发射初速度可近似为零的电子，当U不变，改变B的大小时，电子在两极板间的运动轨迹将发生变化，如图2所示，其中轨迹Ⅲ最高点P恰好与阳极相切。电子电荷量为e，质量为m，不计电子的相互作用。
（1）求轨迹Ⅰ对应的磁感应强度大小，并比较轨迹Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ所对应的磁感应强度、和的大小关系；
（2）求轨迹Ⅲ对应的磁感应强度以及轨迹在P处的曲率半径；
（3）若灯丝单位时间发射n个电子，画出电流I随磁感应强度B变化的图像。

【答案】（1）0，；（2），2d；（3）
【解析】
【详解】（1）轨迹Ⅰ，电子做直线运动，，且根据

可得

由图2可知由于

所以

（2）根据动能定理，有

可得

将电子运动速度分解为和，则

在时间内，动量定理，有

累加，得

联立，得

在P点，根据牛顿第二定律有

求得

（3）饱和电流

截止和饱和

可画出电流I随磁感应强度B变化的图像如图所示