精品解析：2025届河北省张家口市第一中学高三下学期一模物理试题

2024-2025学年度张家口市第一中学高三年级高考第一次模拟 物理试卷 （时长：75分钟）满分100分） 一、选择题（1—7题为单选题，每小题4分，错选或不选得0分；8—10题为多选题，每小题6分，全选对得18分，选对但不全得3分，错选或不选得0分，共46分） 1. 研究磁场对电流作用的实验装置如图所示，光滑导体棒ab垂直放置在两根平行的水平金属导轨上，闭合电键，下列判断正确的是 A. 导体棒ab一定向左运动 B. 导体棒ab一定向右运动 C. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向左运动 D. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向右运动 【答案】C 【解析】 【详解】导体棒处在磁场中，由于导体棒中的电流方向未知，无法判断ab棒的运动方向，故AB错误；若导体棒中的电流由a到b，根据左手定则可知导体棒受到的安培力向左，导体棒向左运动，故C正确，D错误． 2. 如图所示，通电折线abc的两段ab⊥bc（且ab<bc），匀强磁场水平向右，将此通电折线abc放入磁场中，图中哪种情况其所受安培力最大（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当通电导线为折线或曲线时其效果相当于由起点到终点的直线通以相同的电流，根据安培力表达式 可知，在B、I、L相同的情况下，当导线有效长度与磁场垂直时安培力最大。 故选C。 3. 如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源，电动势为E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°。金属杆ab垂直于导轨放置，导轨与金属杆接触良好，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是（ ） A. 减小磁感应强度B B. 将滑动变阻器触头P向左移 C. 增大导轨平面与水平面间的夹角θ D. 将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变 【答案】B 【解析】 【详解】A．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态，可知 因此减小磁感应强度B，安培力减小，金属棒不可能沿斜面向上运动，故A错误； B．将滑动变阻器触头P向左移，滑动变阻器电阻变小，回路中电流增大，则安培力增大，金属棒将向上运动，故B正确； C．增大导轨平面与水平面间的夹角θ，则重力沿斜面向下的分力 金属棒向下运动，故C错误； D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变，安培力将沿斜面向下，金属棒将向下运动，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，三根通电直导线P、Q、R互相平行，位于等腰三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流，则通电直导线P、Q在R处产生的磁感应强度B及通电直导线R所受的安培力F的方向分别是（　　） A. B沿x正轴方向，F垂直R，指向y轴负方向 B. B沿x负轴方向，F垂直R，指向y轴正方向 C. B沿y正轴方向，F垂直R，指向x轴正方向 D. B沿y负轴方向，F垂直R，指向x轴负方向 【答案】A 【解析】 【详解】由安培定则可知，通电指导线P、Q在R处产生的磁场方向如图，则合磁场的方向水平向右，即沿x轴正方向，则R处的磁场方向沿x轴正方向； 由左手定则可知，通电直导线R所受安培力垂直于R指向y轴负方向。选项BCD错误，A正确。 故选A。 5. 如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．今有质量相同的甲、乙、丙三个小球，其中甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道最高点，则 A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 乙球释放的位置最高 D. 甲球下落过程中，机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】在最高点时，甲球受洛伦兹力向下，乙球受洛伦兹力向上，而丙球不受洛伦兹力，三球在最高点受合力不同，由牛顿第二定律得：F合=m，由F合于不同m、R相等，则三个小球经过最高点时的速度不相等，故A错误；由于经过最高点时甲球所受合力最大，甲球在最高点的速度最大，故B错误；甲球经过最高点时的速度最大，甲的机械能最大，小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律可知，甲释放时的位置最高，故C错误；洛伦兹力不做功，小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故D正确；故选D． 点睛：本题应牢记洛伦兹力的性质，明确洛伦兹力永不做功，故三个小球在运动中机械能守恒，但要注意恰好通过时三个小球的受力不同，故速度是不相同的． 6. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（ ） A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势 C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势 【答案】D 【解析】 【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量，大小为，当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视）时，根据右手定则可知，a端电势低于b端电势；大小为 故选D。 7. 如图，两个阻值分别为和的定值电阻与导线连接成面积为S的矩形闭合回路MNPQ，导线电阻不计。矩形闭合回路左半区域MabP内有垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其变化率为。下列说法正确的是（　　） A. 矩形闭合回路中的感应电流方向为顺时针方向 B. 矩形闭合回路中的感应电动势大小为 C. 矩形闭合回路中的感应电流大小为 D. a、b两点的电势差为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知矩形闭合回路中的感应电流方向为逆时针方向，A错误； B．矩形闭合回路中的感应电动势大小为 B正确； C．矩形闭合回路中的感应电流大小为 C错误； D．a、b两点的电势差为 D错误； 故选B。 8. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　） A. M带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率 C. 洛伦兹力对粒子M一定不做功 D. M的运行时间大于N的运行时间 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，故A正确； B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 得 由图可知N的半径小于M的半径，所以M的速率大于N的速率，故B错误； C．洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故C正确； D．粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为 与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。 故选AC。 9. 回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（ ） A. 用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率 B. 磁场对带电粒子的洛伦兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关 C. 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D. 狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关 【答案】AD 【解析】 【分析】带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素有关. 【详解】B、D、带电粒子经过电场加速，磁场圆周，最后从磁场圆周离开，根据，解得，带电粒子射出时的动能,与加速的电压无关，与磁感应强度的大小有关；故B错误，D正确. A、C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期，与粒子的速度无关，所以加速后交变电场的周期不需改变，不同的带电粒子，在磁场中运动的周期不等，所以加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率；故A正确，C错误. 故选AD. 【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关. 10. 如图，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积0.2 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.3+0.15t．将线圈两端a、b与一个阻值R=2Ω的电阻相连接，b端接地．则下列说法正确的是( ) A. 通过电阻R的电流方向向上 B. 回路中的电流大小不变 C. 电阻R消耗的电功率为3W D. a端的电势-3V 【答案】AB 【解析】 【分析】根据楞次定律判断电流方向；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律求解电流，根据P=I2R求解电功率；求解R两端的电压，根据Ub-Ua=UR确定a点的电势． 【详解】A．磁通量随时间均匀增加，根据楞次定律可知，感应电流通过R的方向向上，选项A正确； B．因可知回路中产生的感应电动势不变，感应电流不变，选项B正确； C．，则回路的电流 ，电阻R消耗的电功率为，选项C错误； D．R两端的电压UR=IR=2V，即Ub-Ua=2V，因Ub=0可知Ua=-2V，选项D错误； 故选AB. 二、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，常应用在与磁场有关的自动化控制和测量系统中．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的1、2间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，当霍尔电压UH达到稳定值后，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式 ,其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关． （1）若半导体材料是电子导电，霍尔元件能通过如图甲所示电流I，接线端3的电势比接线端4的电势____（填“高”或 “低”）； （2）已知的厚度为d，宽度为b，电流的大小为I，磁感应强度大小为B，电子电量为e，单位体积内电子的个数为n，测量相应的UH值，则霍尔系数RH=______； （3）图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图丙所示．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式______； （4）如图丁是测速仪的外围电路图，要将图甲中的霍尔元件正确的接入电路中虚线框中四个接线端，则a和b分别连接_______和______（填接线端“1和2”或“3和4”）． 【答案】 ①. （1）低； ②. （2） ③. （3） ④. （4）1 ⑤. 2 【解析】 【详解】【分析】由左手定则可判断出电子的运动方向，从而判断接线端3和接线端4的电荷聚集情况，聚集正电荷的一侧电势高；根据题中所给的霍尔电势差和霍尔系数的关系，结合电场力与洛伦兹力的平衡，可求出霍尔系数的表达式；由转速时间以及圆盘的周边永久磁体的个数，可表示出霍尔元件输出的脉冲数目，从而表示出圆盘转速； 解：(1)导体或半导体中的电子定向移动形成电流，由左手定则判断，电子会偏向接线端3，使其电势低，同时相对的接线端4的电势高，故接线端3的电势比接线端4的电势低； (2)由题意得：，解得； 当电场力与洛伦兹力平衡时，有，解得，又有电流的微观表达式：I=nevS，联立解得； (3) 由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则有：，圆盘转速为：； (4) 要将图甲中的霍尔元件正确的接入电路中虚线框中四个接线端，则a和b分别连接线端“1和2”． 12. 某同学用如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）如图甲所示，已知电流从电流计的正接线柱流入时，指针向右偏转。则当图中磁体快速向下运动时，可观察到电流计指针______（选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。 （2）用如图乙所示的实物电路探究影响感应电流方向的因素，请先将图乙的实物连线补充完整______。在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最______（选填“左”或“右”）端。 （3）若图乙实物电路连接正确，开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，可观察到电流计指针______（选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。 【答案】（1）向右 （2） ①. ②. 左 （3）向右 【解析】 【小问1详解】 通过实验得知，当电流从电流计的右侧正接线柱流入时，指针向右偏转，则当磁体向下运动时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，感应电流从电流计正接线柱流入，所示其指针向右偏转。 【小问2详解】 [1]将图中的实物连线，其如图所示 [2]为保护电路安全，所以其滑片应该在阻值最大端，即滑动变阻器滑片应该移动到最左端。 【小问3详解】 开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，穿过与电流计过程回路线圈的磁通量增加，将铁芯从线圈中抽出时，则穿过电流计过程回路线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，指针向左偏转。 三、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 (1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U； (2)求水平拉力F多大？ 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】(1) 感应电动势 回路中感应电流 导体棒两端的电压即路端电压 (2) 导体棒向右匀速运动，有 14. 如图所示，边长为L的正方形匀强磁场区域abcd内的P点处有一粒子源，可以发射不同速率的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子沿纸面以与Pd成30°角的方向射入该匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，P点是cd边的中点。不计粒子的重力以及粒子间的相互作用。 （1）求带电粒子在磁场中运动的周期T； （2）若粒子由边界cd离开磁场，求该粒子在磁场中的运动时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中做匀速圆周运动过程中，由牛顿第二定律有 根据圆周运动的周期公式 联立解得 【小问2详解】 根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由图可知若粒子由边界离开磁场时，运动轨迹所对圆心角为 其运动时间 联立可得 15. 如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=1m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示。（取g=10 m/s2）求： (1)导体在磁场中受到的安培力大小及方向。 (2)求磁场磁感应强度的大小。 (3)导体棒在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量。 【答案】(1)1 N；竖直向上；(2)2 T；(3)0.075 J 【解析】 【分析】 【详解】(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v=1.0 m/s做匀速运动，重力与安培力平衡，则安培力方向竖直向上，由平衡条件知，安培力大小为 F=mg=1 N (2)杆产生的电动势 E=BLv 杆中的电流 I= 杆所受安培力 F安=BIL 由平衡条件得 mg=F安 代入数据联立得 B=2 T (3)电阻R产生的热量 Q=I2Rt 联立解得 Q=0.075 J 故杆在磁场中下落0.1s的过程中电阻R产生的热量Q=0.075 J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度张家口市第一中学高三年级高考第一次模拟 物理试卷 （时长：75分钟）满分100分） 一、选择题（1—7题为单选题，每小题4分，错选或不选得0分；8—10题为多选题，每小题6分，全选对得18分，选对但不全得3分，错选或不选得0分，共46分） 1. 研究磁场对电流作用的实验装置如图所示，光滑导体棒ab垂直放置在两根平行的水平金属导轨上，闭合电键，下列判断正确的是 A. 导体棒ab一定向左运动 B. 导体棒ab一定向右运动 C. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向左运动 D. 若导体棒中的电流由a到b，导体棒向右运动 2. 如图所示，通电折线abc的两段ab⊥bc（且ab<bc），匀强磁场水平向右，将此通电折线abc放入磁场中，图中哪种情况其所受安培力最大（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源，电动势为E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°。金属杆ab垂直于导轨放置，导轨与金属杆接触良好，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是（ ） A. 减小磁感应强度B B. 将滑动变阻器触头P向左移 C. 增大导轨平面与水平面间的夹角θ D. 将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变 4. 如图所示，三根通电直导线P、Q、R互相平行，位于等腰三角形的三个顶点，三条导线通入大小相等，方向垂直纸面向里的电流，则通电直导线P、Q在R处产生的磁感应强度B及通电直导线R所受的安培力F的方向分别是（　　） A. B沿x正轴方向，F垂直R，指向y轴负方向 B. B沿x负轴方向，F垂直R，指向y轴正方向 C. B沿y正轴方向，F垂直R，指向x轴正方向 D. B沿y负轴方向，F垂直R，指向x轴负方向 5. 如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．今有质量相同的甲、乙、丙三个小球，其中甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道最高点，则 A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 乙球释放的位置最高 D. 甲球下落过程中，机械能守恒 6. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（ ） A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势 C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势 7. 如图，两个阻值分别为和的定值电阻与导线连接成面积为S的矩形闭合回路MNPQ，导线电阻不计。矩形闭合回路左半区域MabP内有垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其变化率为。下列说法正确的是（　　） A. 矩形闭合回路中的感应电流方向为顺时针方向 B. 矩形闭合回路中的感应电动势大小为 C. 矩形闭合回路中的感应电流大小为 D. a、b两点的电势差为 8. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　） A. M带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率 C. 洛伦兹力对粒子M一定不做功 D. M的运行时间大于N的运行时间 9. 回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（ ） A. 用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率 B. 磁场对带电粒子的洛伦兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关 C. 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D. 狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关 10. 如图，一个匝数为100匝的圆形线圈，面积0.4m2，电阻r=1Ω．在线圈中存在面积0.2 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.3+0.15t．将线圈两端a、b与一个阻值R=2Ω的电阻相连接，b端接地．则下列说法正确的是( ) A. 通过电阻R的电流方向向上 B. 回路中的电流大小不变 C. 电阻R消耗的电功率为3W D. a端的电势-3V 二、实验题：本大题共2小题，共14分。 11. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，常应用在与磁场有关的自动化控制和测量系统中．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的1、2间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，当霍尔电压UH达到稳定值后，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式 ,其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关． （1）若半导体材料是电子导电，霍尔元件能通过如图甲所示电流I，接线端3的电势比接线端4的电势____（填“高”或 “低”）； （2）已知的厚度为d，宽度为b，电流的大小为I，磁感应强度大小为B，电子电量为e，单位体积内电子的个数为n，测量相应的UH值，则霍尔系数RH=______； （3）图乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图丙所示．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式______； （4）如图丁是测速仪的外围电路图，要将图甲中的霍尔元件正确的接入电路中虚线框中四个接线端，则a和b分别连接_______和______（填接线端“1和2”或“3和4”）． 12. 某同学用如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素： （1）如图甲所示，已知电流从电流计的正接线柱流入时，指针向右偏转。则当图中磁体快速向下运动时，可观察到电流计指针______（选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。 （2）用如图乙所示的实物电路探究影响感应电流方向的因素，请先将图乙的实物连线补充完整______。在闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至最______（选填“左”或“右”）端。 （3）若图乙实物电路连接正确，开关闭合瞬间，电流计的指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，可观察到电流计指针______（选填“不”、“向左”或“向右”）偏转。 三、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v。 (1)求回路中感应电流I和导体棒两端的电压U； (2)求水平拉力F多大？ 14. 如图所示，边长为L的正方形匀强磁场区域abcd内的P点处有一粒子源，可以发射不同速率的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子沿纸面以与Pd成30°角的方向射入该匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，P点是cd边的中点。不计粒子的重力以及粒子间的相互作用。 （1）求带电粒子在磁场中运动的周期T； （2）若粒子由边界cd离开磁场，求该粒子在磁场中的运动时间。 15. 如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=1m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v-t图象如图乙所示。（取g=10 m/s2）求： (1)导体在磁场中受到的安培力大小及方向。 (2)求磁场磁感应强度的大小。 (3)导体棒在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $