精品解析：云南省大理白族自治州祥华中学等校2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

祥云祥华中学2024~2025学年上学期期中考试 高二物理测试卷 一、选择题（本大题共10小题，共计46分。第1-7题为单选题，每小题4分；第8-10题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。） 1. 下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图中电流和磁场平行，则不受安培力作用，选项A错误； B．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向向上，选项B错误； C．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向水平向右，选项C错误； D．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向垂直直导线斜向右下，选项D正确。 故选D。 2. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电场强度E随位置x变化的图像如图所示，与关于坐标原点对称，与两个位置电场强度相同，电场强度正方向与x轴正方向相同，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 电势高于电势 B. x轴负半轴各点电势均小于零 C. 带正电的粒子仅在电场力作用下由到先加速再减速 D. 一个电子在处静止释放，只在电场力作用下沿x轴负方向运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．做出x轴上的电场线如图所示，沿电场线电势降低，无穷远处电势为零，故x轴上所有点的电势都大于零，电势高于电势，A正确，B错误； C．带正电的粒子由运动到的过程中，电场力的方向始终沿x轴正方向，粒子做加速运动，C错误； D．电子在处静止释放后，受到的电场力沿x轴正方向，将沿x轴正方向运动，过O点后，受到的电场力沿x轴负方向，做减速运动，所以电子先加速后减速，到处速度为零，最终在和之间做住复运动。 故选A。 3. 如图所示，莱顿瓶是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，在电源被发明前，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电（现在可以利用电源对其充电）。下列说法正确的是（　　） A. 莱顿瓶存储的电荷越多，莱顿瓶的电容越大 B. 莱顿瓶的电容与充电电压成反比 C. 内外锡箔的高度越高，莱顿瓶的电容越大 D. 莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电容C是电容器本身的性质，跟电容器存储的电荷量Q和充电电压U无关，故AB错误； C．由电容器的决定式可知，内外锡箔的高度越高，则锡箔的正对面积S越大，莱顿瓶的电容越大，故C正确； D．由电容器的决定式可知，莱顿瓶的电容C大小与玻璃瓶瓶壁的厚度d有关，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度不为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 D. a、c两点处的磁感应强度的方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．M点处通电直导线在O点的磁感应强度与N点处通电直导线在O点的磁感应强度大小相等、方向相反，故O点处的磁感应强度为零，故A错误； B．M、N两点处通电直导线在a点的磁感应强度方向分别为竖直向下、竖直向上，M点处通电直导线在a点产生的磁感应强度较大，故a点的合磁感应强度方向竖直向下，同理可知，b点的合磁感应强度方向竖直向上，结合对称性，可知a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反，故B正确； C．画出c点磁感应强度的矢量图，如图所示，B为c点的合磁感应强度，方向水平向右，同理可知，d点的合磁感应强度方向水平向左，结合对称性，可知c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相反，故C错误； D．由以上分析可知，a、c两点处的磁感应强度的方向不同，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为2S，磁场的磁感应强度为B，规定图示位置穿过线圈的磁通量为正，以下说法正确的是（　　） A. 在图示位置时穿过线圈的磁通量为 B. 线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为BS C. 线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为 D. 线圈以cd为轴转过时穿过线圈的磁通量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据磁通量的定义，在题图示位置时穿过线圈的磁通量为 故A错误； B．线圈以ab为轴转过时，处于磁场部分的线圈在垂直磁场方向上投影的面积仍为S，可知穿过线圈的磁通量仍为BS，故B正确； C．线圈以ab为轴转过时，处于磁场部分的线圈在垂直磁场方向上投影的面积仍为S，可知穿过线圈的磁通量仍为BS，故C错误； D．线圈以cd为轴转过时，ab边刚好转出磁场，则穿过线圈的磁通量为0，故D错误。 故选B。 6. 一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U0，则此时（　　） A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为 C. 导线中自由电子定向移动的平均速率为 D. 导线中自由电子定向移动的平均速率为v 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，则横截面积变为原来的，长度变为原来的4倍，根据电阻定律可知，导线的电阻将变为原来的16倍，所以通过导线的电流为，故A错误，B正确； CD．根据电流微观表达式 由于横截面积变为原来的，通过导线的电流变为原来的，则导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的，故CD错误。 故选B。 7. 如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点，ab = 2bc = 1 m，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为8 V，b点电势为4 V，c点电势为2 V。带电粒子从a点以速度v0 = 1000 m/s射入电场，v0与ab边的夹角为45°，一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 粒子从a点到e点过程中电场力做负功 C. d、e两点间电势差为2 V D. 粒子从a点到e点所用时间为 【答案】A 【解析】 【详解】AC．根据匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等有 解得 e点的电势为 可得 如下图，连接de，可知de为一条等势线，过a点做de的垂线交de于点f，根据电场线与等势线垂直可得场强方向沿af方向。 根据几何关系有 故A正确，C错误； B．粒子从a点到e点，电场力的方向沿场强方向，则电场力做正功。故B错误； D．粒子从a点到e点，电场力的方向沿场强方向，粒子做类平抛运动，沿de方向粒子做匀速直线运动，则有 解得 故D错误。 故选A 8. 两个带等量正电荷的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线且交PQ于O点，A点为MN上的一点， 一带负电的试探电荷q在静电力作用下运动，则下列正确的（　　） A. 若q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小一定先增大再减小 B. 若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动 C. q由A点向O点运动时，动能先增大再减小 D. 若在A点给q一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在射线OM上，O点电场强度为零，无穷远处的电场强度也为零，故在射线OM上存在一个电场强度最大的点。所以从A点由静止释放，由A点向点运动的过程中，加速度和电场力的大小可能先增大再减小，也可能一直减小，故A错误； B．电场强度在MN上是关于O点对称，等大反向分布的，从A点由静止释放后由于只受到电场力的作用，故电荷在MN上不能保持平衡，结合电场力做功可知，将从A点加速到O点，然后从O点减速到点（A点与点关于O点对称），再从点加速到O点，最后再从O点减速回到A点，一直重复的来回运动，即以点为对称中心做往复运动，故B正确； C．由A点向点运动时，电场力做正功，动能逐渐增大，故C错误； D．若在A点给一个合适的初速度，它可以以为半径，在PQ连线的中垂面内做匀速圆周运动，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，真空中有A、B、C三个带正电的点电荷，它们固定在边长为的等边三角形的三个顶点上，B、C点电荷的电荷量为，A点电荷的电荷量为，O点是三角形底边的中点，静电力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 点电荷B、C对A的静电力大小为 B. 点电荷C对A的静电力大小为，方向由A指向C C. 若将C的电荷量变为，O点的电场强度大小将变小 D. 点的电场强度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据库仑定律知，B或C对A点电荷静电力大小为 且C对A的静电力方向由C指向A，由三个带正电的点电荷构成等边三角形，根据几何知识可得，A、B处的电荷对C处电荷的静电力的合力大小为 故A正确，B错误； D．三个点电荷在O点产生的电场强度方向如图所示 根据点电荷场强公式 可知点电荷B和点电荷C在O点的电场强度大小相等、方向相反，二者的矢量和为零。点电荷A在O点的电场强度即为O处的电场强度，其大小为 又 联立可得产生的电场强度大小为 故D正确； C．若将C的电荷量变为，则反向，大小不变，与都不变，此时点的电场强度大小为 故O点的电场强度大小将变大，故C错误。 故选AD。 10. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3。当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为、、、和，下列说法正确的是（　　） A. I变大，U2变大 B. 电源的效率减小 C D. 不变，变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，由闭合电路欧姆定律可知电路中的电流为 所以电路中电流增大，理想电流表A的示数增大；由 可知减小，故A错误； B．电源的效率为 由于当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，减小，电源的效率减小，故B正确； C．由，可知减小；由，可知增大；又减小，，所以 故C正确； D．由 ， 可知不变，不变，故D错误。 故选BC。 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 实验室中为了测量一均匀金属圆柱体电阻率ρ，完成下列部分步骤： （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图甲所示，由图可知其长度为__________mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，由图可知其直径为__________mm。 （3）用多用电表的电阻“×10”挡按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为__________Ω。 （4）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱体电阻R； 电流表A（量程0~10 mA，内阻约30 Ω）； 电压表V（量程0~3 V，内阻约10 kΩ）； 直流电源E（电动势4 V，内阻不计）； 滑动变阻器R1（阻值范围0~15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A）； 滑动变阻器R2（阻值范围0~2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A）； 开关S，导线若干。 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用滑动变阻器的代号____。 【答案】（1）50.15 （2）4.700##4.701##4.699##4.698##4.697 （3）220 （4） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为 【小问2详解】 螺旋测微器的读数为 由于最后一位是估读，所以在之间即可。 【小问3详解】 欧姆表的读数为 【小问4详解】 要求测得多组数据进行分析，滑动变阻器用分压接法，滑动变阻器选择最大阻值较小的，由于，所以选择电流表外接法，电路图为 12. 某学习小组在做“测量电源的电动势和内阻”实验时采用了以下实验器材： 干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）； 电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）； 电流表A（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）； 定值电阻R1（阻值2 Ω）； 定值电阻R2（阻值4 Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）学习小组按照图甲图电路图进行正确操作，并根据实验数据做出U − I图像，如图乙图所示。根据图像可知，所选的定值电阻应为__________（填“R1”或“R2”），干电池内阻r = __________Ω。（保留两位有效数字） （2）本实验中的电表带来的误差主要来源于__________（填“电压表分流”或“电流表分压”），测得的电源电动势相比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. R1 ②. 0.41##0.42##0.43##0.44##0.45 （2） ①. 电压表分流 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图示图像可知，电源与定值电阻整体组成的等效电源内阻 由题意可知，电源内阻小于1 Ω，则定值电阻应选择R1，干电池内阻为 【小问2详解】 [1]考虑电表内阻对实验的影响，由图甲可知，误差来源于电压表分流作用。 [2]由于电压表的分流作用，干路中电流的真实值大于测量值，由闭合电路欧姆定律得 可得 如果不考虑电表内阻对实验的影响，由闭合电路欧姆定律得 可知，电源的U − I图像如下图所示 由图可知 三、解答题（本大题共3小题，共计38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. 如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为，棒的中点用细绳经轻质滑轮与物体相连，物体的质量，棒与导轨的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑轮摩擦不计，匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，取，试求： （1）为了使物体保持静止状态，导体棒中通入a→b电流，求电流的最小值； （2）为了使物体以加速度加速上升，应在棒中通入多大的电流？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）导体棒中a→b的电流，此时所受安培力向左，电流最小时摩擦力也向左且达到最大值，由受力平衡得 解得 （2）根据受力分析，此时摩擦力向右，对导体棒由牛顿第二定律有 对物体由牛顿第二定律 联立得 14. 下图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E=120V，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I＝5.0A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.80m/s。重物的质量m＝50kg（g取）。求： （1）电源的内阻r多大？ （2）直流电动机的机械效率多大？ （3）电动机线圈的电阻R多大？ 【答案】（1）2Ω （2）72.7% （3）6Ω 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路欧姆定律 代入数据可得 r=2Ώ 【小问2详解】 电动机的电功率 电动机的机械功率 电动机的机械效率 【小问3详解】 电动机线圈的电阻R的发热功率为 由 得 15. 如图所示，长为3L、间距为2L的两平行金属板水平放置，两板与开关S、直流电源相连。闭合开关S，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度从上极板边缘水平射入，恰能从下极板边缘飞出，粒子受到的重力和空气阻力均忽略不计，已知。 （1）粒子离开电场时速度大小v； （2）若粒子以速度2v0从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的动能Ek； （3）将题中直流电源换为交流电源，其电压U随时间t变化关系的图像如图乙所示，其中U0（未知）等于原直流电源的电动势，时刻粒子仍以速度从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的侧位移y。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中作类平抛运动，水平方向满足 竖直方向满足 解得 所以 （2）设飞行时间为，则 解得 所以 则 所以动能为 （3）由于等于原直流电源电动势，所以粒子在电场中运动的加速度a大小保持不变第（1）问中，粒子水平方向上做匀速运动 竖直方向：第一个时间内，做初速度为0的匀加速运动；第二个时间内，做匀减速运动，直至速度为0；第三个时间内，再做初速度为0的匀加速运动。粒子每个时间内，发生的侧位移 联立可得 所以，粒子离开电场时的侧位移 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 祥云祥华中学2024~2025学年上学期期中考试 高二物理测试卷 一、选择题（本大题共10小题，共计46分。第1-7题为单选题，每小题4分；第8-10题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。） 1. 下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电场强度E随位置x变化的图像如图所示，与关于坐标原点对称，与两个位置电场强度相同，电场强度正方向与x轴正方向相同，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A. 电势高于电势 B. x轴负半轴各点电势均小于零 C. 带正电的粒子仅在电场力作用下由到先加速再减速 D. 一个电子在处静止释放，只在电场力作用下沿x轴负方向运动 3. 如图所示，莱顿瓶是一种早期电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，在电源被发明前，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电（现在可以利用电源对其充电）。下列说法正确的是（　　） A. 莱顿瓶存储的电荷越多，莱顿瓶的电容越大 B. 莱顿瓶的电容与充电电压成反比 C. 内外锡箔高度越高，莱顿瓶的电容越大 D. 莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 4. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度不为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 D. a、c两点处的磁感应强度的方向相同 5. 如图所示，矩形线圈abcd与有界的匀强磁场垂直，线圈的一半在磁场内，已知线圈的面积为2S，磁场的磁感应强度为B，规定图示位置穿过线圈的磁通量为正，以下说法正确的是（　　） A. 在图示位置时穿过线圈的磁通量为 B. 线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为BS C. 线圈以ab为轴转过时穿过线圈的磁通量为 D. 线圈以cd为轴转过时穿过线圈的磁通量为 6. 一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的，再给它两端加上电压U0，则此时（　　） A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为 C. 导线中自由电子定向移动平均速率为 D. 导线中自由电子定向移动的平均速率为v 7. 如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点，ab = 2bc = 1 m，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为8 V，b点电势为4 V，c点电势为2 V。带电粒子从a点以速度v0 = 1000 m/s射入电场，v0与ab边的夹角为45°，一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力，下列判断正确的是（　　） A. 电场强度大小为 B. 粒子从a点到e点过程中电场力做负功 C. d、e两点间电势差为2 V D. 粒子从a点到e点所用时间为 8. 两个带等量正电荷的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线且交PQ于O点，A点为MN上的一点， 一带负电的试探电荷q在静电力作用下运动，则下列正确的（　　） A. 若q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小一定先增大再减小 B. 若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动 C. q由A点向O点运动时，动能先增大再减小 D. 若在A点给q一个合适的初速度，它可以做匀速圆周运动 9. 如图所示，真空中有A、B、C三个带正电的点电荷，它们固定在边长为的等边三角形的三个顶点上，B、C点电荷的电荷量为，A点电荷的电荷量为，O点是三角形底边的中点，静电力常量为。下列说法正确的是（　　） A. 点电荷B、C对A的静电力大小为 B. 点电荷C对A的静电力大小为，方向由A指向C C. 若将C的电荷量变为，O点的电场强度大小将变小 D. 点的电场强度大小为 10. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，理想电流表A的示数为I，理想电压表V1、V2和V3的示数分别为U1、U2和U3。当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，各电表示数变化量分别为、、、和，下列说法正确的是（　　） A. I变大，U2变大 B. 电源的效率减小 C. D. 不变，变小 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 实验室中为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率ρ，完成下列部分步骤： （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图甲所示，由图可知其长度为__________mm。 （2）用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，由图可知其直径为__________mm。 （3）用多用电表的电阻“×10”挡按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为__________Ω。 （4）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下： 待测圆柱体电阻R； 电流表A（量程0~10 mA，内阻约30 Ω）； 电压表V（量程0~3 V，内阻约10 kΩ）； 直流电源E（电动势4 V，内阻不计）； 滑动变阻器R1（阻值范围0~15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A）； 滑动变阻器R2（阻值范围0~2 kΩ，允许通过的最大电流0.5 A）； 开关S，导线若干。 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用滑动变阻器的代号____。 12. 某学习小组在做“测量电源电动势和内阻”实验时采用了以下实验器材： 干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）； 电压表V（量程3 V，内阻约3 kΩ）； 电流表A（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； 滑动变阻器R（最大阻值20 Ω）； 定值电阻R1（阻值2 Ω）； 定值电阻R2（阻值4 Ω）； 开关一个，导线若干。 （1）学习小组按照图甲图电路图进行正确操作，并根据实验数据做出U − I图像，如图乙图所示。根据图像可知，所选的定值电阻应为__________（填“R1”或“R2”），干电池内阻r = __________Ω。（保留两位有效数字） （2）本实验中的电表带来的误差主要来源于__________（填“电压表分流”或“电流表分压”），测得的电源电动势相比真实值__________（填“偏大”或“偏小”）。 三、解答题（本大题共3小题，共计38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. 如图所示，PQ和MN为水平平行放置的金属导轨，相距，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为，棒的中点用细绳经轻质滑轮与物体相连，物体的质量，棒与导轨的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑轮摩擦不计，匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，取，试求： （1）为了使物体保持静止状态，导体棒中通入a→b电流，求电流的最小值； （2）为了使物体以加速度加速上升，应在棒中通入多大的电流？ 14. 下图是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。电源电动势E=120V，闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I＝5.0A和U＝110V，重物P上升的速度v＝0.80m/s。重物的质量m＝50kg（g取）。求： （1）电源的内阻r多大？ （2）直流电动机的机械效率多大？ （3）电动机线圈的电阻R多大？ 15. 如图所示，长为3L、间距为2L的两平行金属板水平放置，两板与开关S、直流电源相连。闭合开关S，质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度从上极板边缘水平射入，恰能从下极板边缘飞出，粒子受到的重力和空气阻力均忽略不计，已知。 （1）粒子离开电场时速度大小v； （2）若粒子以速度2v0从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的动能Ek； （3）将题中直流电源换为交流电源，其电压U随时间t变化关系的图像如图乙所示，其中U0（未知）等于原直流电源的电动势，时刻粒子仍以速度从上极板边缘水平射入，求粒子离开电场时的侧位移y。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $